WO2007000258A1 - Elektrische schaltvorrichtung mit magnetischen verstellelementen für ein schaltelement - Google Patents

Elektrische schaltvorrichtung mit magnetischen verstellelementen für ein schaltelement Download PDF

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WO2007000258A1
WO2007000258A1 PCT/EP2006/005864 EP2006005864W WO2007000258A1 WO 2007000258 A1 WO2007000258 A1 WO 2007000258A1 EP 2006005864 W EP2006005864 W EP 2006005864W WO 2007000258 A1 WO2007000258 A1 WO 2007000258A1
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WO
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switching
switching device
elements
magnets
switching element
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/005864
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English (en)
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Inventor
Markus Leipold
Helmut Hingrainer
Alexander Bayer
Original Assignee
Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to JP2008518670A priority patent/JP4620153B2/ja
Priority to EP06754436A priority patent/EP1897108B1/de
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Classifications

    • 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
    • H01H36/0073Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by relative movement between two magnets
    • 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
    • H01H36/0013Permanent magnet actuating reed switches characterised by the co-operation between reed switch and permanent magnet; Magnetic circuits

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device according to the preamble of claim 1.
  • a switching device of this type is described in DE 101 03 814 Al.
  • This switching device is used in particular to switch a power line for a high-frequency attenuator via different damping elements.
  • it has an elongated and preferably flat switching element, which is movable transversely to its longitudinal direction by an adjusting element and is thereby brought with a contact surface at one end either out of contact or in contact with a mating contact surface. In the contact position, the conduction of the electrical current at the contact surfaces is dependent inter alia on the contact surface and the mating contact surface. Impurities or particles can significantly affect the power line, especially if the impurities or particles are made of electrically non-conductive material.
  • Emissivity lines have e.g. several serially arranged four-pole switching devices with input and output side equal and constant characteristic impedance and each adjustable calibrated damping and thus also precise level.
  • the invention has for its object to improve the transverse motion drive for the switching element in an electrical switching device of the type specified. Furthermore, friction processes and, as a result, the risk of damage to the electrical contact due to abrasion should be eliminated or at least reduced. In particular, the formation of abrasion in the vicinity of the contact surfaces should be avoided or at least reduced. In addition, a non-contact transverse movement of the switching element should be possible, preferably in a closed and in particular hermetically sealed or sealed housing. In addition, a simple construction should be created.
  • the invention is based on the finding that in a switching movement drive of the switching element with magnetic forces there is no need for mechanical movement drive contact between the switching element and the adjusting elements and therefore generated at with magnetic forces Switching movements of the switching element no mechanical contact is present and therefore therebetween neither a sliding friction takes place nor a resulting abrasion is generated.
  • the invention is further based on the finding that the effectiveness of the magnetic force of a magnet in dependence on the size of the distance between the magnet and a magnetic force detected by the element is variable and decreases with increasing distance and increases with decreasing distance.
  • the switching element consists at least partially of magnetic material, and the adjusting elements are each formed by at least one magnet.
  • a corresponding switching function is achieved when the opposite other magnet is advanced towards the switching element.
  • the magnetic force acting on the switching element of the non-advanced magnet can be reduced by increasing the distance between it and the switching element.
  • the effectiveness of the magnetic force of the advancing magnet is increased and the switching of the switching element to the associated mating contact element amplified.
  • the switching function can be further improved or simplified if the non-advanced magnet is simultaneously moved away or moved backward by the switching element, which reduces its magnetic force acting on the switching element and therefore the effectiveness of the magnetic force of the advancing magnet is increased. It is therefore advantageous to simultaneously move both opposing magnets in the same transverse direction, which increases the effectiveness of the magnetic force of the Verstellmagnets moving towards the switching element and reduces the effectiveness of moving away from the switching element magnet.
  • Such a movement drive for the magnets can be easily configured in that the magnets are connected to each other by a coupling member or are arranged on a common transversely movable slide.
  • one of the two magnets thus fulfills by its forward movement the switching function, i. the movement of the switching element to the respective mating contact element and the contact holding function on the mating contact element, wherein the effectiveness of the magnet, which is opposite to the mating contact element to be contacted, is reduced or canceled by the travel or return movement.
  • the invention is characterized in each case by a simple configuration, which can be realized in a small construction, because it requires no mechanical connection between the switching element and the magnet. Due to the lack of a mechanical connection, the embodiments according to the invention with respect to the distances between the switching element and the adjusting elements are variable and adaptable, so that they are in simple and advantageous to integrate into existing designs.
  • the embodiments of the invention are also very advantageous in combination with a leaf spring-shaped switching element whose broad sides are facing the respective associated magnet.
  • the switching element may have the dimensions of a thin film, so that the switching element with low movement forces in the direction of the respective opposite mating contact element is movable and durable in contact.
  • the switching element does not need to be moved directly against the respectively associated magnet. Even if a sufficient distance between the switching element and the magnet is present in the contact position, the contact holding function is ensured at a sufficient magnetic force of the magnet.
  • the embodiment of the invention is also particularly suitable for a switching device in which the switching elements are arranged in a preferably sealed shelter of a housing, which eliminates bushings for mechanical adjustment.
  • the adjacent contact ends of the two Switching elements overlapping magnet may be arranged for moving both switching elements, which is mounted transversely movable back and forth. This makes it possible to realize a four-pole switching device with only two magnets in a simple manner.
  • the two magnets are arranged opposite one another on both sides of the switching element.
  • the two magnets of each pair may have a distance from each other, which is preferably about equal to or greater than a central plane of movement of the switching element, as the width of the preferably flat tongue-shaped switching element.
  • a preferably common motion drive to the magnet or pairs of magnets, preferably each with an electric drive motor.
  • an electric drive motor an electromagnet is particularly advantageous, which causes by magnetic forces the desired movement of the respective at least one magnet or a plurality of magnets comprising movement unit.
  • an electromagnet is particularly advantageous, which causes by magnetic forces the desired movement of the respective at least one magnet or a plurality of magnets comprising movement unit.
  • a magnetic drive can also be by a corresponding Pole arrangement or pole switching attractive and repulsive
  • Reinforce or doubling the drive forces can simultaneously generate the respective drive movement.
  • Fig. 1 a plurality of electrical according to the invention
  • Fig. 2 shows a switching device in section II-II in Fig.
  • Fig. 3 shows a switching device according to the invention in section II-II in Fig. 1 in a modified
  • Fig. 4 shows the switching device of FIG. 3 in the
  • FIG. 5 shows a switching device according to the invention in a further modified embodiment in a perspective plan view.
  • Fig. 6 shows the section VI-VI in Fig. 5;
  • FIG. 7 shows a switching device according to the invention in a further modified embodiment in a perspective plan view
  • Fig. 8 shows a switching device according to the invention in a vertical cross section in a modified
  • FIG. 9 shows the switching device according to FIG. 8 in plan view
  • FIG. 10 shows the switching device according to FIG. 8 in its other switching position
  • FIG. 12 shows a switching device according to the invention in a further modified embodiment and in perspective view
  • Fig. 13 shows a switching device according to the invention in a further modified embodiment and in perspective
  • FIG. 14 shows a switching device according to the invention in a further modified embodiment and in a perspective view.
  • the drawing shows a plurality of switching devices, designated in their entirety by 1, whose electrically interconnectable line sections form the longitudinal sections of an electrical line 2 and each have a switch 3 with a switching element 4 which can be moved back and forth transversely to the electrical line 2 and which serves to to open or close the line 2.
  • the switching element 4 is an elongated element which is permanently connected at its base end 5 to the line 2 and at its other end has a contact end 6 with which it, after a transverse movement in its contact position at one of two transversely at a distance mutually fixedly arranged mating contact elements 7a, 7b is present.
  • An open position can result in the hinted center position in which the contact end 6 has a lateral distance from the mating contact elements 7a, 7b.
  • the mating contact elements 7a, 7b are held stationary, z. B. on a base 11 shown only in Fig. 2, and they may be formed by the ends of power sections, the z. B. are formed by flat and upright strips arranged.
  • the at least one switching device 1 is part of a so-called attenuation line with parallel switchable attenuator sections 2a, 2b, which are connected to the mating contact elements 7a, 7b and can be selectively switched, wherein at least one attenuator section is attenuated and forms a damping line.
  • a four-pole attenuation line formed by four switches 3 is shown left and right with two Eich einsabêten 2a, 2b and two preferably identical switching elements 4, on both sides of a transverse to the electrical line 2 and approximately centrally between the mating contact elements 7a 7b extending transverse plane 8 are arranged mirror images of each other, so that their contact ends 6 are directed towards each other, which are each arranged between two laterally spaced mating contact elements 7a, 7b and selectively against the one or the other mating contact element 7a, 7b are movable. Since the on both sides of the transverse plane 8 arranged in mirror image switching devices 1 are substantially equal, only one of the two left of the transverse plane 8 arranged switching devices 1 will be described in the following.
  • the switching element 4 is preferably laterally elastically bendable, with its base end 5 held on a holder 9 is attached to a first base 11 shown in Fig. 2.
  • a flexible switching element 4 is a spring tongue in the form of a flat strip is particularly well, which is shown in Fig. 1 in plan view, so that its narrow side is visible and its two opposite broad sides facing the mating contact element 7a, 7b.
  • the flat strip may also be formed by a thin film whose thickness z. B. is less than about 1/10 mm and can be only a few microns.
  • a first adjusting or switching magnet 12 is provided on each side of the switching element 4, 13 is arranged, which is mounted transversely displaceably in each case in an associated transverse guide 14 and thus in the direction of the switching element 4 and back again movable.
  • the magnets 12, 13 are arranged centrally on both sides with respect to the central pivot plane 16 of the switching element or elements 4, so that the central axes intersecting the pole axes of the magnets 12, 13 are arranged in the central pivot plane 16.
  • the magnets 12, 13 are preferably arranged behind the mating contact elements 7a, 7b, wherein they can have a transverse spacing a from these.
  • the height h of the magnets 12, 13 extending transversely to the pivoting plane 16 of the switching element or elements 4 is greater than the width b of the switching element or elements 4, so that in the case of a preferably elevational arrangement the magnets 12, 13 both narrow sides of the or Overhang adjusting elements 4, see Fig. 2nd
  • the magnets 12, 13 are preferably jointly adjustable in the sense of a movement unit 10. For this purpose, they can be connected by a coupling element. As the embodiment according to FIGS. 1 and 2 clearly shows, the magnets 12, 13 are arranged on a transversely extending slide 15, which is mounted transversely displaceably in the guide 14 and forms a movement unit with the magnets 12, 13.
  • the guide 14 may be disposed on or on the first base 11.
  • the magnets 12, 13 are arranged substantially centrally with respect to the transverse plane 8, their length L 1 extending in the longitudinal direction of the conduit 2 being so large that they overlap sufficiently large end portions of the switching elements 4 facing one another. It is advantageous that the magnets 12, 13 and the mating contact elements 7a, 7b project beyond, as shown in the embodiments.
  • the length of the mating contact elements 7a, 7b is denoted by L2.
  • Fig. 1 arranged in the right half of the switching devices 1 show the common magnet 12 in its forward in the direction of the switching elements 4 foremost position in which the magnet 12 is applied to the mating contact elements 7a or may have a transverse distance thereof.
  • the opposite magnet 13 is located in its most remote from the mating contact elements 7b position.
  • the in the embodiments substantially equal magnetic force of the magnets 12, 13 is in each case so large that at least in the switching elements 4 intentionallysten (advanced) position taking into account the lateral distance of the respective magnets 12, 13, the switching elements 4 by the magnetic force Ml of attracted to the closest magnets 12, 13 and pulled against the mating contact elements 7a and held in this contact position.
  • the distance w between the magnets 12, 13, the distance x between the mating contact elements 7a, 7b and the transverse movement or stroke length L3 of the magnets 12, 13 and the movement unit 10 are dimensioned so large that in the stroke end position of the advanced magnet 12th 13 whose distance y from the surface of the mating contact element 7a, 7b arranged facing away from it is smaller than the distance z of the retracted magnet 12, 13 from the surface of this mating contact element 7a, 7b facing away from it.
  • the distance y can also be selected to be greater than the distance z, as long as the sum of the restoring force and the magnetic force Ml of the advancing magnet is greater than the magnetic force Ml of the magnet moved back.
  • adjusting magnets 12a, 12b and 13a, 13b may be arranged.
  • the distance b between each arranged on one side of the adjusting magnets of a pair of magnets is about equal to or greater than the width c of preferably identical switching elements 4.
  • M2 is a resultant magnetic force of the two Verstellmagnete 12a, 12b and 13a, 13b
  • the magnetic field lines, not shown, are bundled in the region of the distance b.
  • each arranged with respect to the transverse axis 8 magnet pair 12a, 12b is disposed behind the mating contact elements 7a, 7b, it is advantageous to ensure a good course of the magnetic lines of force to arrange the magnets 12a, 12b of this pair of magnets at a distance b, equal to or greater is, as the width c of the or the switching elements 4. This results in a distance d between the facing sides of the Magnets and one of the narrow sides of the switching elements or 4 containing level.
  • the adjusting magnets 12a, 12b, 13a, 13b are connected together to form a common movement unit. This is not shown in FIGS. 3 and 4 with respect to the adjusting magnets 12b and 13b.
  • the superimposed adjusting magnets 12a, 12b and 13a, 13b are arranged on superimposed slide parts 15a, 15b, wherein they can be recessed in recesses 17a, 17b in the slide parts 15a, 15b at least partially sunk.
  • the slide parts 15a, 15b which is not shown in FIGS. 5 and 6.
  • the contact elements of the two switching devices 3 are protected in the interior of a box formed by the slide parts 15a, 15b arranged.
  • the interior may be formed by a longitudinally continuous groove 22, the end each z. B. can be closed by the holder 9.
  • the first base 11 has a base bottom IIa and a base top IIb, which may be formed by stacked plates which are bolted together by screws not shown inserted into holes 18.
  • the base lower part IIa and the base upper part IIb each have in mutually matching central areas on a lower side or upper side recess 19a, 19b, in which the slide parts 15a, 15b are added.
  • the transverse to the electrical line 2 extending wall surfaces of the recesses 19a, 19b form the guide, wherein the also transversely extending dimension of the recesses 19a, 19b at least by the desired transverse movement length L3 is greater than the associated transverse dimension of the slide parts 15a, 15b, so that the adjusting magnets 12a, 12b, 13a, 13b or magnetic pairs can perform a sufficiently large transverse movement in order to achieve the aforementioned magnetic force effects.
  • the with respect to the longitudinal center plane 14 transversely offset boundary surfaces of the recesses 19a, 19b may be arranged at such a distance from each other that they form stops to limit the transverse movement of the magnets 12, 13 or the slide parts 15a, 15b.
  • the electrical line 2 with the switching elements 4 can be located in the longitudinal groove 22 extending between the base parts IIa, IIb or in one of the base parts 15a (FIG. 5) or 15b (FIG. 6), the vertical dimension g of which is slightly larger than the one upright width d of the switching elements 4, in order to ensure for this a sufficient movement play.
  • the holders 9 are arranged in the end regions of the longitudinal groove 22, wherein the longitudinal groove itself may be located in the upper and / or lower base part IIa, IIb.
  • FIG. 7 shows an advantageous construction for the mechanical connection between the slide parts 15a, 15b.
  • This construction has a frame 21 which overlaps the slide parts 15a, 15b and the first base 11, preferably quadrangular, which may consist of two horizontal and two vertical frame parts which may be screwed together, as illustrated by knitting point lines.
  • the slide parts 15a, 15b may, for. B. be attached directly to the mutually facing sides of the horizontal frame portions 21 a.
  • the transverse distance f between the vertical frame sections 21b is greater than the transverse dimension of the base 11 at least by the transverse movement length L3, whereby a corresponding transverse movement L3 of the movement unit 10 is ensured.
  • a transverse movement drive 23 with a preferably electric drive motor 24, in which it is z. B. may be an electromagnet 24a, which consists of a ferromagneti Service core and a surrounding electric coil.
  • the or the drive motors 24 may, for. B. be supported on the base 11.
  • a drive motor 24 is sufficient to accomplish the reciprocating movement of the movement unit 10.
  • an electromagnet 24a this can be done in the one direction of movement by magnetic force and in the other transverse direction of movement by a return spring, not shown, or also by magnetic force after electrical reversal of the electromagnet 24a.
  • the core of the drives 24 is formed of a ferromagnetic material and serves to hold the moving unit 10 by attracting the magnets 12, 13, 12 a, 12 b, 13 a, 13 b.
  • FIGS. 8 to 11 show two electromagnets 24a arranged on each side of the moving unit 10, which are designed and electrically reversible in such a way that one magnet acts by magnetic attraction and the other electromagnet by magnetic repulsion.
  • transverse movement requires only a momentary surge in order to supply the electromagnets with electrical energy and to carry out the respective transverse movement.
  • the moving unit 10 is in its rightward-moving end position, in which it has been moved by the right electromagnet 24a by magnetic attraction and by the left electromagnet 24a by magnetic repulsion.
  • the switching elements 4 have been moved by the magnetic force of the left pair of magnets 12a, 12b to the left against the mating contact elements 7a, and they are by the magnetic force in maintained continuous contact with the mating contact elements 7a.
  • the switching of the movement unit 10 in the switching position shown in FIGS. 10 and 11 is correspondingly reversed.
  • the embodiment according to FIG. 12 shows a construction containing the basic configuration according to FIGS. 8 to 11 in a perspective view, wherein the same parts are also provided with the same reference numerals.
  • the embodiment and arrangement of the switching device 1 according to FIG. 7 is integrated into the exemplary embodiment according to FIG. 12, but with the difference that one or both lateral frame sections 21b are or are annular, wherein the through-hole 21c predetermined by the ring shape is taken into consideration a movement play is greater than the cross-sectional size of the drive motor 24 or the associated electromagnet 24 a.
  • the drive motor 24 or the electromagnet 24a can extend to the base or the base parts IIa, IIb, so that the magnetic force can be better utilized.
  • the ring shape of the frame portion or portions 21b contributes to better utilization of the magnetic force of the associated solenoid 24a.
  • a second base 25 which carries the first base 11 and is preferably formed by a particular square frame 26, the transversely extending frame portions 26a are connected to the longitudinal ends of the first base 11 and the longitudinally extending frame portions 26 carry web portions 27 that carry the associated or the drive motors 24.
  • the first base 11 is seated with its longitudinal ends on the transversely extending frame portions 26a and the drive motors 24 extend approximately horizontally from the inner sides of the web portions 27.
  • the longitudinally extending frame portions 26 and connecting elements 28 for the power connection of or the Drive motors 24 and electromagnet 24 a be attached.
  • Adjustment device 32 transverse to the longitudinal center plane 14 to arrange adjustable back and forth.
  • an adjusting screw 33 is provided for that purpose
  • Web part 27 also enclosed in a threaded hole.
  • the drive motors 24 and electromagnets 24a form the transverse guide 14, wherein the annular frame portions 21b are guided transversely displaceably on the drive motors 24 and electromagnets 24a.
  • the thus configured switching device unit on a control device 29, for.
  • the control plate 29 facing frame portion 21a may be at least partially sunk in a recess 36 of the control device 29 in order to reduce the design height.
  • a central z. B. round pin 21f may be provided, which engages in a pin hole in the slide parts 15a, 15b.
  • FIG. 14 differs from the embodiment of FIG. 13 in that only one drive motor 24 is provided in the form of an electromagnet 24 a, the core 24 b is C-shaped, wherein the end portions 24 d of the C-shape coaxial Direction of the movement by the adjusting magnets 12, 13 and the Verstellmagnet pairs 12a, 12b, 13a, 13b, the slide parts 15a, 15b and the frame 21 formed movement unit 10 and thereby overlap and in the above sense, a transverse guide 14 for the movable thereon Form frame sections 21b of the frame 21.
  • the control device 29 form another base part on which the coil 46c at z. B. the associated electrical lines contained ridge lines standing, suspended or transversely mounted.
  • a plurality of pairs of switching devices 1 arranged in mirror image relative to the transverse plane 8 can be arranged one behind the other along the attenuating line, as is shown by way of example in FIG. 1 with two and FIG. 4 with a pair of switching devices.
  • the switching element 4 may in each case be a double switching element preferably extending in one piece beyond the holder 9, which protrudes in both longitudinal directions from the holder 9, wherein the switching elements 4a facing away from each other with further movement drives and mating contact elements 7a, 7b of co-operate with further sections of the attenuator line.
  • At least one switching device 1 in a shelter 31 of a preferably sealed housing, which may be elongated to a plurality of longitudinally arranged one behind the other To receive switching devices 1, z. B. those according to FIG. 1.

Landscapes

  • Slide Switches (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung (1) , insbesondere Hochfrequenz-Schaltvorrichtung, mit wenigstens einem länglichen elektrischen Schaltelement (4), das mit einem Kontaktende (6) zwischen zwei einen Querabstand voneinander aufweisenden Gegenkontaktelementen (7a, 7b) angeordnet ist und durch zwei einen Querbewegungsantrieb (23) bildende Verstellelemente quer zu seiner Längsrichtung wahlweise gegen das eine oder das andere Gegenkontakt element (7a, 7b) bewegbar ist. Die Verstellelemente sind seitlich neben dem Schaltelement (4) angeordnet und quer dazu hin und her bewegbar. Um den Querbewegungsantrieb (23) für das Schaltelement (4) zu verbessern, besteht das Schaltelement (4) wenigstens teilweise aus magnetischem Material, wobei die Verstellelemente durch Magnete (12, 13) gebildet sind.

Description

Elektrische Schaltvorrichtung mit magnetischen Verstellelementen für ein Schaltelement
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Schaltvorrichtung dieser Art ist in der DE 101 03 814 Al beschrieben. Diese Schaltvorrichtung dient insbesondere dazu, eine Stromleitung für eine Hochfrequenz-Eichleitung über unterschiedliche Dämpfungselemente zu schalten. Hierzu weist sie ein längliches und vorzugsweise flaches Schaltelement auf, das durch ein Verstellelement quer zu seiner Längsrichtung bewegbar ist und dabei mit einer Kontaktfläche an seinem einen Ende wahlweise außer- Kontakt oder in Kontakt mit einer Gegenkontaktflache gebracht wird. In der Kontaktstellung ist die Leitung des elektrischen Stroms an den Kontaktflächen abhängig unter anderem von der Anlage der Kontaktfläche und der Gegenkontaktflache aneinander. Verunreinigungen oder Partikel können die Stromleitung wesentlich beeinträchtigen, insbesondere dann, wenn die Verunreinigungen bzw. Partikel aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.
Besonders wichtig ist eine störungsfreie Stromleitung bei Eichleitungen, die als Referenz bei Dämpfungseinstellungen z.B. von Signalgeneratoren oder Netzwerkanalysatoren dienen. Eichleitungen weisen z.B. mehrere seriell angeordnete vierpolige Schaltvorrichtungen auf mit eingangs- und ausgangsseitig gleichem und konstantem Wellenwiderstand sowie jeweils einstellbarer geeichter Dämpfung und somit auch präzisem Pegel.
Bei bekannten elektrischen Hochfrequenz-Schaltvorrichtun- gen, wie sie z. B. typisch in Hochfrequenz-Eichleitungen Verwendung finden, wird die seitliche Schaltbewegung eines Schaltelements mittels äußerer mechanischer Krafteinwirkung durch Stößel erzielt, die seitlich gegen das Schaltelement stoßen und es dabei bewegen. Auf Grund der seitlichen Schwenkbewegung, die das Schaltelement ausführt und den linearen Schubbewegungen der beiderseits des Schaltelements vorhandenen Stößel ergeben sich im Berührungsbereich der Stößel und des Schaltelements Gleitbewegungen, die auf Grund der sich ergebenden Reibung zu einem Abrieb führen. Insbesondere dann, wenn die Schaltvorrichtung einen geschlossenen Schaltraum aufweist, ist die Gefahr einer Kontaktstörung durch den durch die Reibung erzeugten Abrieb besonders groß, weil der Abrieb im Schaltraum verbleibt. Aber auch bei offenem Schaltraum besteht die Gefahr, dass der Abrieb zwischen die Kontaktflächen gelangt und den elektrischen Kontakt beeinträchtigt. Zudem können die Stößel negative Einflüsse auf das HF-Verhalten haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Schaltvorrichtung der eingangs angegebenen Art den Querbewegungsantrieb für das Schaltelement zu verbessern. Des weiteren sollen Reibungsvorgänge und daraus resultierend die Gefahr einer Beeinträchtigung des elektrischen Kontaktes durch Abrieb beseitigt oder wenigstens verringert werden. Insbesondere soll die Entstehung von Abrieb in der Umgebung der Kontaktflächen vermieden oder wenigstens vermindert werden. Im Weiteren soll ein berührungsloses Querbewegen des Schaltelements möglich sein, vorzusweise in einem geschlossenen und insbesondere hermetisch geschlossenen oder abgedichteten Gehäuse. Außerdem soll eine einfache Konstruktion geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Schaltbewegungsantrieb des Schaltelements mit magnetischen Kräften es keines mechanischen Bewegungsantriebskontaktes zwischen dem Schaltelement und den Verstellelementen bedarf und deshalb bei mit magnetischen Kräften erzeugten Schaltbewegungen des Schaltelements kein mechanischer Kontakt vorhanden ist und deshalb dazwischen weder eine Gleitreibung stattfindet noch ein daraus resultierender Abrieb erzeugt wird.
Der Erfindung liegt im Weiteren die Erkenntnis zugrunde, dass die Wirksamkeit der Magnetkraft eines Magneten in Abhängigkeit von der Größe des Abstands zwischen dem Magneten und einem von der Magnetkraft erfassten Element veränderlich ist und mit größer werdendem Abstand abnimmt und mit verringerndem Abstand zunimmt.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung besteht das Schaltelement wenigstens teilweise aus magnetischem Material, und die Verstellelemente sind jeweils durch wenigstens einen Magneten gebildet. Hierdurch lässt sich die am Schaltelement wirksame Magnetkraft des jeweiligen Magnets durch seine Vorbewegung zum Schaltelement hin so weit vergrößern, dass sie die am Schaltelement wirksame Magnetkraft des gegenüberliegenden anderen Magnets übersteigt und das Schaltelement aus dem magnetischen Anzugsbereich des gegenüberliegenden Magnets zum vorbewegten Magnet anzieht und zum zugehörigen Gegenkontaktelement hin bewegt.
Eine entsprechende Schaltfunktion wird erreicht, wenn der gegenüberliegende andere Magnet zum Schaltelement hin vorbewegt wird.
Dabei lässt sich in beiden vorgenannten Schaltfällen die am Schaltelement wirksame Magnetkraft des nicht vorbewegten Magnets durch eine AbstandsVergrößerung zwischen ihm und dem Schaltelement verringern. Hierdurch wird die Wirksamkeit der Magnetkraft des vorbewegten Magnets vergrößert und das Umschalten des Schaltelements zum zugehörigen Gegenkontaktelement verstärkt.
Die Schaltfunktion lässt sich dadurch weiter verbessern bzw. vereinfachen, wenn der nicht vorbewegte Magnet gleichzeitig von dem Schaltelement quer wegbewegt bzw. rückbewegt wird, wobei sich seine am Schaltelement wirksame Magnetkraft verringert und deshalb die Wirksamkeit der Magnetkraft des vorbewegten Magnets vergrößert wird. Es ist deshalb vorteilhaft, beide einander gegenüberliegenden Magnete gleichzeitig in die gleiche Querrichtung zu bewegen, was die Wirksamkeit der Magnetkraft des zum Schaltelement hin bewegten Verstellmagnets vergrößert und die Wirksamkeit des vom Schaltelement wegbewegten Magnets verringert. Ein solcher Bewegungsantrieb für die Magnete lässt sich dadurch einfach ausgestalten, dass die Magnete durch ein Koppelglied miteinander verbunden sind oder auf einem gemeinsamen quer bewegbaren Schieber angeordnet sind.
Bei einem Schaltvorgang erfüllt somit jeweils einer der beiden Magnete durch seine Vorbewegung die Schaltfunktion, d.h. die Bewegung des Schaltelements zum jeweiligen Gegenkontaktelement hin und die Kontakthaltefunktion an dem Gegenkontaktelement, wobei die Wirksamkeit des Magnets, der dem zu kontaktierenden Gegenkontaktelement gegenüberliegt, durch die Weg- bzw. Rückbewegung verringert oder aufgehoben wird.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung erfolgt ein berührungsloses Umschalten. Bei der Bewegung des Schaltelements bis zum Gegenkontaktelement hin findet somit weder eine mechanische Gleitreibung statt noch entsteht ein daraus resultierender Abrieb, so daß der elektrische Kontakt diesbezüglich unbeeinträchtigt bleibt.
Die Erfindung zeichnet sich jeweils durch eine einfache Ausgestaltung aus, die sich in kleiner Konstruktion verwirklichen läßt, weil es keiner mechanischen Verbindung zwischen dem Schaltelement und den Magneten bedarf. Aufgrund des Fehlens einer mechanischen Verbindung sind die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen bezüglich den Abständen zwischen dem Schaltelement und den Verstellelementen variabel und anpaßbar, so daß sie sich in einfacher und vorteilhafter Weise in bestehende Konstruktionen integrieren lassen.
Es trägt zu einer wesentlichen Vereinfachung der Schalt- Vorrichtung bei, wenn die Magnete jeweils durch einen Dauermagneten gebildet sind.
Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eignen sich auch sehr vorteilhaft in Kombination mit einem blattfeder- förmigen Schaltelement, dessen Breitseiten dem jeweils zugehörigen Magnet zugewandt sind. Dabei kann das Schaltelement die Abmessungen eines dünnen Filmes haben, so dass das Schaltelement mit geringen Bewegungskräften in Richtung auf das jeweils gegenüberliegende Gegenkontaktelement bewegbar und in Anlagekontakt haltbar ist.
Dabei braucht das Schaltelement nicht direkt gegen den jeweils zugehörigen Magneten bewegt zu werden. Auch dann, wenn in der Kontaktstellung ein hinreichender Abstand zwischen dem Schaltelement und dem Magneten vorhanden ist, ist die Kontakthaltefunktion bei einer hinreichenden Magnetkraft des Magneten gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich auch vorzüglich für eine Schaltvorrichtung, bei der die Schaltelemente in einem vorzugsweise abgedichteten Schutzraum eines Gehäuses angeordnet sind, wobei Durchführungen für mechanische Verstellelemente entfallen.
Es trägt im weiteren zu einer einfachen, kleinen und kostengünstigen Konstruktion bei, wenn bezüglich einer Querebene zwei Schaltelemente mit ihren einander zugewandten Kontaktenden in einem Längsabstand einander gegenüberliegend angeordnet sind und quer gegen ein z. B. gemeinsames Gegenkontaktelement bewegbar sind.
Dabei kann auf jeder Seite jeweils ein gemeinsamer, die einander benachbarten Kontaktenden der beiden Schaltelemente überlappender Magnet zum Bewegen beider Schaltelemente angeordnet sein, der quer hin und her bewegbar gelagert ist. Hierdurch lässt sich in einfacher Weise eine vierpolige Schaltvorrichtung mit nur zwei Magneten verwirklichen.
Für eine erfindungsgemäße Verstellfunktion bzw. Schaltfunktion reicht es aus, wenn zwei Magnete einander gegenüberliegend auf beiden Seiten des Schaltelements angeordnet sind. Zur Vergrößerung der am Schaltelement wirksamen Magnetkräfte ist es vorteilhaft, auf beiden Seiten des Schaltelements mehrere Magnete, insbesondere jeweils ein Verstellmagnet-Paar, anzuordnen, wobei die einander gegenüberliegenden Magnete jedes Paares von gleicher Polarität sein müssen. Dabei können die beiden Magnete jedes Paares einen Abstand voneinander aufweisen, der vorzugsweise bezüglich einer mittleren Bewegungsebene des Schaltelements etwa gleich oder größer ist, als die Breite des vorzugsweise flachzungenförmig ausgebildeten Schaltelements.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung mit auf jeder Seite des Schaltelements mehreren Magneten ist es zwecks Vereinfachung der Konstruktion vorteilhaft, alle Magnete durch das Koppelglied miteinander zu verbinden oder an einem gemeinsamen Schieber anzuordnen, so dass die Magnete eine Bewegungseinheit bilden.
Es ist im Weiteren vorteilhaft, dem oder den Magneten oder Magnet-Paaren einen vorzugsweise gemeinsamen Bewegungsantrieb zuzuordnen, vorzugsweise mit jeweils einem elektrischen Antriebsmotor. Durch eine zugehörige Steuerungsvorrichtung lassen sich die Schaltfunktionen hierdurch mechanisieren. Als elektrischer Antriebsmotor eignet sich ein Elektromagnet besonders vorteilhaft, der durch Magnetkräfte die angestrebte Bewegung des jeweils wenigstens einen Magneten oder einer mehrere Magnete umfassenden Bewegungseinheit bewirkt. Bei einem solchen Magnetantrieb lassen sich auch durch eine entsprechende Polanordnung oder Polumschaltung anziehende und abstoßende
Magnetkräfte erzeugen, wobei zwei Elektromagnete bei einer
Verstärkung bzw. Verdopplung der Antriebskräfte gleichzeitig die jeweilige Antriebsbewegung erzeugen können.
Weitere Weiterbildungen der Erfindung führen zu einfachen Konstruktions- und Befestigungsmerkmalen, die eine kleine und langlebige Konstruktion sowie eine störungsfreie und sichere Funktion sowie Kontaktierung gewährleisten.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 mehrere erfindungsgemäße elektrische
Schaltvorrichtungen in Reihenanordnung jeweils in einer Schaltstellung in prinzipieller
Darstellung;
Fig. 2 eine Schaltvorrichtung im Schnitt II-II in Fig.
1;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung im Schnitt II-II in Fig. 1 in abgewandelter
Ausgestaltung;
Fig. 4 die Schaltvorrichtung nach Fig. 3 in der
Draufsicht;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in weiter abgewandelter Ausgestaltung in perspektivischer Draufsicht;
Fig. 6 den Schnitt VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in weiter abgewandelter Ausgestaltung in perspektivischer Draufsicht; Fig. 8 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung im vertikalen Querschnitt in abgewandelter
Ausgestaltung und in einer ihrer beiden Schaltstellungen;
Fig. 9 die Schaltvorrichtung nach Fig. 8 in der Draufsicht;
Fig. 10 die Schaltvorrichtung nach Fig. 8 in ihrer anderen Schaltstellung;
Fig. 11 die Schaltvorrichtung nach Fig. 10 in der
Draufsicht;
Fig. 12 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in weiter abgewandelter Ausgestaltung und in perspektivischer Darstellung;
Fig. 13 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in weiter abgewandelter Ausgestaltung und in perspektivischer Darstellung, und
Fig. 14 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in weiter abgewandelter Ausgestaltung und in perspektivischer Darstellung.
Die Zeichnung zeigt mehrere, jeweils in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Schaltvorrichtungen, deren elektrisch miteinander verbindbare Leitungsabschnitte die Längsabschnitte einer elektrischen Leitung 2 bilden und jeweils einen Schalter 3 mit einem quer zur elektrischen Leitung 2 hin und her bewegbaren Schaltelement 4 aufweisen, das dazu dient, die Leitung 2 zu öffnen oder zu schließen. Das Schaltelement 4 ist ein längliches Element, das an seinem Basisende 5 bleibend mit der Leitung 2 verbunden ist und an seinem anderen Ende ein Kontaktende 6 aufweist, mit dem es nach einer Querbewegung in seiner KontaktStellung an einem von zwei quer in einem Abstand voneinander ortsfest angeordneten Gegenkontaktelementen 7a, 7b anliegt. Eine Offenstellung kann sich in der andeutungsweise dargestellten Mittelstellung ergeben, in der das Kontaktende 6 einen seitlichen Abstand von den Gegenkontaktelementen 7a, 7b aufweist.
Die Gegenkontaktelemente 7a, 7b sind ortsfest gehalten, z. B. an einer nur in Fig. 2 dargestellten Basis 11, und sie können durch die Enden von Leistungsabschnitten gebildet sein, die z. B. durch flache und hochkant angeordnete Streifen gebildet sind.
Beim Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Schaltvorrichtung 1 Teil einer sogenannten Eichleitung mit parallel angeordneten schaltbaren Eichleitungsabschnitten 2a, 2b, die mit den Gegenkontaktelementen 7a, 7b verbunden sind und wahlweise geschaltet werden können, wobei wenigstens ein Eichleitungsabschnitt gedämpft ist und eine Dämpfungsleitung bildet.
In Fig. 1 ist links und rechts jeweils eine durch vier Schalter 3 gebildete vierpolige Eichleitung dargestellt mit zwei Eichleitungsabschnitten 2a, 2b und zwei vorzugsweise gleich ausgebildeten Schaltelementen 4, die auf beiden Seiten einer sich quer zur elektrischen Leitung 2 und etwa mittig zwischen den Gegenkontaktelementen 7a, 7b erstreckenden Querebene 8 spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, so dass deren Kontaktenden 6 aufeinander zu gerichtet sind, die jeweils zwischen zwei seitlich beabstandeten Gegenkontaktelementen 7a, 7b angeordnet sind und wahlweise gegen das eine oder das andere Gegenkontaktelement 7a, 7b bewegbar sind. Da die auf beiden Seiten der Querebene 8 spiegelbildlich angeordneten Schaltvorrichtungen 1 im wesentlichen gleich sind, wird im folgenden nur eine der beiden links von der Querebene 8 angeordnete Schaltvorrichtungen 1 beschrieben.
Das Schaltelement 4 ist vorzugsweise seitlich elastisch biegbar, wobei sein Basisende 5 an einem Halter 9 gehalten ist, der auf einer in Fig. 2 dargestellten ersten Basis 11 befestigt ist. Als biegbares Schaltelement 4 eignet sich eine Federzunge in Form eines flachen Streifens besonders gut, die in Fig. 1 in der Draufsicht dargestellt ist, so daß ihre Schmalseite sichtbar ist und ihre beiden einander gegenüberliegenden Breitseiten dem Gegenkontaktelement 7a, 7b zugewandt sind. Der flache Streifen kann auch durch eine dünne Folie gebildet sein, deren Dicke z. B. geringer ist als etwa 1/10 mm und nur wenige μm betragen kann.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Durchführung eines Schaltvorgangs, bei dem das Schaltelement 4 seitlich zu dem einen oder dem anderen Gegenkontaktelement 7a, 7b hin bewegt wird, jeweils auf jeder Seite des Schaltelements 4 ein erster Verstell- bzw. Schalt-Magnet 12, 13 angeordnet, der jeweils in einer zugehörigen quer verlaufenden Führung 14 quer verschiebbar gelagert ist und somit in Richtung auf das Schaltelement 4 und wieder zurück bewegbar ist. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Magnete 12, 13 bezüglich der mittleren Schwenkebene 16 des bzw. der Schaltelemente 4 auf beiden Seiten mittig angeordnet, so dass die die Polachsen der Magnete 12, 13 schneidenden Mittelachsen in der mittleren Schwenkebene 16 angeordnet sind.
Die Magnete 12, 13 sind vorzugsweise hinter den Gegenkontaktelementen 7a, 7b angeordnet, wobei sie von diesen einen Querabstand a aufweisen können. Die sich quer zur Schwenkebene 16 des bzw. der Schaltelemente 4 erstreckende Höhe h der Magnete 12, 13 ist größer als die Breite b des bzw. der Schaltelemente 4, so dass bei vorzugsweise höhenmittiger Anordnung die Magnete 12, 13 beide Schmalseiten des bzw. der Verstellelemente 4 überragen, siehe Fig. 2.
Die Magnete 12, 13 sind vorzugsweise im Sinne einer Bewegungseinheit 10 gemeinsam verstellbar. Hierzu können sie durch ein Koppelelement verbunden sein. Wie es das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 deutlich zeigt, sind die Magnete 12, 13 auf einem sich quer erstreckenden Schieber 15 angeordnet, der in der Führung 14 quer verschiebbar gelagert ist und mit den Magneten 12, 13 eine Bewegungseinheit bildet. Die Führung 14 kann an bzw. auf der ersten Basis 11 angeordnet sein.
Die Magnete 12, 13 sind bezüglich der Querebene 8 im Wesentlichen mittig angeordnet, wobei ihre sich in der Längsrichtung der Leitung 2 erstreckende Länge Ll so groß ist, dass sie hinreichend große Endabschnitte der einander zugewandten 'Schaltelemente 4 überlappen. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Magnete 12, 13 auch die Gegenkontaktelemente 7a, 7b überragen, wie es die Ausführungsbeispiele zeigen. Die Länge der Gegenkontaktelemente 7a, 7b ist mit L2 bezeichnet.
In Fig. 1 zeigen die in der rechten Bildhälfte angeordneten Schaltvorrichtungen 1 den gemeinsamen Magnet 12 in seiner in Richtung auf die Schaltelemente 4 vorbewegten vordersten Stellung, in der der Magnet 12 an den Gegenkontaktelementen 7a anliegt oder einen Querabstand davon aufweisen kann. Der gegenüberliegende Magnet 13 befindet sich dabei in seiner von den Gegenkontaktelementen 7b am weitesten entfernten Stellung.
Die bei den Ausführungsbeispielen im wesentlichen gleich große Magnetkraft der Magnete 12, 13 ist jeweils so groß, dass wenigstens in der den Schaltelementen 4 nahesten (vorgeschobenen) Stellung unter Berücksichtigung des seitlichen Abstands des jeweiligen Magnets 12, 13 die Schaltelemente 4 durch die Magnetkraft Ml des nahesten Magnets 12, 13 angezogen sowie gegen die Gegenkontaktelemente 7a gezogen werden und in dieser Kontaktstellung gehalten werden.
Hierbei ist zu berücksichtigen, dass jeweils beim Vorbewegen des einen Magnets 12, 13, der einen Schaltvorgang herbeiführen soll, die am Schaltelement 4 wirksame Magnetkraft Ml des anderen Magnets das bzw. die Schaltelemente 4 zu sich hin zieht und an dem zugehörigen Gegenkontaktelement hält. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass beim Vorbewegen des einen Magnets 12, 13 der andere Magnet 12, 13 vom wenigstens einem Schaltelement 4 wegbewegt wird, weil das Schaltelement aufgrund seiner Anlage am Gegenkontaktelement 7a, 7b dem anderen Magnet nicht folgen kann und deshalb die am Schaltelement 4 wirksame Magnetkraft Ml des anderen Magnets mit zunehmender Wegbewegung abnimmt, was die wirksame Magnetkraft Ml des einen Magnets 12, 13 vergrößert .
Der Abstand w zwischen den Magneten 12, 13, der Abstand x zwischen den Gegenkontaktelementen 7a, 7b und die Querbewegungs- bzw. Hublänge L3 der Magnete 12, 13 bzw. der Bewegungseinheit 10 sind so groß bemessen, dass in der Hubendstellung des vorbewegten Magnets 12, 13 dessen Abstand y zur ihm zugewandten Fläche des ihm entfernter angeordneten Gegenkontaktelements 7a, 7b geringer ist als der Abstand z des zurückbewegten Magnets 12, 13 von der ihm abgewandten Fläche dieses Gegenkontaktelements 7a, 7b. Hierdurch ist aufgrund des jeweils geringeren Abstands y im Vergleich zum größeren Abstand z gewährleistet, dass die am Kontaktelement 4 wirksame Magnetkraft Ml des vorbewegten Magnets 12, 13 größer ist als die an dem bzw. den Schaltelementen 4 wirksame Magnetkraft Ml des zurückbewegten Magnets 12, 13, und deshalb erfolgt die Umschaltung des oder der Schaltelemente 4 zum vorbewegten Magnet 12, 13 hin und gegen die zugehörigen Gegenkontaktelemente 7b. Weist das Schaltelement 4 eine Rückstellkraft auf, kann der Abstand y auch größer gewählt werden als der Abstand z, solange die Summe aus Rückstellkraft und der Magnetkraft Ml des vorbewegten Magneten größer ist, als die Magnetkraft Ml des zurückbewegten Magnetes .
Zum Umschalten der Schaltelemente 4 in einer Schaltstellung gemäß Fig. 1 rechts zu den Gegenkontaktelementen 7b hin wird der Magnet 13 gemäß der Darstellung in Fig. 1 links in Richtung auf die Schaltelemente 4 vorbewegt, wobei gleichzeitig der Magnet 12 zurückbewegt wird und dabei die an den Schaltelementen 4 wirksame Magnetkraft Ml des Magnets 13 eine Größe erhält, die ausreicht, die Schaltelemente 4 zum Magnet 13 hin und gegen die Gegenkontaktelemente 7b anzuziehen.
Zur Vergrößerung der an den Schaltelementen 4 wirksamen Magnetkräfte Ml können auf jeder Seite der Schaltelemente 4 mehrere, z. B. jeweils zwei, Verstellmagnete 12a, 12b bzw. 13a, 13b angeordnet sein. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und den folgenden bei denen gleich oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind jeweils zwei Verstellmagnete 12a, 12b bzw. 13a, 13b auf beiden Seiten der mittleren Schwenkebene 16 der Schaltelemente 4, z. B. symmetrisch dazu, angeordnet, wobei die jeweils auf einer Seite befindlichen Verstellmagnete 12a, 12b bzw. 13a, 13b einander mit gleichen Polen zugewandt sind, z. B. mit ihren Südpolen S, wie es die Ausführungsbeispiele zeigen. Der Abstand b zwischen den jeweils auf einer Seite angeordneten Verstellmagneten eines Magneten-Paares ist etwa gleich oder größer als die Breite c der vorzugsweise einander gleich ausgebildeten Schaltelemente 4. Bei der Anordnung von Magnet-Paaren entsteht im Schwenkbereich der Schaltelemente 4 jeweils eine gemeinsame Magnetkraft M2 , die eine resultierende Magnetkraft beider Verstellmagnete 12a, 12b bzw. 13a, 13b ist, deren nicht dargestellte magnetische Feldlinien im Bereich des Abstands b gebündelt sind.
Obwohl jeweils das bezüglich der Querachse 8 angeordnete Magnetpaar 12a, 12b hinter den Gegenkontaktelementen 7a, 7b angeordnet ist, ist es zwecks Gewährleistung eines guten Verlaufs der magnetischen Kraftlinien vorteilhaft, die Magnete 12a, 12b dieses Magnetpaares in einem Abstand b anzuordnen, der gleich oder größer ist, als die Breite c des bzw. der Schaltelemente 4. Hierdurch ergibt sich ein Abstand d zwischen den einander zugewandten Seiten der Magnete und einer die Schmalseiten des bzw. der Schaltelemente 4 enthaltenden Ebene.
Auch bei den Ausführungsbeispielen mit Verstellmagnet- Paaren sind die Verstellmagnete 12a, 12b, 13a, 13b zu einer gemeinsamen Bewegungseinheit miteinander verbunden. Dies ist in Fig. 3 und 4 bezüglich den Verstellmagneten 12b und 13b nicht dargestellt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 sind die übereinander angeordneten Verstellmagnete 12a, 12b bzw. 13a, 13b an übereinander angeordneten Schieberteilen 15a, 15b angeordnet, wobei sie in Ausnehmungen 17a, 17b in den Schieberteilen 15a, 15b wenigstens teilweise versenkt angeordnet sein können. Es ist eine mechanische Verbindung zwischen den Schieberteilen 15a, 15b vorhanden, die in Fig. 5 und 6 nicht dargestellt ist. Bei dieser Ausgestaltung sind die Kontaktelemente der beiden Schaltvorrichtungen 3 geschützt im Innenraum eines durch die Schieberteile 15a, 15b gebildeten Kastens angeordnet. Der Innenraum kann durch eine längs durchgehende Nut 22 gebildet sein, die endseitig jeweils z. B. durch den Halter 9 verschlossen sein kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die erste Basis 11 ein Basisunterteil IIa und ein Basisoberteil IIb auf, die durch aufeinander liegende Platten gebildet sein können, die durch in Löcher 18 eingesetzte nicht dargestellte Schrauben miteinander verschraubt sind. Das Basisunterteil IIa und das Basisoberteil IIb weisen jeweils in miteinander übereinstimmenden mittleren Bereichen eine unterseitige bzw. oberseitige Ausnehmung 19a, 19b auf, in denen die Schieberteile 15a, 15b aufgenommen sind. Dabei können wenigstens zwei der sich quer zur elektrischen Leitung 2 erstreckenden Wandflächen der Ausnehmungen 19a, 19b die Führung bilden, wobei die sich ebenfalls quer erstreckende Abmessung der Ausnehmungen 19a, 19b wenigstens um die gewünschte Querbewegungslänge L3 größer ist als die zugehörige Querabmessung der Schieberteile 15a, 15b, so dass die Verstellmagnete 12a, 12b, 13a, 13b bzw. Magnet-Paare eine hinreichend große Querbewegung ausführen können, um die vorgenannten Magnetkraftwirkungen zu erreichen. Die bezüglich der Längsmittelebene 14 quer versetzten Begrenzungsflächen der Ausnehmungen 19a, 19b können in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sein, dass sie Anschläge zur Begrenzung der Querbewegung der Magnete 12, 13 oder der Schieberteile 15a, 15b bilden.
Die elektrische Leitung 2 mit den Schaltelementen 4 kann sich in der zwischen den Basisteilen IIa, IIb oder in einem der Basisteile 15a (Fig. 5) oder 15b (Fig. 6) erstreckenden Längsnut 22 befinden, deren vertikale Abmessung g etwas größer ist als die aufrechte Breite d der Schaltelemente 4, um für diese ein hinreichendes Bewegungsspiel zu gewährleisten. Die Halter 9 sind in den Endbereichen der Längsnut 22 angeordnet, wobei die Längsnut selbst sich im oberen und/oder unteren Basisteil IIa, IIb befinden kann.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 zeigt eine vorteilhafte Konstruktion für die mechanische Verbindung zwischen den Schieberteilen 15a, 15b. Diese Konstruktion weist einen die Schieberteile 15a, 15b und die erste Basis 11 übergreifenden, vorzugsweise viereckigen, Rahmen 21 auf, der aus zwei horizontalen und zwei vertikalen Rahmenteilen bestehen kann, die miteinander verschraubt sein können, was durch Strickpunktlinien verdeutlicht ist. Die Schieberteile 15a, 15b können z. B. unmittelbar an den einander zugewandten Seiten der horizontalen Rahmenabschnitte 21a befestigt sein. Der Querabstand f zwischen den vertikalen Rahmenabschnitten 21b ist wenigstens um die Querbewegungslänge L3 größer als die betreffende Querabmessung der Basis 11, wodurch eine entsprechende Querbewegung L3 der Bewegungseinheit 10 gewährleistet ist.
Zwecks Mechanisierung der Querbewegung der Verstellmagnete 12, 13 bzw. der Magnet-Paare 12a, 12b und 13a, 13b oder der mit diesen gebildete Bewegungseinheit 10 ist es vorteilhaft, jeweils einen Querbewegungsantrieb 23 mit einem vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor 24 vorzusehen, bei dem es sich z. B. um einen Elektromagneten 24a handeln kann, der aus einem ferromagnetisehen Kern und eine ihn umgebende elektrische Spule besteht. Der bzw. die Antriebsmotoren 24 können z. B. an der Basis 11 abgestützt sein. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 bis 11, bei dem die Verstellmagnete 12a, 12b, 13a, 13b und die Schieberteile 15a, 15b die Bewegungseinheit 10 bilden, reicht ein Antriebsmotor 24 aus, um die Hin- und Herbewegung der Bewegungseinheit 10 zu bewerkstelligen. Bei einem Elektromagneten 24a kann dies in der einen Bewegungsrichtung durch Magnetkraft und in der anderen Querbewegungsrichtung durch eine nicht dargestellte Rückzugsfeder oder ebenfalls durch Magnetkraft nach elektrischer Umpolung des Elektromagneten 24a erfolgen. Bei einem magnetischen Querbewegungsantrieb 23 ist der Kern der Antriebe 24 aus einem ferromagnetisehen Material gebildet und dient, durch Anziehen der Magnete 12, 13, 12a, 12b, 13a, 13b, zum Halten der Bewegungseinheit 10.
Die Fig. 8 bis 11 zeigen zwei auf jeder Seite der Bewegungseinheit 10 angeordnete Elektromagnete 24a, die so ausgebildet und elektrisch umpolbar sind, dass der eine Elektromagnet durch magnetische Anziehung und der andere Elektromagnet durch magnetische Abstoßung wirkt. Für eine in die eine oder die andere Bewegungsrichtung gerichtete Querbewegung bedarf es nur eines kurzzeitigen Stromstoßes, um die Elektromagnete mit elektrischer Energie zu versorgen und die jeweilige Querbewegung auszuführen. In Fig. 8 und 9 befindet sich die Bewegungseinheit 10 in ihrer nach rechts bewegten Endposition, in die sie durch den rechten Elektromagneten 24a durch magnetische Anziehung und durch den linken Elektromagneten 24a durch magnetische Abstoßung bewegt worden ist. Dabei sind die Schaltelemente 4 durch die Magnetkraft des linken Magnet- Paares 12a, 12b nach links gegen die Gegenkontaktelemente 7a bewegt worden, und sie werden durch die Magnetkraft in andauerndem Kontakt mit den Gegenkontaktelementen 7a gehalten. Die Umschaltung der Bewegungseinheit 10 in die in Fig. 10 und 11 dargestellte Schaltstellung erfolgt entsprechend umgekehrt .
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 zeigt eine die prinzipielle Ausgestaltung gemäß Fig. 8 bis 11 enthaltende Konstruktion in perspektivischer Darstellung, wobei ebenfalls gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Ausgestaltung und Anordnung der Schaltvorrichtung 1 gemäß Fig. 7 ist in das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 integriert, jedoch mit dem Unterschied, dass ein oder beide seitlichen Rahmenabschnitte 21b ringförmig ausgebildet ist bzw. sind, wobei das durch die Ringform vorgegebene Durchgangsloch 21c unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels größer ist als die Querschnittsgröße des Antriebsmotors 24 oder des zugehörigen Elektromagnets 24a. Hierdurch kann sich der Antriebsmotor 24 bzw. der Elektromagnet 24a bis zu Basis oder den Basisteilen IIa, IIb erstrecken, so dass die Magnetkraft besser ausgenutzt werden kann. Auch die Ringform des oder der Rahmenabschnitte 21b trägt zu einer besseren Ausnutzung der Magnetkraft des zugehörigen Elektromagnets 24a bei.
Außerdem ist eine zweite Basis 25 vorgesehen, die die erste Basis 11 trägt und vorzugsweise durch einen insbesondere viereckigen Rahmen 26 gebildet ist, dessen sich quer erstreckende Rahmenabschnitte 26a mit den Längsenden der ersten Basis 11 verbunden sind und dessen sich längs erstreckende Rahmenabschnitte 26 Stegteile 27 tragen, die den zugehörigen oder die Antriebsmotoren 24 tragen. Beim Ausführungsbeispiel sitzt die erste Basis 11 mit ihren Längsenden auf den sich quer erstreckenden Rahmenabschnitten 26a und die Antriebsmotoren 24 erstrecken sich etwa horizontal von den Innenseiten der Stegteile 27. Unmittelbar oder mittelbar an den sich längs erstreckenden Rahmenabschnitten 26 können auch Anschlusselemente 28 für den Stromanschluss des oder der Antriebsmotoren 24 bzw. Elektromagneten 24a befestigt sein.
Zwecks Einstellung der elektromagnetischen Wirksamkeit ist es vorteilhaft, die Elektromagnete 24a jeweils durch eine
Einstellvorrichtung 32 quer zur Längsmittelebene 14 hin und her verstellbar anzuordnen. Beim Ausführungsbeispiel ist dafür eine Einstellschraube 33 vorgesehen, die ein
Gewindeloch in einem vom Rahmen 26 abstehenden äußeren Steg 34 durchfasst und mit ihrem inneren Endbereich in das zugehörige Elektromagnetventil 24a oder das innere
Stegteil 27 ebenfalls in einem Gewindeloch einfasst.
Ein dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ähnliches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 13 perspektivisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Antriebsmotoren 24 bzw. Elektromagnete 24a die Querführung 14, wobei die ringförmigen Rahmenabschnitte 21b auf den Antriebsmotoren 24 bzw. Elektromagneten 24a quer verschiebbar geführt sind. Dabei kann die so ausgestaltete Schaltvorrichtungseinheit auf einer Steuereinrichtung 29, z. B. einer Leiterplatte, angeordnet und durch sich von der Steuerplatte 29 zu den Antriebsmotoren 24 bzw. Elektromagneten 24a erstreckende Stegleitungen 35 gehalten sein. Bei dieser Ausgestaltung kann der der Steuerplatte 29 zugewandte Rahmenabschnitt 21a in einer Ausnehmung 36 der Steuereinrichtung 29 wenigstens teilweise versenkt angeordnet sein, um die Konstruktionshöhe zu vermindern.
Zur Verbindung der Schieberteile 15a, 15b mit den Rahmenabschnitten 21a kann ein zentraler z. B. runder Zapfen 21f vorgesehen sein, der in ein Zapfenloch in den Schieberteilen 15a, 15b einfasst.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 dadurch, dass nur ein Antriebsmotor 24 in Form eines Elektromagnets 24a vorgesehen ist, dessen Kern 24b C-förmig geformt ist, wobei die Endabschnitte 24d der C-Form sich koaxial in Richtung auf die durch die Verstellmagnete 12, 13 bzw. die Verstellmagnet-Paare 12a, 12b, 13a, 13b, die Schieberteile 15a, 15b und den Rahmen 21 gebildete Bewegungseinheit 10 erstrecken sowie dabei übergreifen und im vorbeschriebenen Sinne eine Querführung 14 für die darauf verschiebbaren Rahmenabschnitte 21b des Rahmens 21 bilden. Es ist nur eine Spule 24c vorgesehen ist, die einen Stegabschnitt des C-förmigen Kerns 24b umgibt, vorzugsweise den Stegabschnitt, der quer zur Schwenkebene 16 der Schaltelemente 4 versetzt ist und sich z. B. oberhalb oder unterhalb der Schaltvorrichtung 1 befinden kann. Bei dieser Ausgestaltung kann die Steuereinrichtung 29 ein weiteres Basisteil bilden, an dem die Spule 46c an z. B. den zugehörigen elektrischen Leitungen enthaltenen Stegleitungen stehend, hängend oder quer abstehend befestigt ist.
Insbesondere für eine Eichleitung können mehrere bezüglich der Querebene 8 jeweils spiegelbildlich angeordnete Paare von Schaltvorrichtungen 1 längs der Eichleitung hintereinander liegend angeordnet sein, wie es Fig. 1 jeweils mit zwei und Fig. 4 mit einem Schaltvorrichtungspaaren beispielhaft zeigt.
Dabei kann es sich bei dem Schaltelement 4 jeweils um ein über den oder die Halter 9 hinaus vorzugsweise einteilig erstreckendes Doppel-Schaltelement handeln, das in beide Längsrichtungen vom Halter 9 absteht, wobei die einander abgewandten Schaltelemente 4a mit weiteren Bewegungsantrieben und Gegenkontaktelementen 7a, 7b von weiteren Eichleitungsabschnitten zusammenwirken.
Um die miteinander zusammenwirkenden Kontaktflächen vor einer Verschmutzung von außen zu schützen, ist es vorteilhaft, wenigstens eine Schaltvorrichtung 1 in einem Schutzraum 31 eines vorzugsweise abgedichteten Gehäuses anzuordnen, das länglich ausgebildet sein kann, um mehrere in der Längsrichtung hintereinander angeordnete Schaltvorrichtungen 1 aufzunehmen, z. B. solche gemäß Fig. 1.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs- beispiel beschränkt. Alle beschriebenen und gezeichneten Elemente sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Schaltvorrichtung (1), insbesondere Hochfrequenz-Schaltvorrichtung, mit wenigstens einem länglichen elektrischen Schaltelement (4) , das mit einem Kontaktende (6) zwischen zwei einen Querabstand voneinander aufweisenden Gegenkontaktelementen (7a, 7b) angeordnet ist und durch zwei Verstellelemente quer zu seiner Längsrichtung wahlweise gegen das eine oder das andere Gegenkontaktelement (7a, 7b) bewegbar ist, wobei die Verstellelemente seitlich neben dem Schaltelement (4) angeordnet und quer dazu hin und her bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) wenigstens teilweise aus magnetischem Material besteht und die Verstellelemente durch Magnete (12, 13) gebildet sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) Dauermagnete sind.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) quer elastisch biegsam ist.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (4) durch eine Federzunge gebildet ist, deren Breitseiten den Gegenkontaktelementen (7a, 7b) zugewandt sind.
5. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) auf den dem Schaltelement (4) abgewandten Seiten der Gegenkontaktelemente (7a, 7b) angeordnet sind.
6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) die Gegenkontaktelemente (7a, 7b) zur Basis (11) des Schaltelements (4) hin überragen.
7. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich einer Querebene (8) zwei Schaltelemente (4) einander gegenüberliegend angeordnet sind und mit ihren einander zugewandten Kontaktenden (6) quer gegen beidseitig angeordnete Gegenkontaktelemente (7a, 7b) bewegbar sind, und beiden Schaltelementen (4) seitlich gegenüberliegend Magnete (12, 13) zugeordnet sind.
8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite ein Magnet (12, 13) angeordnet ist, das die einander zugewandten Enden der Schaltelemente (4) überlappt .
9. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die längs dem oder den Schaltelementen (4) gerichtete
Längsabmessung der Magnete (12, 13; 12a, 12b, 13a, 13b) größer ist als deren Querabmessung.
10. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) jeweils gleichzeitig in die gleiche Querrichtung bewegbar sind.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) durch ein Koppelglied miteinander verbunden sind.
12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12, 13) an einem Querschieber (15) gehalten sind.
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Unterlagen ursprünglich.d
13. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite des oder der Schaltelemente (4) zwei Magnete (12a, 12b, 13a, 13b) angeordnet sind, die bezüglich der Bewegungsebene (16) des oder der Schaltelemente (4) in einem Abstand (b) voneinander mit gleichen Polen (S) einander gegenüberliegend angeordnet sind.
14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b) etwa gleich oder größer ist als die Breite (c) des oder der Schaltelemente (4) .
15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die auf beiden Seiten der Bewegungsebene (16) des oder der Schaltelemente (4) angeordneten Magnete (12a, 13a, und 12b, 13b) jeweils an den der Bewegungsebene zugewandten Seiten von zwei Schieberteilen (15a, 15b) , vorzugsweise jeweils in einer Ausnehmung (17), angeordnet sind, wobei die Schieberteile (15a, 15b) zu einer Bewegungseinheit (10) miteinander verbunden sind, deren Bewegungslängen vorzugsweise durch Anschläge begrenzt sind.
16. Schaltvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberteile (15a, 15b) jeweils in einander abgewandten Ausnehmungen (19a, 19b) einer ersten Basis (11) angeordnet und in der Querrichtung verschiebbar geführt sind.
17. Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberteile (15a, 15b) durch einen die Basis (11) umgebenden Rahmen (21) miteinander verbunden sind.
\\s07\dat\CPI2K\Utter Modute\LettcrsByUseni\P\20O6\P31843\20060614_09-01_QuickLettcr_UU Unterlagen ursprilnglicdd
18. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf beiden Seiten des oder der Schaltelemente (4) angeordneten Magnete (12, 13) oder Magnet-Paare (12a, 13a und 12b, 13b) jeweils durch einen Antriebsmotor (24) quer hin' und her bewegbar sind.
19. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Antriebsmotoren (24) jeweils durch einen Elektromagneten (24a) gebildet ist bzw. sind.
20. Schaltvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder zwei Elektromagnete (24a) bezüglich dem oder den Schaltelementen (4) seitlich versetzt angeordnet sind.
21. Schaltvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (24a) oder die Elektromagnete (24a) polumschaltbar sind.
22. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmotoren (24) die ringförmig ausgebildeten Rahmenabschnitte (21b) des Rahmens (21) in Durchgangslöchern (21c) durchfassen.
23. Schaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere in der Längsrichtung hintereinanderliegend angeordnete Schaltvorrichtungen (1) oder Schaltvorrichtungs-Paare in einem Schutzraum (31) eines Gehäuses (32) angeordnet ist bzw. sind.
\\sO7\dat\CPI2K\Letter Module\LettersByUsere\P\2006\P31843\20060614_09-0LQuickLetter_UU Unterlagen ursprttnglictid
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