DE2402078A1 - Elektrische impulsschalter - Google Patents
Elektrische impulsschalterInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
- H01H13/506—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member with a make-break action in a single operation
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- H01H15/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch
- H01H15/02—Details
- H01H15/06—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H15/10—Operating parts
- H01H15/102—Operating parts comprising cam devices
Description
Dipl.-!ng, Walter Jackisch
7 Stuttgart N, Menzelstraße 40
Alco Electronic Products Inc. A 33 839 -
1551 Osgood Street Den
North Andover/Massachusetts/USA ]§, J^n. 1374.
Elektrisch= Impulsschalter
Die Erfindung betrifft elektrische Impulsschalter. Unter Impulsschalter
wird ein Schalter verstanden, bei dem im Verlauf einer Betätigung, zum Beispiel durch Pingerdruck, der elektrische
Kontakt zwischen seinen Kontaktstücken eine Zeitspanne lang besteht, die nicht davon abhängt, daß die Betätigung des
Schalters von Hand rückgängig gemacht wird, also zum Beispiel nicht von der Zurücknahme des auf den Betätigungsknopf des
Schalters drückenden Fingers abhängt. An solchen Schaltern besteht ein großer Bedarf für den Einsatz bei der Betätigung
schneller elektronischer Geräte, insbesondere für sogenannte Tastenfelder, in denen eine große Anzahl solcher Schalter vereinigt
sind.
Bei einem solchen Schalter ist die Eigenschaft erwünscht, daß er wiederholbare Signale zu liefern vermag, die so wenig wie
möglich von der Art und Weise abhängen, in der er durch die Bedienungsperson betätigt wird. Darüberhinaus ist es wichtig,
insbesondere für den Einsatz in Schalttafeln oder dergleichen, wofür sehr viele gleiche Schalter erforderlich sind, daß diese
erwünschte Betriebseigenschaft unter geringstmöglichen Kosten erreicht wird.
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Unter den bekannten Schaltern haoen die meisten eine Einschaltzeit,
die teilweise von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die Bedienungsperson den Betätigungsknopf des Schalters niederdrückt
oder ihn in anderer Weise in Tätigkeit setzt. Solche Schalter sind beispielsweise in den US-Patentschriften 2 616 CO9,
3 142 743 und 3 375 340 beschrieben. Schalter, bei denen dieses Merkmal nicht vorhanden ist, weisen üblicherweise einen verhältnismäßig
teuren oder verwickelten Aufbau auf oder sie haben andere, ihre Einsatzmöglichkeit begrenzende Eigenschaften. Beispielsweise
weist der Schalter nach der US-Patentschrift 3 C73 935 einen Permanentmagneten auf, um die Bewegung der
Kontaktglieder zu hemmen und ihre Stellung einzuhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen billigen elektrischen
Impulsschalter zu schaffen, mit dem es möglich ist, ein wiederholbares Ausgangssignal zu schaffen, das unabhängig
von der Betätigungsart der Bedienungsperson ist.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Impulsschalter mit einem isolierenden Träger, mit zumindest einem daran angeordneten
Paar Kontaktstücke, mit einem elastisch verformbaren Glied, das mit einem der Kontaktstücke verbunden ist, und mit einem
Betätigungsglied zum Einwirken auf das verformbare Glied zwecks Herbeiführen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktstückpaar,
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied zum Herausbewegen des verformbaren Gliedes um eine
bestimmte Strecke aus einer Ruhestellung heraus und zum anschließenden Freigeben des verformbaren Gliedes ausgebildet
und angeordnet ist und daß eine Pendelmasse mit dem verformbaren Glied verbunden und so angeordnet ist, daß damit das
verformbare Glied nach seiner Freigabe durch das Betätigungsglied in seine Ruhestellung und darüberhinaus bis zum Herbeiführen
eines kurzzeitigen Kontaktes zwischen dem Kontaktstückpaar zurückbewegbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert.
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Es zeigen
Pig. 1 eine Draufsicht auf einen Impulsschalter sen?5P-der
Erfindung bei abgenommenem bedienungsknopf,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. längs der Schnittverlauflinie 2 - 2 :
Fig. 3,4
und 5 drei gleiche Schnitte nach den '"hereinstimmenden
Schnittverlaufslinien 3 - 33 ü - ü und 5-5
zur Darstellung der Schalterfolge bei der Betätigung
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie ^ - 6 in Fip·. 1
Der Impulsschalter 10 weist ein Gehäuse 12 au**, das einen
isolierenden Träger bildet und innerhalb dessen zwei feststehende Kontaktstücke 14 und 15 und zwei bewegliche Kontaktstücke
16 und 17 angeordnet sin^ ( Fig. 1 ). Von den beweglichen Kontaktstücken 16 und 17 wird Je eines von einem
federnden, elektrisch leitendem Stab l8 bzw. 1° getragen. Jeder Stab l8 und 19 hat ein freies Ende 20, das innerhalb
de* Gehäuses 12 frei beweglich ist. Das jeweils andere Stabende 22 ist mit einer ortsfesten elektrischen Klemme
bzw. 25 verbunden, die teilweise im Gehäuse 12 eingebettet
sind.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist eine Nockenanordnung 26 mittig im Qtiäuse 12 angeordnet und mit einer Betätigungsstange
28 verbunden, die wie üblich mit einem Druckknopf oder einer Taste 30 verbunden ist. Wie die Fig. 3 bis
zeigen , sind am Gehäuse 12 ortsfeste Nocken angeformt', 'die
Führungsflächen'32 und 33 aufweisen. Diese Nockenflächen
32 und 33 bilden, Führungen, um die Stäbe 18 und ίο in ihre
normale Stellung oder Ruhestellung zurückzuführen, wenn die Nockenanordnung 26 unter der Wirkung einer Rückholfeder 3*1
aufwärts gedrückt wird, welche zwischen der Betätigungsstange 28 und dem Boden des Gehäuses 12 angeordent ist.
Die Nockenanordnung 26 hat einen Betätigungskopf 36, der primäre Nockenflächen 38 und 3Q trägt, an denaa in der
Stellung nach
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Fig. 2 die Stäbe 18 bzw. 19 anliegen,-und ^«r .1e eine
obere Fläche 40 und 41 aufweist, welche mit der ortsfesten Nockenfläche 32 bzw. 33 zusammenwirkt, um die Stäbe 18 und 19
beim Aufwärtshub zu positionieren. Der Betätigungskopf 36 weist außerdem je eine Bückhaltefläche oder Auffangfläche 42 auf, die
den Stab 18 bzw. 19 nach jedem Schaltvorgang aufzufangen und sicher in seiner Stellung zurückzuhalten vermag, wie das weiter
unten noch näher beschrieben wird.
Bei einem typischen Betätigungsablauf steht der Schalter IC
zuerst in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung. Die Stäbe 18 und 19 liegen an den Rückhalteflächen if2 bzw. fyj>
der Nockenanordnung 26 an der Stelle, an der diese Flächen fy2 und
ψ3 in die Nockenflächen 38 bzw. 39 übergehen. In dieser Stellung,
aie am tasten aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht ein
merklicher Spalt zwischen den Kontaktstücken 14 und Ib und den
Kontaktstücken 15 und 17. Der Impulsschalter befindet sich demnach
in seinem normalerweise offenen Zustand. t W&sm. eine
Betätigungskraft an dem Druckknopf 30 angreift, wird die Betätigungsstange 28 niedergedrückt und die Stäbe 18 und 19 gleiten
längs der Nockenfläche 38 bzw. 39 auswärts. Während dieses Niederdrückens des Nockenbetätigungskopfes 36 überwindet die
auf den Druckknopf 30 einwirkende Kraft die Gegenkraft der Rückholfeder 34 und die von den Stäben 18 und 19 herrührende
Gegenkraft. Im weiteren Verlauf des Niederdrückens des Betätigungskopfes 36 wird das freie Ende 20 des Stabes 18 und des
Stabes 19 in Richtung des Gehäuses auswärts gedrückt, wobei sie die beweglichen Kontaktstücke 16 und 17 mitnehmen. Wenn
der Betätigungskopf 36 bis zum oberen Rand seiner primären Nockenflächen 38 und 39 abwärts gedrückt worden ist, wie das
in Fig. 3 dargestellt ist, hat die die Stäbe 18 und 19 auswärtsdrückende Kraft ihren Höchstwert erreicht. Wie aus Fig. 4
ersichtlich ist, verschwindet diese Kraft plötzlich dann, wenn der Betätigungskopf weiter abwärts gedrückt wird, um den Stäben
18 und 19 eine einwärts gerichtete Bewegung zu ermöglichen, die nahezu parallel zu den Flächen 40 und 41 verläuft. Diese
Bewegung wird erst dann aufgehalten, wenn die Kontaktstücke 16 und 17 zurückgeschnappt sind und mit den ruhenden Kontakt-
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stücken 14 und 15 einen elektrischen Kontakt hergestellt und demzufolge einen Stromkreis geschlossen haben. Dieser Kontakt
ist nur von kurzer Dauer und die Stäbe 18 und 19 bringen die Kontaktstücke 16 und 17 unmittelbar darauf wieder in ihre normale
Stellung, d.h., in ihre in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung zurück.
Wenn die Stäbe 18 und 19 durch die von einer Bedienungsperson auf den Druckknopf 30 ausgeübte Kraft nicht langer auseinandergedrückt
werden, wird eine geübte Bedienungsperson ein plötzliches Nachlassen dieser Kraft spüren und dann den Finger
von dem Druckknopf nehmen. Diese Freigabe des Druckknopfes hat jedoch überhaupt keinen Einfluß auf die Kontaktdauer zwischen
den Kontaktstücken 16 und 17 und den Kontaktstücken 14
und 15· Diese Kontaktdauer wird bestimmt durch die Masse und die den Kontaktstücken 16 und 17 erteilte Geschwindigkeit,
durch die in den Stäben 18 und 19 gespeicherte Energie, durch die Elastizität der Kontaktstücke selbst und durch andere derartige
vorgegebene physikalische Eigenschaften des Schalters. Es sollte außerdem noch beachtet werden, daß die Geschwindigkeit,
mit der der Druckknopf niedergedrückt wird, ohne Einfluß ist, da die Stäbe 18 und 19 so ausgebildet sind, daß sie ständig
an den Nockenflächen 38 und 39 anliegen,und zwar während
jeder vorhersehbaren Geschwindigkeit der Betätigungsbewegung.
Nachdem die Kontaktstücke 16 und 17 auf den zugeordneten Kontaktstücken
14 und 15 aufgetroffen sind, kehren sie in jedem
Fall zu ihrer Ausgangsstellung zurück und etwa zur selben Zeit wird die bei dem Betätigungshub des Druckknopfes zusammengedrückte
Rückholfeder 34 freigegeben, woraufhin sie die Nockenanordnung 26 in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Sobald die
Nockenanordnung 26 sich aufwärts bewegt, werden die Stäbe 18 und 19 durch die oberen Flächen 40 und 41 des Betätigungskopfes 36 gegen die ortsfesten Nockenflächen 32 und 33 gedrückt.
Demzufolge werden die Stäbe 18 und 19 wieder auswärts bewegt, wie das in Fig. 5 dargestellt ist. Diesmal jedoch werden
sie durch die Nockenflächen 32 und 33 ' an den . oberen
entlang
Flächen 40 und 41/auswärts gedrückt. Wenn die Stäbe 18 und
Flächen 40 und 41/auswärts gedrückt. Wenn die Stäbe 18 und
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die Stelle erreicht haben, an der die Flachen 40 und 41 in die Nockenflächen 38 und 39 übergehen, gleiten die Stäbe 18
und 19 abwärts zurück zu ihrer Ausgangsstellung auf den Auffangflächen 42 und 43. In dieser Stellung werden die Stäbe
und 19 und dementsprechend auch die Kontaktstücke 16 und 17
sicher vor einer weiteren Bewegung oder vor Schaden bewahrt.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann in zuverlässig
vorherbestimmbarer Weise ein Kontakt herbeigeführt werden, der unabhängig von der Betätigungstechnik ist, die
von der den Schalter betätigenden Bedienungsperson angewandt wird.
Weiterhin kann eine sichere zwangsläufige Schalterbetätigung erreicht werden, ohne störende Signale, die durch den Rückprall
eines Kontaktstückes verursacht werden.
Darüberhinaus ist die Betätigungsweise des Schalters derart,
daß eine geübte Bedienungsperson über ihr Tastgefühl feststellen kann, daß der Schalter geschaltet hat.
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Claims (7)
1.^Elektrischer Impulsschalter mit einem isolierenden Träger,
^-"^ mit zumindest einem daran angeordneten Paar Kontaktstücke,
mit einem elastisch verformbaren Glied, das mit einem der Kontaktstücke verbunden ist, und mit einem Betätigungsglied
zum Einwirken auf das verformbare Glied zwecks Herbeiführen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktstückpaar,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (26) zum Herausbewegen des verformbaren Gliedes (18; 19) um eine
bestimmte Strecke aus einer Ruhestellung heraus und zum anschließenden Freigeben des verformbaren Gliedes ausgebildet
und angeordnet ist und daß eine Pendelmasse (16; 17) mit dem verformbaren Glied verbunden und so angeordnet ist,
daß damit das verformbare Glied nach seiner Freigabe durch das Betätigungsglied in seine Ruhestellung und darüber
hinaus bis zum Herbeiführen eines kurzzeitigen Kontaktes zwischen dem Kontaktstückpaar (14, 24; 15, 25) zurückbewegbar
ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, bei dem der Kontakt zwischen dem Kontaktstückpaar über das verformbare Glied herbeiführbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelmasse (16; 17) auf dem verformbaren Glied (18; 19) so angeordnet ist, daß
damit der Kontakt zum anderen Kontaktstück (14; 15) des Kontaktstückpaares herbeiführbar ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet,
daß das verformbare Glied als langgestrecktes Glied (18; 19) ausgebildet ist, das an einem Ende (20) die Pendelmasse (16;
17) trägt und das mit dem anderen Ende (22) am isolierenden Träger (12) befestigt ist.
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsglied eine Nockenanordnung (26) aufweist, die relativ zu dem verformbaren Glied (18;
19) bewegbar ist und die so ausgebildet ist, daß bei einer
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Bewegung relativ zu dem verformbaren Glied dieses Glied mit einer ersten Nockenfläche (38; 39) zusammenwirkt, die
es in einer ersten Bewegungsrichtung von dem einen Kontaktstück (14; 15) wegbewegt und dann mit einer zweiten Nockenfläche
(40; 41) zusammenwirkt, die ihm eine Bewegung bis zu dem einen Kontaktstück (14; 15) hin ermöglicht, und daß
eine zweite Nockenfläche (40; 41) und eine ortsfeste Nockenfläche (32; 33) für eine Relativbewegung zueinander ausgebildet
und angeordnet sind, um eine Rückführvorrichtung zu bilden, durch die das verformbare Glied (18; 19) längs der
zweiten Nockenfläche bis zur ersten Nockenfläche (38; 39) zurückdrückbar ist.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Nockenfläche (32; 33) mit dem isolierenden Träger
(12) einstückig ausgebildet ist, und daß die Nockenanordnung (26) unter der Wirkung einer Rückholfeder (34)
steht, die zwischen der Nockenanordnung (26) und dem Träger (12) angeordnet ist.
6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanordnung (26) so ausgestaltet ist, daß damit
das verformbare Glied (18; 19) festlegbar ist, wenn der Schalter außer Tätigkeit ist, wobei diese Festlegung
durch das verformbare Glied erreichbar ist, das in der Normalenrichtung gegenüber der Nockenanordnung vorgespannt
ist.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktstuckpaar (14, 24; 15, 25) nur durch eine Formänderung
des verformbaren Gliedes (18; 19) herbeiführbar ist.
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