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DE29510696U1 - Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen - Google Patents

Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen

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Publication number
DE29510696U1
DE29510696U1 DE29510696U DE29510696U DE29510696U1 DE 29510696 U1 DE29510696 U1 DE 29510696U1 DE 29510696 U DE29510696 U DE 29510696U DE 29510696 U DE29510696 U DE 29510696U DE 29510696 U1 DE29510696 U1 DE 29510696U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching
magnetic field
rotor
rotary switch
field sensors
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE29510696U
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English (en)
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TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE29510696U1 publication Critical patent/DE29510696U1/de
Priority to PCT/DE1996/001054 priority patent/WO1997002660A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
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    • H03K2017/9713—Multiposition, e.g. involving comparison with different thresholds
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    • H03K2217/94057—Rotary switches
    • H03K2217/94068—Rotary switches with magnetic detection

Landscapes

  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Description

6157t
Beschreibung
Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen
5
Die Erfindung betrifft einen berührungslosen Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen.
Insbesondere bei Personenkraftwagen besteht gegenwärtig ein
Trend, mindestens einige der bisher verwendeten mechanischen Schalter durch berührungslose Schalter mit Magnetfeldsensoren zu ersetzen. Hauptbestandteil eines solchen Schalters ist
meistens ein Hall-Sensor, der eine Hall-Spannung liefert, die proportional zum anliegenden transversalen Magnetfeld ist.
Durch die Verwendung von Silizium als Halbleitermaterial lassen sich Hall-Sensor und Auswerteschaltung zusammen als integrierter Schaltkreis (IC) auf einem Chip integrieren. Für die integrierte Signalauswertung gibt es dabei drei unterschiedliche Möglichkeiten: ein lineares Ausgangssignal, ein schaltendes (digitales) Ausgangssignal und die Auswertung des Differenzsignals zweier Sensoren.
Aus dem DE 94 15 257 Ul ist bereits ein Näherungsschalter mit drei Schaltpositionen bekannt, durch den der Zustand des
Schloßzylinders in einer Kraftfahrzeugtür für die Zentralverriegelung abgefragt werden soll. Im einzelnen sollen drei Zustände erkannt werden: Schloßzylinder in Ruhe, nach links gedreht oder nach rechts gedreht (Öffnen oder Schließen der
Kfz-Türe). Zur Lösung wird dort ein Mikroschalter mit einer
auf eine positive oder negative Magnetflußdifferenz reagierenden dualen Auswerteschaltung vorgeschlagen, der durch
einen in der Ruhestellung des Schloßzylinders mittig oberhalb der beiden Hall-Sensoren befindlichen Auslösekörper, der
durch Drehen des Schloßzylinders in eine außermittige
Position bringbar ist, geschaltet wird.
d J 5 7 J
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen berührungslosen Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird dies gelöst durch einen Rotationsschalter
- mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Rotor, in dem in axialer Richtung aufeinanderfolgend mindestens zwei segmentförmige, radial aufmagnetisierte Dauermagneten angeordnet sind,
- und mit jeweils einem der Dauermagneten zugeordneten Magnetfeldsensoren, die in axialer Richtung aufeinanderfolgend radial zum Rotor lagefest angeordnet sind, und die bei gegenüberstehenden zugehörigen MagnetSegmenten deren Magnetfluß wahrnehmen und bei nicht-gegenüberstehenden zugehörigen Magnetsegmenten keinen Magnetfluß wahrnehmen und jeweils ein entsprechendes Schaltsignal erzeugen,
- wobei in einer Ruhestellung des Rotors alle Magnetsegmente den zugehörigen Magnetfeldsensoren gegenüberstehen,
- und wobei durch Drehen des Rotors in eine andere Schaltposition eine jeweils andere Kombination von einander gegenüberstehenden bzw. nicht-gegenüberstehenden Magnetsegmenten und Magnetfeldsensoren auftritt, so daß mit den verschiedenen Schaltpositionen jeweils verschiedene Kombinationen der Schaltsignale der Magnetfeldsensoren korrespondieren, die als Schaltzustand des Rotationsschalters auswertbar sind.
Die Erfindung wird anhand der Figuren der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 nebeneinander in zwei verschiedenen geschnittenen Ansichten schematisch den Aufbau des Rotationsschalters,
S5 815 7 J
. 3
Figur 2 und 3 die Magnetentfaltung am Beispiel von zwei bzw. fünf Sensoren/Segmenten,
Figur 3 ein Diagramm der Abhängigkeit des Magnetflusses vom Drehwinkel Alpha.
Im linken Teil der Figur 1 ist ein Schloßrotor 1 dargestellt, in den in axialer Richtung zwei segmentförmige Magneten 2,3 eingespritzt und radial aufmagnetisiert sind. Der Schloßrotor 1 ist in der Regel aus Kunststoff hergestellt und mit dem Schloßzylinder mechanisch verbunden. Radial zum Schloßrotor stehen zwei Magnetfeldsensoren 4,5, wie dies im rechten Teil der Figur 1 besser erkennbar ist.
Das erfindungsgemäße Funktionsprinzip ist insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, die eine Abwicklung der MagnetSegmente 2,3 auf eine Ebene zeigt. In Ruhestellung (Mittelstellung) steht, wie dargestellt, immer ein Dauermagnet oberhalb des zugehörigen Sensors. Hierdurch fließt ein Magnetfluß durch 0 den Sensor, so daß ein externes Magnetfeld den Zustand des Sensors nicht stören kann.· Dies ist von großem Vorteil hinsichtlich der Einbruchsicherheit. Wenn der Rotor 1 sich um einen Winkel Alpha dreht, dann wird am Ende des Magnetsegmentes das Magnetfeld durch den Sensor abgesenkt, wie in Figur 4 dargestellt. Bei Unterschreiten des Sensorschwellwertes ändert sich das Schaltsignal am Ausgang des ICs.
Aus der Figur 4 ist erkennbar, daß die Toleranzen auf die Schaltpunkte aufgrund der steilen Flanke der dargestellten
Kurve relativ klein und unempfindlich für die Toleranzen des Magneten und des Sensors sind. Die Kurve wurde für einen Abstand von 1 mm vom Hall-IC zur Polfläche aufgenommen. Gemessen wurde die radiale Induktion. 35
Die Anzahl der Sensoren bzw. der Magnetsegmente ist abhängig von der Anzahl der gewünschten Schaltzustände. In Figur drei
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ist ein Ausführungsbeispiel mit fünf Sensoren "X" und zugehörigen Segmenten dargestellt, das bereits die Erfassung von fünf Schaltpositionen zusätzlich zur Ruhestellung erlaubt. Mit einem erfindungsgemäß aufgebautem Rotationsschalter können demnach auch Codierschalter realisiert werden.

Claims (1)

»0)57 Schutzanspruch:
1. Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen,
5
- mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Rotor (1) , in dem in axialer Richtung aufeinanderfolgend mindestens zwei
segmentförmige, radial aufmagnetisierte Dauermagneten (2,3) angeordnet sind,
10
- und mit jeweils einem der Dauermagneten (2,3) zugeordneten Magnetfeldsensoren (4,5) , die in axialer Richtung aufeinanderfolgend radial zum Rotor (1) lagefest angeordnet sind, und die bei gegenüberstehenden zugehörigen Magnetsegmenten (2,3) deren Magnetfluß wahrnehmen und bei nicht-gegenüberstehenden zugehörigen MagnetSegmenten (2,3) keinen Magnetfluß wahrnehmen und jeweils ein entsprechendes Schaltsignal erzeugen,
- wobei in einer Ruhestellung des Rotors (1) alle
Magnetsegmente (2,3) den zugehörigen Magnetfeldsensoren (4,5) gegenüberstehen,
- und wobei durch Drehen des Rotors (1) in eine andere Schaltposition eine jeweils andere Kombination von einander gegenüberstehenden bzw. nicht-gegenüberstehenden Magnetsegmenten (2,3) und Magnetfeldsensoren (4,5) auftritt, so daß mit den verschiedenen Schaltpositionen jeweils verschiedene Kombinationen der Schaltsignale der Magnetfeldsensoren (4,5) korrespondieren, die als Schaltzustand des Rotationsschalters auswertbar sind.
DE29510696U 1995-06-30 1995-06-30 Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen Expired - Lifetime DE29510696U1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29510696U DE29510696U1 (de) 1995-06-30 1995-06-30 Berührungsloser Rotationsschalter mit mindestens drei Schaltpositionen
PCT/DE1996/001054 WO1997002660A1 (de) 1995-06-30 1996-06-14 Berührungsloser rotationsschalter mit mindestens drei schaltpositionen

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Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE29510696U1 true DE29510696U1 (de) 1995-08-24

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ID=8010022

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DE (1) DE29510696U1 (de)
WO (1) WO1997002660A1 (de)

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WO1997002660A1 (de) 1997-01-23

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Effective date: 19981120

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R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TYCO ELECTRONICS LOGISTICS AG, CH

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Effective date: 20011129

R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years

Effective date: 20030519

R071 Expiry of right