Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit mindestens einem Schutzrohrkontakt und einem mittels eines Betätigungsorgans gegen die Kraft eines Federelements verschiebbaren, auf den Schutzrohrkontakt zu seiner Steuerung wirkenden Permanentmagnet.
Bekannte Schalter dieser Art, insbesondere sogenannte Mikroschalter, sind, mindestens so weit sie für geringe Betätigungskräfte bis zu einer unteren Grenze von etwa 10p vorgesehen und ausgebildet sind, gegenüber Beschleunigungskräften, wie z. B. Schlägen und Erschütterungen, empfindlich und geben beim Auftreten solcher Kräfte zu unliebsamen Fehlschaltungen Anlass. Dies rührt davon her, dass die Wahl der Kraft eines den Permanentmagnet auch bei Erschütterungen in seiner Ruhelage haltenden Federelementes mit dem Erfordernis einer geringen Betätigungskraft unvereinbar ist.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die genannten Nach teile zu vermeiden und einen Schalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem ein Federelement nur noch der Rückstellung des Permanentmagnets in seine Ruhelage dient, nicht mehr aber der Vermeidung der Wirkung von Beschleunigungskräften auf den Schalter.
Erfindungsgemäss ist der Schalter dadurch gekennzeichnet, dass in einem den Schutzrohrkontakt enthaltenden Gehäuse eine Wippe angeordnet ist, deren einer, auf der einen Seite der Schwenkachse liegender Wippenteil den Permanentmagnet und deren bezüglich der Schwenkachse gegen überliegende Wippenteil ein Gegengewicht enthält, derart, dass die Wippe mindestens angenähert im Gleichgewicht ist, und dass eine Feder vorgesehen ist, welche den einen Wippenteil gegen das aus dem Gehäuse ragende Betätigungsorgan drückt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Schalters werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem Schutzrohrkontakt bei offenem Gehäuse,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie ll-ll der Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit zwei Schutzrohrkontakten bei offenem Gehäuse,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schalter weist ein bei spielsweise aus Kunststoff bestehendes Gehäuse auf, das aus zwei schalenförmigen Teilen 1 und 2 zusammengesetzt ist, welche im zusammengebauten Zustand durch Rohrniete 3 zusammengehalten werden. Bei der Seitenansicht der Fig. list der Gehäuseteil 2 der Fig. 2 entfernt. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 weisen an ihren oberen Seitenwänden je eine halbkreisförmige Öffnung auf, welche Öffnungen zusammen eine kreisförmige Öffnung bilden, innerhalb welcher eine Kugel 4, beispielsweise eine Kunststoffkugel gefangen ist, derart, dass diese wohl in das Gehäuseinnere gestossen werden kann, jedoch nicht aus dem Gehäuse fallen kann.
Im unteren Teil des Gehäuses ist ein an sich bekannter Schutzrohrkontakt 5 untergebracht, dessen beidseitige Anschlüsse mit je einem in die Gehäuseteile 1 und 2 eingelegten Anschlusselement 6 verbunden sind. Die Anschlusselemente 6 sind an ihren aus den Gehäuseteilen 1, 2 ragenden Enden so ausgebildet, dass sie als Stecker, als Lötfahnen oder als Fahnen für eine Drahtwickelverbindung mit einem Anschlussdraht verwendet werden können. Der dargestellte Schutzrohrkontakt 5, der beispielsweise eine Länge von etwa 20 mm und einen Durchmesser von etwa 2,5 mm hat, weist bekanntlich zwei in ein mit Gas gefülltes Glasröhrchen eingebrachte Kontaktfedern auf, die unter dem Einfluss eines magnetischen Kraftfeldes in gegenseitige Berührung gebracht werden können.
Zur Betätigung dieser Kontaktfedern mittels eines Magnetfeldes ist in den Gehäuseteilen 1, 2 zwischen der Kugel 4 und dem Schutzrohrkontakt 5 eine balkenförmige Wippe 7 schwenkbar auf einer im wesentlichen unbeweglich in den Gehäuseteilen befestigten Achse 8 gelagert und durch einen Sicherungsring 9 axial festgehalten. Die beispielsweise ebenfalls aus einem Kunststoff bestehende Wippe 7 weist eine symmetrische Form auf und ist in ihrem Mittelpunkt gelagert. Nahe einer abgeschrägten Endfläche der Wippe 7 ist ein Permanentmagnet 10 eingesetzt, der in Längsrichtung ma- gnetisiert ist und eine Grösse von beispielsweise 6 x 3 x 3 mm3 aufweist.
Auf der Gegenseite bezüglich der Schwenkachse der Wippe 7 ist ein nichtmagnetisches Gegengewicht 11, beispielsweise aus Messing, eingesetzt, dessen Gewicht derart ist, dass die Wippe 7 im Gleichgewicht ist.
Um die Wippe 7 in der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Ruhelage zu halten und gegen die an den Gehäuseteilen 1, 2 anliegende Kugel 4 zu drücken, ist sie der Federkraft einer Spiralfeder 12 ausgesetzt. Das eine Ende der Spiralfeder 12 ist in einen Schlitz 13 der Achse 8 eingelegt, während das andere Ende an einem Nocken 14 der Wippe 7 eingehakt ist. Die Achse 8 liegt mit ihrem einen, abgesetzten Ende gemäss Fig. 2 in einer Bohrung des Gehäuseteils 2 und ist an der Aussenseite des Gehäuseteils 2 umgebördelt. An diesem Ende der Achse 8 ist der Schlitz 13 verbreitert, so dass mittels eines Schraubenziehers die Achse 8 gegen den Reibungswiderstand ihrer Lagerung in den Gehäuseteilen 1, 2 gedreht werden kann und dadurch das von der Spiralfeder 12 auf die Wippe 7 ausgeübte Drehmoment ver ändert werden kann.
Zur Betätigung des dargestellten Schalters wird die Kegel gegen die Kraft der Spiralfeder 12 in das Gehäuseinnere gedrückt, so dass die Kugel 4 und die Wippe 7 in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Lage gelangen. In dieser Lage ist der magnetische Fluss des Permanentmagnets 10 über wesentlich kleinere Luftspälte als in der Ruhelage der Wippe 7 und die nicht dargestellten Kontaktfedern des Schutzrohrkon takts 5 geschlossen, so dass sich die Kontaktfedern anziehen und die beiden Anschlusselemente 6 für einen elektrischen Stromdurchgang verbinden. Beim Loslassen der Kugel 4 schwenkt die Spiralfeder 12 den Wippenteil mit dem Permanentmagnet 10 wieder nach oben, wodurch auch die Kugel 4 wieder an die Gehäuseteile 1, 2 zum Anliegen kommt und über das Gehäuse vorsteht.
Da die Wippe 7 infolge des Gegengewichts 11 im Gleichgewicht ist, kann sie durch Beschleunigungskräfte, die beispielsweise durch Klopfen oder Schlagen, hervorgerufen werden, nicht geschwenkt werden, so dass eine unbeabsichtigte Schalterbetätigung aufgrund solcher Beschleunigungskräfte verunmöglicht ist. Die Vorspannung der Spiralfeder 12 muss also nur noch so gross eingestellt werden, dass die Kugel 4 durch die Wippe 7 ausreichend gegen das Gehäuse 1, 2 gedrückt wird und die Wippe 7 beim Loslassen der gedrückten Kugel 4 gegen die magnetischen Kräfte im magnetischen Kreis des Permanentmagnets 10 und der Kontaktfedern des Schutzrohrkontakts 5 in die Ruhelage schwenken kann. Es hat sich gezeigt, dass sich erforderliche Betätigungskräfte von weniger als 10p, z. B. 5p, ohne weiteres erzielen lassen.
Wenn das im Betrieb des Schalters zu dessen Betätigung vorliegende, auf die Kugel 4 aufliegende Gewicht wesentlich kleiner als 5p, z. B. bloss 2p, ist, kann das von der Spiralfeder
12 ausgeübte Drehmoment nicht mehr ausreichend sein, um den Permanentmagnet 10 von den Kontaktfedern des Schutzrohrkontakts 5 abzureissen und die Wippe 7 in die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellte Ruhelage zu bringen.
In diesem Falle kann in den Gehäuseteilen 1, 2 in der gleichen, in Fig. 1 oberen Seitenwand auf der anderen Seite der Schwenkachse der Wippe 7 eine zweite Kugel entsprechend der Kugel 4 angeordnet werden, welche bei ihrer Betätigung auf den das Gegengewicht 11 enthaltenden Wippenteil drückt und dadurch den Permanentmagnet 10 von den Kon taktfedern abreisst. Eine solche Massnahme kann beispielsweise bei Münzautomaten von Vorteil sein, bei welchen die zu prüfende Münze über die Kugel 4 des dargestellten Schal ters gleitet, wobei die zur Betätigung des Schalters erforderli che Auflagekraft sehr klein sein soll. Wird in der erwähnten
Weise eine zweite Kugel vorgesehen, über welche die
Münze anschliessend ebenfalls gleitet, so kann die Rückstel lung der Wippe 7 in ihre Ruhelage trotz der magnetischen
Kräfte sichergestellt werden.
Statt eines Schutzrohrschliesskontaktes kann natürlich auch ein als Wechsler ausgebildeter Schutzrohrkontakt an geordnet werden. Hierzu ist ein weiteres Anschlusselement entsprechend den Anschlusselementen 6 vorzusehen, wofür in Fig. 1 eine weitere Aussparung 15 dargestellt ist.
Ferner ist es möglich, einen Öffnungskontakt statt eines
Schliesskontaktes vorzusehen. Die hierzu erforderlichen Mo difikationen des dargestellten Schalters sind beispielsweise die folgenden:
Bei einer ersten Modifikation wird die Spiralfeder 12 um gedreht, so dass sie den Permanentmagnet 10 in der Ruhe lage der Wippe 7 auf den Schutzrohrkontakt 5 drückt. Die
Kugel 4 wird durch entsprechende Ausbildung der Gehäuseteile 1, 2 auf der anderen Seite der Schwenkachse der Wippe 7 angeordnet, so dass bei Betätigung des Schalters die Kugel auf den das Gegengewicht 11 enthaltenden Wippenteil drückt, den Magnet vom Schutzrohrkontakt entfernt und dadurch den Kontakt öffnet.
Bei einer zweiten Modifikation des dargestellten Schalters zwecks Ausbildung als Öffner wird unterhalb des Schutzrohrkontakts 5 gegenüber dem Permanentmagnet 10 bei gedrückter Lage der Wippe 7 (Fig. 1) ein zweiter, nicht dargestellter Permanentmagnet angeordnet. In der Ruhelage der Wippe 7 (mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage in Fig.
1) schliesst sich der magnetische Fluss dieses zweiten Permanentmagnets im wesentlichen über die Kontaktfedern des Schutzrohrkontakts 5, so dass diese geschlossen sind. Bei Betätigung des Schalters hebt der dem Schutzrohrkontakt 5 genäherte Permanentmagnet 9 die Wirkung des zweiten Permanentmagnets auf die Kontaktfedern in einem solchen Ausmass auf, dass die Kontaktfedern öffnen. Der zweite Permanentmagnet kann hierbei die gleiche oder die umgekehrte Polarität wie der Permanentmagnet 9 haben. Bei beiden der genannten Modifikationen sind die Vorteile der Unempfindlichkeit des vorliegenden Schalters gegenüber Beschleunigungskräften voll erhalten.
In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schalters dargestellt, der zwei gleich- zeitig betätigbare, nebeneinander angeordnete Schutzrohrkontakte 5' und 5" aufweist. Die übrigen Teile sind im wesentlichen die gleichen wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2, und sie sind auch entsprechend bezeichnet. Fig. 2 zeigt hierbei eine Seitenansicht des Schalters bei entferntem Gehäuseteil 1'. Jeder Schutzrohrkontakt 5', 5" ist mit in die Gehäuseteile 1', 2' eingesetzten Anschlusselementen 6' bzw.
6" verbunden. Die Achse 8', auf welcher die Wippe 7 schwenkbar gelagert ist, ist durch die beiden Gehäuseteile 1' und 2' festgehalten. An ihrem einen Ende weist sie wiederum den Schlitz 13 für die Spiralfeder 12 auf. Das andere Ende der Achse 8' weist einen zylindrischen Kopf 16 auf, der einen Schlitz 17 zum Verdrehen der Achse 8' zwecks Einstellens der Vorspannung der Spiralfeder 12 hat. Die Funktionsweise und beispielsweise Modifikationen sind dieselben wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2.
Statt der beschriebenen und dargestellten Spiralfeder 12 kann auch ein anderes Federelement mit einer entsprechenden Einstellvorrichtung vorgesehen werden, z. B. eine Blattfeder. Ferner kann statt der Kugel 4 ein anderes Betätigungsorgan eingebaut sein, beispielsweise ein Stift. Eine Kugel hat jedoch den Vorteil, dass die Betätigungskraft erhöhende Reibungskräfte minimal sind.
The present invention relates to a switch with at least one protective tube contact and a permanent magnet which can be displaced by means of an actuating element against the force of a spring element and acts on the protective tube contact to control it.
Known switches of this type, in particular so-called microswitches, are, at least as far as they are provided and designed for low actuation forces up to a lower limit of about 10p, against acceleration forces such. B. shocks and vibrations, sensitive and give rise to undesirable incorrect switching when such forces occur. This is due to the fact that the choice of the force of a spring element that holds the permanent magnet in its rest position even in the event of vibrations is incompatible with the requirement of a low actuating force.
The present invention aims to avoid the mentioned after parts and to create a switch of the type mentioned, in which a spring element only serves to return the permanent magnet to its rest position, but no longer to avoid the effect of acceleration forces on the switch.
According to the invention, the switch is characterized in that a rocker is arranged in a housing containing the protective tube contact, one rocker part of which, on one side of the pivot axis, contains the permanent magnet and the rocker part opposite the pivot axis contains a counterweight, such that the rocker at least is approximately in equilibrium, and that a spring is provided which presses one rocker part against the actuating member protruding from the housing.
Embodiments of the switch according to the invention are described below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a side view of a first exemplary embodiment with a protective tube contact with the housing open,
FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,
3 shows a side view of a second exemplary embodiment with two protective tube contacts with the housing open,
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3.
The switch shown in FIGS. 1 and 2 has a housing made of plastic, for example, which is composed of two shell-shaped parts 1 and 2, which are held together by tubular rivets 3 in the assembled state. In the side view of FIG. 1, the housing part 2 of FIG. 2 is removed. The two housing parts 1 and 2 each have a semicircular opening on their upper side walls, which openings together form a circular opening within which a ball 4, for example a plastic ball, is trapped, in such a way that it can be pushed into the interior of the housing, however cannot fall out of the housing.
In the lower part of the housing a known protective tube contact 5 is accommodated, the connections on both sides of which are each connected to a connection element 6 inserted into the housing parts 1 and 2. The connection elements 6 are designed at their ends protruding from the housing parts 1, 2 in such a way that they can be used as plugs, as soldering lugs or as lugs for a wire-wound connection with a connecting wire. The protective tube contact 5 shown, which has a length of about 20 mm and a diameter of about 2.5 mm, is known to have two contact springs inserted into a gas-filled glass tube, which can be brought into mutual contact under the influence of a magnetic force field .
To actuate these contact springs by means of a magnetic field, a bar-shaped rocker 7 is pivotably mounted in the housing parts 1, 2 between the ball 4 and the protective tube contact 5 on an axis 8 which is essentially immovably fixed in the housing parts and is axially held by a locking ring 9. The rocker 7, which for example also consists of a plastic, has a symmetrical shape and is mounted in its center. A permanent magnet 10, which is magnetized in the longitudinal direction and has a size of, for example, 6 × 3 × 3 mm 3, is used near a beveled end face of the rocker 7.
On the opposite side with respect to the pivot axis of the rocker 7, a non-magnetic counterweight 11, for example made of brass, is used, the weight of which is such that the rocker 7 is in equilibrium.
In order to hold the rocker 7 in the rest position shown in solid lines in FIG. 1 and to press it against the ball 4 resting on the housing parts 1, 2, it is subjected to the spring force of a spiral spring 12. One end of the spiral spring 12 is inserted into a slot 13 of the axle 8, while the other end is hooked onto a cam 14 of the rocker 7. The axis 8 lies with its one, remote end according to FIG. 2 in a bore in the housing part 2 and is flanged on the outside of the housing part 2. At this end of the axis 8, the slot 13 is widened so that the axis 8 can be rotated against the frictional resistance of its mounting in the housing parts 1, 2 by means of a screwdriver, thereby changing the torque exerted by the spiral spring 12 on the rocker 7 can.
To actuate the switch shown, the cone is pressed against the force of the spiral spring 12 into the interior of the housing, so that the ball 4 and the rocker 7 move into the position shown in dashed lines in FIG. 1. In this position, the magnetic flux of the permanent magnet 10 is closed over much smaller air gaps than in the rest position of the rocker 7 and the contact springs, not shown, of the protective tube contact 5, so that the contact springs attract and connect the two connection elements 6 for electrical current passage. When the ball 4 is released, the spiral spring 12 pivots the rocker part with the permanent magnet 10 upwards again, whereby the ball 4 again comes to rest against the housing parts 1, 2 and protrudes over the housing.
Since the rocker 7 is in equilibrium as a result of the counterweight 11, it cannot be swiveled by acceleration forces caused, for example, by knocking or hitting, so that an unintentional switch actuation is impossible due to such acceleration forces. The bias of the spiral spring 12 only needs to be set so high that the ball 4 is pressed sufficiently against the housing 1, 2 by the rocker 7 and the rocker 7 against the magnetic forces in the magnetic circuit of the permanent magnet when the pressed ball 4 is released 10 and the contact springs of the protective tube contact 5 can pivot into the rest position. It has been shown that required actuation forces of less than 10p, e.g. B. 5p, can easily be achieved.
When the operation of the switch to operate it, the weight resting on the ball 4 is significantly less than 5p, e.g. B. only 2p, can be done by the spiral spring
12 exerted torque will no longer be sufficient to tear the permanent magnet 10 from the contact springs of the protective tube contact 5 and bring the rocker 7 into the rest position shown in Fig. 1 with solid lines.
In this case, a second ball corresponding to the ball 4 can be arranged in the housing parts 1, 2 in the same, in Fig. 1 upper side wall on the other side of the pivot axis of the rocker 7, which when actuated on the rocker part containing the counterweight 11 pushes and thereby tears off the permanent magnet 10 from the con tact springs. Such a measure can be advantageous, for example, in coin-operated machines in which the coin to be tested slides over the ball 4 of the switch shown, the contact force required to operate the switch should be very small. Is mentioned in the
Way a second ball is provided over which the
Coin then also slides, so the resetting of the rocker 7 can be in its rest position despite the magnetic
Forces are ensured.
Instead of a protective tube closing contact, a protective tube contact designed as a changeover contact can of course also be arranged. For this purpose, a further connection element corresponding to the connection elements 6 is to be provided, for which a further recess 15 is shown in FIG. 1.
It is also possible to use an opening contact instead of one
Closing contact to be provided. The necessary modifications of the switch shown are, for example, the following:
In a first modification, the spiral spring 12 is rotated so that it presses the permanent magnet 10 onto the protective tube contact 5 in the rest position of the rocker 7. The
Ball 4 is arranged on the other side of the pivot axis of rocker 7 by appropriately designing housing parts 1, 2, so that when the switch is actuated, the ball presses on the rocker part containing counterweight 11, removes the magnet from the protective tube contact and thereby opens the contact.
In a second modification of the switch shown for the purpose of training as an opener, a second permanent magnet, not shown, is arranged below the protective tube contact 5 opposite the permanent magnet 10 when the rocker 7 (FIG. 1) is pressed. In the rest position of the rocker 7 (position shown with solid lines in Fig.
1) the magnetic flux of this second permanent magnet closes essentially via the contact springs of the protective tube contact 5, so that these are closed. When the switch is actuated, the permanent magnet 9 approaching the protective tube contact 5 cancels the effect of the second permanent magnet on the contact springs to such an extent that the contact springs open. The second permanent magnet can have the same polarity or the opposite polarity as the permanent magnet 9. With both of the modifications mentioned, the advantages of the insensitivity of the present switch to acceleration forces are fully retained.
3 and 4 show a further exemplary embodiment of the switch according to the invention, which has two protective tube contacts 5 'and 5 "which can be actuated at the same time and are arranged next to one another. The other parts are essentially the same as in the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2 2 shows a side view of the switch with the housing part 1 'removed. Each protective tube contact 5', 5 "is provided with connection elements 6 'and 6' respectively inserted into the housing parts 1 ', 2'.
6 ". The axle 8 'on which the rocker 7 is pivotably mounted is held in place by the two housing parts 1' and 2 '. At one end it in turn has the slot 13 for the spiral spring 12. The other end of the The axis 8 'has a cylindrical head 16 which has a slot 17 for rotating the axis 8' in order to adjust the preload of the spiral spring 12. The mode of operation and, for example, modifications are the same as in the exemplary embodiment in FIGS.
Instead of the spiral spring 12 described and shown, another spring element with a corresponding adjustment device can also be provided, e.g. B. a leaf spring. Furthermore, instead of the ball 4, another actuating element can be installed, for example a pin. However, a ball has the advantage that the frictional forces that increase the actuation force are minimal.