DD147178A1 - Tastenschalter mit kontaktlosem wirkprinzip - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, die Ausloesung des Schaltvorganges mit einfachen Mitteln durch extrem kurzen Tastenstoeszelhub zu erreichen und die Kennlinie der Magnetinduktion in Abhaengigkeit vom Hub relativ steil zu halten. Zu diesem Zwecke ist das zur Ausloesung eines Schaltimpulses notwendige Magnetsystem so gestaltet, dasz durch paarig unmittelbar unterhalb der Permanentmagneten angeordnete Tastenrueckstellmittel (z.B. Druckfedern) aus ferromagnetischen Werkstoffen ein magnetisches Gegenfeld gegenueber dem darueberliegendem Hauptfeld aufgebaut wird. Das bewirkt, dasz sich eine feldlinienfreie Zone herausbildet, die im Zusammenwirken mit dem gesamten Magnetfeldsystem das Ziel der Erfindung sichert.

Description

Titel der Erfindung

Tastenschalter mit kontaktlosem Wirkprinzip

Anwendungsgebiet der Erfindung

Tie Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betätigen eines kontaktlosen, magnetempfindlichen Schaltelementes durch Annäherung eines Magnetfeldes, vorzugsweise als Tastenschalter.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, in einem Tastenschalter als kontaktloses Wirkprinzip den Einfluß eines Permanentmagneten auf ein magnetempfindliches EIement einzusetzen. Hierbei wird vorzugsweise ein integrierter Schaltkreis verwendet, welcher einen Hallgenerator, einen Schmitt-Trigger und mehrere Verstärkerstufen enthält. Bei Annäherung eines Magnetfeldes wird auf Grund des Halleffektes eine impulsförmige Ausgangsspannung erzeugt. Die Schwierigkeit der Impulsauslösung liegt in der riehtigen Ausbildung des Magnetsystems, um bei einer relativ kurzen Hubbewegung den Bereich der erforderlichen Magnetinduktion sowohl zum Einschalten als auch zum Ausschalten zu überstreichen. Bei bisherigen Lösungen wird ein sehr aufwendiges Magnetsystem benötigt, um die Kennlinie der*Magnetinduktion in Abhängigkeit vom Hub relativ steil zu gestalten.

So hat z.B. die DT-OS 2 256 360 ein ringförmiges Magnetsystem zum Inhalt, bei dem die Lage des Schaltpunktes durch ein spezielles, erfindungsgemäßes Verfahren zur Entmagnetisierung eines vorher kräftiger ausgebildeten Magneten erreicht v/ird. Es wird' zwar die Lage des Schaltpunktes dadurch festgelegt, aber keine wesentliche Verkürzung des zum

Ein- und Wiederausschalten benötigten Stößelhubes erreicht. Die Erfindung gemäß DT-OS 2 058 302 erreicht eine Verringerung des Hubes zum Ein- und Wiederausschalten, indem das bewegliche Magnetsystem vier Magnetpole mit einem speziellen Feldlinienverlauf aufweist. Zwischen diesen vier Polen befindet sich eine feldlinienfreie Stelle, die erfindungsgemäß einen steileren Verlauf der Magnetinduktion in Abhängigkeit vom Hub bewirkt. Nachteilig sind der Aufbau aus zwei flächenhaften Koerzitivmagneten mit einem hufeisenförmigen magnetischen Nebenschluß sowie ein spezielles Magnetisierungsverfahren zur Erzeugung des speziellen Feldlinienverlaufes.

In anderen Erfindungsbeschreibungen wird die Verringerung des Hubes durch materialintensive Stabmagnete erreicht, die sehr genau positioniert sein müssen und durch eine spezielle laterale Magnetisierung eine Vierpoldarstellung realisieren, die einen ähnlichen Effekt wie in der DT-OS 2 058 302 erzeugen.

Ziel der Erfindung

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Ziel der Erfindung ist es, das sich über eine Gasse erstreckende Feldlinienbündel, in das das magnetempfindliche Schaltelement eintaucht, so ' zu gestalten, daß mit verhältnismäßig unaufwendigen Mitteln ein fast abrupter Übergang von einer feldlinienfreien Zone zu einer Zone mit einer zum Ansprechen des magnetempfindlichen Elementes auseichenden Magnetinduktion möglich ist und nur ein geringer Hub benötigt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die bei jedem Tastenschalter notwendige Rückstellfeder aus ferromagnetischem Werkstoff auszuführen und derart in das Magnetsystem einzubeziehen, daß unter zwei in gleicher Flucht axial aufmagnetisierte Permanentmagnete, die im hubausführenden gabelförmigen Teil.eines Tastenschalters sich gegenüberliegend befestigt sind, beispielsweise die den Tastenstößel zurückstellenden Mittel in Gestalt zweier Druckfedern angeordnet werden, die den Feldlinienverlauf der Magnete so steuern, daß ein abrupter Übergang von einer feldlinienfreien Zone zu einer Zone mit der zum Ansprechen des . magnetempfindlichen Elementes ausreichenden ffiagnetinduktion erreicht wird. Dadurch werden Zuverlässigkeit und Lebensdauer gegenüber bisheri-

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gen Schalterkonstruktionen erhöht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert

Es zeigen:

Pig» 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Tastenschalter und Fig. 2 eine Wirkprinzipanordnung gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab mit Darstellung des magnetischen Feldlinienverlaufs.

In einem etwa gabelförmig ausgebildetem Tastenstößel 1 sind vorzugsweise zylinderförmige Permanentmagnete 2 ortsunveränderlich angebracht. Unmittelbar unterhalb dieser Permanentmagneten sind den Tastenstößel 1 zurückstellende Mittel, z.B. zwei ferromagnetische Druckfedern 4, in entsprechenden Federendenführungen im Tastenstößel 1 und im Tastenschal·* terboden 7 angeordnet. Die Komplettierung des Tastenschalters erfolgt, indem der Tastenschalterboden 7, der das Schaltelement mit der magnetempfindlichen Stelle 6 trägt, in das Gehäuse 5 eingesetzt wird. Durch Druck auf den Tastenstößel 1 wird in bekannter V/eise das sich über eine Gasse erstreckende Magnetfeld 3 dem Hall-Element 6 genähert, um einen SchaltVorgang auszulösen. Durch die vorbeschriebene Anordnung der Magnete und der rückstellenden Mittel (ferromagnetische Druckfedern 4) wird der in Fig» 2 dargestellte Feldlinienverlauf erzielt. Die von den beiden Permanentmagneten 2 ausgehenden Feldlinien werden durch die rückstellenden Kittel, zwei ferromagnetische Druckfedern 4, aufgefangen, und es wird ein Gegenfeld 9 aufgebaut, welches bewirkt, daß zwischen dem Magnetfeld 3 und dem Gegenfeld 9 eine feldiinienfreie Zone 8 ausgebildet und die untere Randzone 10 des Magnetfeldes so gestaltet wird, daS.der gewünschte abrupte übergang zwischen der zum Einschalten notwendigen hohen Magnetinduktion und der zum Ausschalten notwendigen wesentlich geringeren (oder entgegengesetzt gepolten) Magnetinduktion und damit die Hubverringerung erreicht wird. Bei Fehlen eines Gegenfeldes ist z.B. die obere Randzone 11 durch geschweiften Verlauf der Feldlinien (Ausbeulung) gekennzeichnet. Der gewünschte Feldlinienverlauf wird gewährleistet ohne zusätzlichen Aufwand, da zwei symmetrisch angeordnete Druckfedern ohnehin zur Erzielung einer gleichmäßigen Kräfteverteilung im Sinne einer hohen Lebensdauer der Stößelführung zweckmäßig sind und die Magnetisierung der Magnete oder des kompletten Aufbaus in einem einfachen homogenen Magnetfeld erfolgen kann.

Claims (3)

Erf incLung s ans pr u oh.

1. Tastenschalter, v/elcher in seinem Gehäuse ein raagnetfeidempfindliches Element, vorzugsweise Hall-Generator, enthält, dem durch Betätigen des Tastenstößels ein durch Permanentmagneten erzeugtes Magnetfeld genähert wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unter den das Magnetfeld (3) ausbildenden Permanentmagneten (2) mit diesen fluchtende den Tastenstö'ßel (1) zurückstellende Mittel, z.B. zwei Druckfedern (4), angeordnet sind.

2. Tastenschalter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tastenrückstellenden Mittel, z.B. zwei Druckfedern (4), symmetrisch angeordnet und gleichartig gestaltet sind,

3. Tastenschalter nach Punkten 1 und 2, dadiirch gekennzeichnet, daß die rückstellenden Mittel, vorzugsweise Druckfedern (4), aus ferromagnetischen Werkstoffen bestehen.

Steile Zeichnung