DE1924856B2 - Magnetfeldbetätigter elektrischer Tastschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetfeldbetätigten elektrischen Tastschalter mit einer hermetisch verschlossenen Kontaktkapsel und einem außerhalb der Kontaktkapsel angeordneten Dauermagnet, deren Abstand bei Betätigung eines Druckknopfes verändert wird, wobei sich der Betrag des die Kontaktkapsel durchdringenden magnetischen Flusses ändert.

Ein derartiger Tastschalter ist durch das DT-Gbm I 804 770 bekannt. Eine ähnliche Ausführung eines Tastschalter ist in F i g. 7 des DT-Gbm 1 748 664 dargestellt. Bei den beiden bekannten Tastschaltern ist die he^rmetisch verschlossene Kontaktkapsel in Form eines an sich bekannten Schutzrohrankerkontaktes ausgebildet. Infolge der länglichen Bauform dieser Schutzrohrankerkontakte ergeben sich jedoch Raumprobleme, die sich insbesondere beim Einsatz derartiger Tastschalter in Tastenfeldern nachteilig bemerkbar machen.

Durch die GB-PS I 094 334 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, das eine hermetisch verschlossene Kontaktkapse! aufweist, in deren einer Wand ein inneres magnetisches Glied in eine zentrale öffnung eines ringförmigen äußeren magnetischen Gliedes hermetisch eingefügt ist und in deren Innenraum ein aus einem Plättchen aus magnetischem Material bestehendes bewegliches Kontaktteil, das im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des äußeren magnetischen Gliedes angeordnet ist, mit einem festen Kontaktteil zusammenarbeitet. Diese Kontaktkapsel weist ein sehr kleines Bauvolumen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ma

gnetfeldbetätigten elektrischen Tastschalter mit besonders geringem Raumbedarf zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in die eine Wand der Kontaktkapsel mindestens ein inneres magnetisches Glied in eine zentrale öffnung eines ringförmigen äußeren magnetischen Gliedes hermetisch eingefügt ist und in dem Innenraum der Kontaktkapsel mindestens ein aus einem Plättchen aus magnetischem Material bestehendes bewegliches Kontaktteil im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des äußeren magnetischen Gliedes angeordnet ist, das mit mindestens einem festen Kontaktteil zusammenarbeitet, und daß der Dauermagnet a's axial magnetisierter Stabmagnet ausgebildet ist, dessen einer Pol dem inneren magnetischen Glied zugewandt ist und daß der Druckknopf oder das Tastengehäuse als magnetische Rückführung vom anderen Pol des Dauermagneten zu dem äußeren magnetischen Glied ausgebildet ist.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in einem besonders kleinen Tastschalter mit einem äußerst günstigen Magnetkreis. Der Durchmesser des Tastschalters ist nicht größer als der Durchmesser des Druckknopfes und die Höhe des Tastschaiters ist nicht wesentlich größer als die Höhe des Druckknopfes, da die verwendete Kontaktkapscl ein sehr kleines Bauvolumen aufweist Diese gedrungene Bauform des Tastschalters wird ermöglicht durch einen allseilig geschlossenen, becherförmigen Magnetkreis, in den der Druckknopf bzw. das Tastgehäuse mit einbezogen ist und der nur eine minimale Streuung nach außen aufweist. Die Unterbringung des Dauermagneten innerhalb des Druckknopfes ist hierbei besonders hervorzuheben.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt

F i g. I einen Schnitt durch eine hermetisch verschlossene Kontaktanordnung,

F i g. 2 die bewegliche Kontaktmembran der Anordnung nach F i g. 1, von oben gesehen,

F i g 3, 4, 7 und 9 Schnitte durch weitere hermetisch verschlossene Kontaktanordnungen,

Fig. 6, bzw. 8, bzw. 10 die beweglichen Kontaktmembranen der Anordnung nach den F i g. 5 bzw. 7 bzw. 9, von oben gesehen,

F i g. 11, 12, 13, 14 und 15 Schnitte durch verschiedene Ausführungen von Drucktastenschaltern.

Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen der E, findung ist in zwei Teile aufgeteilt; der erste Teil der Beschreibung bezieht sich auf die hermetisch, verschlossenen Gehäuse in denen die Kontakte angeordnet sind, der zweite Teil bezieht sich auf die Mittel, mit denen die Kontakte in derartigen Gehäusen von außen betätigt werden können.

Die Kontaktanordnung nach Fig. I, die eine Ausführungsform eines einfachen Arbeitskontaktes darstellt, et auf einer Glas-Metall-Verbindung I aufgebaut, die dazu dient, ein inneres magnetisches Glied 2 in eine zentrale Öffnung eines ringförmigen äußeren magneti-•chen Gliedes 3 hermetisch einzuführen und dabei beide magnetischen Glieder magnetisch und elektrisch voneinander zu isolieren. Eine Membran 4 aus magneti-•chem Material ist an ihrem äußeren Rand mit dem •ußeren magnetischen Glied 3 so verbunden, daß ein gewisser Abstand zwischen ihr und dem Ende des inneren magnetischen Gliedes eingehalten wird, das eine flache Sacklochbohrung aufweist, damit eine ringförmige Kontaktfläche 5 übrigbleibt. Die Membran 4, die im Schnitt in F i g. I und von oben gesehen in F i g. 2 dargestellt ist, ist in entspanntem Zustand eine flache Scheibe mit einer Randzone 6, die durch eine Anzahl von dünnen Armen 8 mit einer mittleren Zone 7 verbunden ist, welche die kontaktgebende Fläche trägt. Diese Arme 8 in der Membran 4 sind durch Ausstanzen dreier Schlitze 9 gebildet, deren Länge sehr viel größer ist als deren Breite und die im wesentlichen kreisbogenförmig verlaufen. Diese symmetrische Anordnung dient zur Erhöhung der Elastizität der Membran, wobei der mittleren Zone 7 eine beträchtliche Bewegungsfreiheit gegeben und die zur Auslenkung aufzuwendende Kraft verringert wird, während gleichzeitig sichergestellt ist, daß sich die kontaktgebende Fläche beim Anziehen gegen das innere magnetische Glied durch Erregung des zugeordneten magnetischen Kreües im wesentlichen senkrecht an die Kcntaktfläche 5 anlegt. Das Gehäuse wird durch einen Deckel 10 vervollständigt, der mil dem äußeren magnetischen Glied / z. B. durch Buckelschweißung verbunden ist, wobei ein' hermetisch verschlossene Anordnung entsteht, in der jede gewünschte Atmosphäre eingeschlossen sein kann. Die Kontakte werden durch einen außerhalb angelegten magnetischen J⁷IuQ betätigt, der das innere magnetische Glied 2, die Membran 4 und das äußere magnetische Glied 3 durchdringt. Die Membran 4 muß selbstverständlich aus magnetischem Material bestehen, wie z. B. einer Nickel-Eisen-Legierung, und kann zur Erlangung eines geringen Kontaktübergangswiderstandes mit einem gut leitenden Material wie z. B. Silber, plattiert sein. Diese Silberschicht kann mindestens in der kontaktgebenden Zone mit einem guten Kontaktmaterial wie z. B. Palladium oder einem anderen Edelmetall belegt sein. Die mit der Membran 4 zusammenwirkende Kontaktfläche 5 des inneren magnetischen Gliedes 2 kann in ähnlicher Weise plattiert sein. Diese Auflaf en diener neben der Verbesserung der elektrischen Kontaktverhältnisse auch zur Erlangung des notwendigen magnetisch isolierenden Zwischenraumes, der die magnetischen Teile gegen eine unmittelbare gegenseitige Berührung schützt. Das äußere magnetisch« Glied 3 kanr mit einem nach innen ragenden Flansch 11 aus magne tischem Material versehen sein, der zur Konzentrie rung des die Membran durchdringenden magnetischer Flusses auf ihre mittlere Zone 7 dient, so daß der Luft spalt zwischen dem inneren magnetischen Glied 2 unc der mittleren Zone 7 und der Luftspalt zwischen dei mittleren Zone 7 und dem Flansch 11 im magnetischer Kreis in Serie liegen. Unter diesen Umständen übt je de,· magnetische Fluß in diesem Kreis Kräfte über diesi Luftspalte aus, die gleichgerichtet wirken oder mit an deren Worten sich addieren. Wenn dieser Flansch Γ entfällt, wird der Deckel 10 aus magnetischem Materia hergestellt, um einen angemessenen Rückschlußpfa< für den Fluß rwischen der mittleren Zone der Mem bran und dem äußeren magnetischen Glied zu bilder Die äußeren Anschlüsse der Kontaktanordnung wer den am inneren magnetischen Glied 2 und am äußere] magnetischen Glied 3 oder am Decke! 10 angebracht.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführung eines einfachei Ruhekontaktes, der sich von dem Kontakt nach F i g. dadurch unterscheidet, daß eine Erhöhung des das G« hause durchdringenden magnetischen Flusses die Kor taktteile trennt anstatt sie zu schliessen. Diese zweit Ausführung stimmt mit der ersten Ausführung bis ai die folgenden Unterschiede überein. Erstens ist es nicf notwendig, daß die Glas-Metall-Verbindung 1 elet

irisch isoliert, da das innere magnetische Glied 2 nicht als elektrischer Schaltkontakt dient, obgleich es zwar magnetisch isoliert sein muß. Zweitens entfällt der Dekkel 10 und ist durch eine andere Konstruktion ersetzt, die aus einem inneren Deckelteil 32 besteht, das in eine zentrale Öffnung eines ringförmigen äußeren Deckelteiles 33 mittels einer elektrisch isolierenden Glas-Metall-Verbindung 31 eingefügt ist. Drittens ist das innere Deckekeil 32 mit einer Edelmetallkontaktfläche 35 versehen, die ringförmig ausgebildet ist und an der mittleren Zone 7 der Membran 4 anliegt, wobei diese zur Herstellung des nötigen Kontaktdruckes geringfügig ausgelenkt wird. Der Begriff »Auslenkung« wird hier und an anderen Stellen in dieser Beschreibung zur Bezeichnung derjenigen Spannung verwendet, die innerhalb der Elastizitätsgrenzen des Materials liegt. Im Falle dieser Membran wird eine derartige Auslenkung meistens völlig durch die Arme 8 begrenzt. Viertens ist eine Isolierscheibe 36 vorgesehen, welche die Membran gegen eine unmittelbare magnetische Berührung mit dem inneren magnetischen Glied 2 schützt. Die äußeren Anschlüsse der Kontaktanordnung werden am inneren Deckelteil 32 und am äußeren magnetischen Glied 3 oder am äußeren Deckelteil 33 angebracht.

Eine dritte Ausführung der Kontaktanordnung ist in F i g.4 dargestellt Diese Ausführung stellt einen einfachen Umschaltkontakt dar, der alle Merkmale der ersten beiden Ausführungen aufweist, außer dem Deckel 10 und der Isolierscheibe 36. In diesem Fall dient die Glas-Metall-Verbindung 1. wie bei der ersten Ausführung, sowohl als magnetische wie als elektrische Isolierung. Die äußeren Anschlüsse der Kontaktanordnung werden am inneren magnetischen Glied 2. am inneren Deckelteil 32 und am äußeren magnetischen Glied 3 oder am äußeren Deckel teil angebracht.

Die vierte, fünfte und sechste Ausführungsform, die nachfolgend beschrieben werden, sind Vrelfachkontaktanordnungen der zweiten bzw. ersten bzw. dritten Kontaktausführung. Um verschiedene Kontaktzahlen darzustellen, haben die beschriebenen Beispiele jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Kontakten. Es sollte jedoch klar sein, daß die Kontaktzahlen für jede einzelne Ausführung willkürlich gewählt sind, so daß dieser Wahl keine besondere Bedeutung beizumessen ist. Anstelle einer einfachen Membran als beweglichen Kontakt, weist jede der folgenden Ausführungen eine Anzahl von Plältchen auf, die sektorförmig ausgebildet sind und Seite an Seite nebeneinander liegen und ungefähr die Gestalt einer Scheibe bilden. In der gleichen Weise wie die Membran eine kontaktgebende Fläche aufweist, die durch Arme mit einer äußeren Zone verbunden ist an der die Membran befestigt ist weist auch jedes Plättchen eine involute Form auf, bei der eine Kontaktfläche durch einen oder mehrere Arme mit einer Befestigungsfläche verbunden ist

Die vierte Ausführung einer Kontaktanordnung, ein zweipoliger Ruhekontakt ist in F i g. 5 dargestellt während die Anordnung und Ausbildung semer Kontaktplättchen in F i g. 6 gezeigt ist Der Aufbau ist gleichartig wie in F i g. 3, außer daß die Membran 4 durch zwei elastische Plättchen 54 ersetzt ist und vier elektrische Leiter in die zentrale Öffnung des äußeren Deckelteiles 33 eingefügt sind. Zwei dieser Leiter sind Befestigungsstifte 59, an denen die Plättchen angebracht sind, die anderen zwei sind feste Kontaktstücke 52. die jeweils mit einer ringförmigen Edehnetallauflage versehen sind und an der kontaktgebenden Fläche 67 des Plättchens 54 anliegen und diese um ein geringes Maß auslenken.

damit der nötige Kontaktdruck erreicht wird. Die involute Form des Plättchens ist in F i g. 6 gezeigt, wobei jedes Plättchen eine kontaktgebende Fläche 67 aufweist, die durch einen einfachen Arm 68, der eine Seite S des Plättchens umgreift, mit einer Befestigungsfläche 66 verbunden ist. F i g. 6 zeigt weiterhin in gestrichelten Linien die Lage der Befestigungsstifte 59, die ringförmigen Kontaktflächen der Kontaktstücke 52 und das innere magnetische Glied in ihrer Stellung zu den Plätt chen. Weil die Plättchen als Ersatz für die Membran dienen, müssen sie aus magnetischem Material bestehen und können ebenso wie die Membran zur Verbesserung ihrer Leitfähigkeit und Kontaktbedingungen plattiert sein. Die äußeren Anschlüsse dieser Kontakt anordnung werden an den beiden Befestigungsstiften 59 und an den beiden festen Kontaktstücken 52 angebracht.

Die fünfte Ausführungsform, die in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist, zeigt einen dreipoligen Arbeitskontakt.

Während bei der vierten Ausführurigsform eine Erhöhung des das Gehäuse durchdringenden magnetischen Flusses die Kontaktteile trennt dient bei dieser Ausführung die Erhöhung des Flusses zum Schließen der Kontaktteile. Fig.7 zeigt einen Schnitt durch eines der Plättchen während der magnetischen Erregung. Diese Ausführung kann als Vielfachkontakt-Version der ersten Ausführung betrachtet werden, die an Hand von F i g. 1 und 2 beschrieben wurde. Sie unterscheidet sich von dieser Ausführung in folgender Beziehung. Die

Membran ist durch drei Plättchen 74 ersetzt, die jeweils in Ruhezustand flach ausgebildet sind und eine Kontaktfläche 87 aufweisen, die durch zwei Arme 88 mit einer Befestigungsfläche 86 verbunden ist, mit der das Plättchen an einem von drei Befestigungsstiften 79 an-

gebracht ist. Die Befestigungsstifte sind zusammen mit drei inneren magnetischen Gliedern 72 durch die Glas-Metall-Verbindung 1 in die zentrale öffnung des ringförmigen äußeren magnetischen Gliedes 3 eingefügt. Die inneren magnetischen Glieder 72 sind wie das inne re magnetische Glied 2 in F i g. 1 mit ringförmigen Endflächen 75 ausgebildet welche die festen Kontaktflächen bilden, und die in ähnlicher Weise wie die Kontaktfläche 5 zur Verbesserung der Kontaktverhältnisse plattiert sein können. An der Stelle, wo die magneti-

sehen Glieder 72 aus dem Gehäuse herausragen, sind sie mit einem magnetischen Joch 73 verbunden, von dem sie durch Isolierhülsen 71 elektrisch isoliert sind. Bei dieser Ausführung durchläuft der magr .tische Kreis, der den Kontakt betätigt das magnetische Joch

73. wie er sich verzweigt und über die inneren magnetischen Glieder 72 zu den Plättdien 74 führt und sich dann in seinem RückschluBpfad wieder vereinigt und den Deckel 10 und das äußere magnetische Glied 3 durchläuft Die äußeren elektrischen Anschlüsse dieser Kontaktanordnung werden an den drei Befestigungsstiften 79 und an den drei inneren magnetischen Gliedern 72 angebracht

Die sechste Ausführungsform, die in den Fi g.9 und 10 dargestellt ist zeigt eine vierpolige Umsehaltkon

taktanordnung, welche die Merkmale der vierten unc fünften Ausführung m sieh vereinigt Jedes PTättchei 94, das in seinem Ruhezustand flach ist weist eine Kontaktfläche 97 auf. die durch zwei Arme 98 mit einei Befestigungsfläche 96 verbunden ist Die äuSeren elek trischen Anschlüsse dieser Kontaktanordnung werder an den vier Befestigungsstiften 99, den vier inneren ma gnetischen Gliedern 92 und den vier festen Kontakt stücken 92* angebracht

Diese Kontakianordnungcn besitzen alle das Merkmal. C)₁Tf] sie leicht in hermetisch verschlossener Form hergestellt werden können. Obgleich sie in ihrem Aufbau Glas-Metall-Verbindungen enthalten, sind sie doch so konstruiert, daß die Einschmcl/.ungcn in den ersten Arbeiisgiingcn der Fertigung durchgeführt werden können, so daß die dabei entstehenden verhältnismäßig hohen Temperaturen sich nicht nachteilig auf die Membranen oder Koniaktplüttehcn auswirken, die erst in einem späteren Arbeitsgang hinzugefügt werden. Der letzte Schritt des Zusammenbaues kann das Zusammenfügen der beiden Metallteile sein und kann / IJ, durch Buckelschweißung erfolgen, wobei die Masse des Gehäuses kaum durchgehend erliil/i wird.

Die oben beschriebenen hermetisch verschlossenen Kontakianordnungcn sind gut geeignet /um F.inbau in Miniaturschaltcr. weil eine praktische Ausführung einer derartigen Kontaktanordnung nicht größer sein muß als I cm im Durchmesser und 0.5 cm in der I lohe. Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise bei Drucklastenschaltcrn angewendet, von denen vier an Hand der Fig. II, 12.13 und 14 beschrieben werden, welche An Ordnungen /eigen, in denen die erste Ausführungsform der Koniaktanordnungcn benutzt wird. Sie können je doch so abgcwandcli werden, daß auch die anderen Ausführungen der Konlaktanordnungcn benutzt werden können. In jeder dieser Anordnungen wird das .Schalten durch die Bewegung eines Dauermagneten relativ zum Kontaktgchäuse erreicht, wobei die Reluk tan.· eines magnetischen Kreises, in dem der Magnet und das Gehäuse hegt, und damit auch der magnetische Flußuntcil, der das Gehäuse durchdringt, verändert wird

lig. Il zeigt eine M.ignettaste mit einem hohlen Druckknopf 10t. dessen unleres Ende mil einem nach außen ragenden Flansch versehen und durch einen ent sprechenden Flunsch 102 eines die Kontaktkapsel 104 umgebenden lastcngehäuses 103 festgehalten ist. Ein zylindrischer Dauermagnet 105 ist in dem Hohlraum des Druckknopfcs befestigt und von einer Druckfeder 106 umschlossen, die auf einer Isolierscheibe 107 gela gert ist. die das innere magnetische Glied 108 an der Stelle umschließt, an der es die Kontaktkapsci durch dringt Die elektrischen Anschlüsse der Magnettaste sind mit 109 he/cichnct. Die Magnettastc wird durch eine Grundplatte UO vervollständigt, die an das Ta stengehäuse 103 angefügt ist.

Der Druckknopf 101 besteht aus magnetischem Material, während das Tastengehäuse 103 nicht magnetisch leitend ist, so daß der magnetische Fluß des Dauermagneten 105 die inneren und äußeren magnetischen Glieder der Kontaktkapsel 104 durchdringt und über den Druckknopf 101 zum Dauermagneten zurückgeführt wird Der Abstand zwischen dem Dauermagnet und dem inneren magnetischen Glied ist etwas größer als der Abstand zwischen dem Flansch des Druckknop fes und der Kontaktkapsel, so daß der Dauermagnet nicht in unmittelbarem Kontakt mit dem inneren magnetischen Glied kommen kann. Die Federkraft ist so gewählt, daß sie die volle magnetische Anziehungskraft überwinden kann, wenn der Druckknopf vollständig niedergedrückt ist. so daß dieser beim Loslassen von selbst zurückspringt. Die magnetische Anziehungskraft erhöht sich selbstverständlich beim Drücken des Druckknopfes und ergibt so das Gefühl eines »Schnappeffektes« bei der Betätigung, was vielfach bei Druckiasten erwünscht ist. Eine etwas veränderte Aus führung dieser Magnettaste ist in F i g. 12 gezeigt, in welcher der Dauermagnet nicht am Druckknopf befe stigt, sondern nur lose angebracht ist. Der verändert! Druckknopf enthält eine unmagnelische Hülse 111. mi einem nach innen ragenden Flansch, in welcher den s Dauermagnet eine begrenzte Bewegungsfreiheit er laubl ist, um ein verstärktes »Schnappen« beim Betäli gen der Taste zu erreichen. Wie zuvor kann bei voll ständig niedergedrücktem Druckknopf der Zwischen raum ausgewählt werden, der den unmittelbaren Kon

ίο takt /wischen dem Dauermagnet 105 und dem innerer magnetischen Glied 108 verhindert, während eine unmagnetische Scheibe 112 den Dauermagnet gegen eine direkte Berührung mit dem magnetischen Teil des Druckknopfes schützt. Hier entsteht nun an jedem L-nde des Dauermagneten ein Luftspalt im magnetischen Kreis und die Abmessungen der Drucktaste können so gewählt werden, daß die magnetische Anziehungskraft über den Luftspalt zwischen Dauermagnet und innerem magnetischem Glied ansteigt, bis sie die Anziehungskraft über die Scheibe 112 übertrifft. Wenn dies geschieht, »schnappt« der Dauermagnet gegen den Flansch der Hülse 111. Sind die Abmessungen genau gewählt, hebt der Flansch der Hülse III beim Loslassen des Druckknopfes den Dauermagnet vom inneren magnetischen Glied ab, bis zu einem Punkt, an dem die Anziehungskraft über diesen erweiterten Luftspalt unter die Anziehungskraft über den Luftspalt am anderen Finde des Dauermagneten absinkt, wobei der Dauer magnet in seine Ausgangsstellung an der Scheibe 112 zuriit kschnappl

Fig. 13 zeigt, wie die Taste durch einen weiteren Flansch 1 31 am Tastengehäuse 103 und eine schalen förmigc Scheibe 132 so gestaltet werden kann, daß der Druckknopf weiter eindrückbar ist als dies zum Bewe gen des Dauermagneten in seine dem inneren magnetischen Glied der Kontaktkapsel am nächsten liegenden Stellung erforderlich ist

in den vorstehenden Beispielen von Drucktasten ist. obwohl die Schaltkontakte vollständig in der Kontakt kapsel hermetisch eingeschlossen sind, auf einer Seite des Tastenknopfes ein Schlitz vorgesehen, um den elektrischen Anschluß zum inneren magnetischen Glied herstellen /u können Es besteht daher die Möglichkeit, daß Fremdstoffe durch diese Öffnung in die Taste eindringen. In Fig. 14 ist ein abgeänderter Aufbau einer Drucktaste dargestellt, bei der die Kontaktkapsel 104 am Druckknopf 101 und der Dauermagnet 105 an der Grundplatte 110 befestigt ist. Mit diesem Aufbau ist es möglich, zwischen die ineinandergreifenden Flanschen des Druckknopfes 101 und des Tastengehäuses 103 eine Dichtung 140 einzulegen, um so das Innere der Druck taste gegen eine Verunreinigung von außen zu schützen. Diese Dichtung ist jedoch weniger wirkungsvoll, so lange der Druckknopf niedergedrückt ist. An Stelle der einfachen Druckfeder sind zwei Druckfedern 141 und 142 konzentrisch angeordnet die zugleich die elektrischen Verbindungen zu dem inneren und dem äußeren magnetischen Glied der Kontaktkapsel herstellen und mit Anschlußstiften 143 verbunden sind, die inner halb von Isoiierhülsen 144 in der Grundplatte 110 an geordnet sind. Die elektrische Verbindung zu dem inneren magnetischen Glied 108 wird über eine elektrisch leitfähige Scheibe 145 vorgenommen, während eine Isolierhülse 146, die den Dauermagnet umschließt.

einen zufälligen Kurzschluß der inneren Druckfeder mit dem Dauermagnet verhindert Zum Unterschied von den vorigen Drucktasten besteht das Tastengehäuse 103 aus magnetischem Material und der Druckknopf

409583/313

101 aus unmagnetischem Material.

Obwohl die oben beschriebenen Anordnungen von Drucktasten alle durch eine Bewegung des Dauermagneten relativ zur Kontaktkapsel betätigt werden, wobei die Reluktanz des magnetischen Kreises verändert wird, in dem der Dauermagnet und die Kontaktkapscl liegen, ist die Erfindung nicht ausschließlich auf diese Art von Drucktasten beschränkt. Es sollte klar sein, daß der Dauermagnet in bezug zur Kontaktkapsel auch fest angebracht und sogar Teil der Kontaktkapsel sein kann, wobei die Reluktanz des magnetischen Kreises durch die Bewegung von magnetischen Leitstücken veränderbar ist, die nicht dauermagnetisch /u sein brauchen.

Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 15 dargestellt ist, verändert die Bewegung des Druckknopfes nicht die Reluktanz des magnetischen Kreises, in dem der Dauermagnet und die Kontaktkapsel liegen, sondern die Reluktanz eines magnetischen Nebenschlusses, der die Kontaktkapse! kurzschließt.

In F i g. 15 ist der Dauermagnet 105 mit der Kontaktkapsel 104 über eine Scheibe 151 aus magnetischem Material und ein isolierendes Formteil 152 verbunden, welches das innere magnetische Glied 108 der Kontaktkapsel 104 umgibt. Die Kontaktkapsel liegt innerhalb des Tastengehäuses 103, das aus magnetisch isolierendem Material besteht und ist zusammen mit dem Tastengehäuse 103 auf der Grundplatte 110 befestigt. Das entgegengesetzte Ende des Dauermagneten ruht in einem Deckel 153 aus magnetischem Material, der gleitend innerhalb einer Zv/ischenlage 154 aus gleitfähigem Kunststoff gelagert ist, mit der die Innenseite des Druckknopfes ausgekleidet ist. Diese Zwischenlage 154 dient zur Verminderung der Reibung zwischen dem Deckel und dem Druckknopf. Der aus magnetischem Material bestehende Druckknopf weist einen Flansch 155 auf, der unter einen Flansch des Tastengehäuses eingreift, so daß der Druckknopf nicht herausfallen kann. Dieser Flansch 155 ist mit einem Ring 156 aus magnetischem Material unterlegt, der normalerweise vom Dauermagneten gegen die Scheibe 151 angezogen wird. Dieser Ring 156 weist einen radialen Schlitz auf, in dem der elektrische Anschluß 109 zum inneren magnetischen Glied untergebracht ist, und ist von diesem Anschluß 109 durch einen Ansatz des Formteiles 152 isoliert. Der Ring 156 und die Scheibe 151 bilden zusammen einen magnetischen Nebenschluß quer zur Kontaktkapsel. Wird der Druckknopf niedergedrückt, so wird die Reluktanz dieses Nebenschlusses erhöht und daher ein größerer Flußanteil durch die Kontaktkapsel geleitet. Vorausgesetzt, daß ein genügend starker Dauermagnet benutzt wird, benötigt diese Drucktaste keine Rückstellfeder für den Druckknopf, weil eine ausreichende magnetische Rückstellkraft vorhan den ist, um den Druckknopf beim Loslassen zurückzu führen Die magnetische Rückstellkraft wird allein durch die Anziehungskraft am Luftspalt zwischen dem Ring 156 und der Scheibe 151 aufgebracht und daher muß der Dauermagnet, wenn eine Rückstellfeder mit Sicherheit entbehrlich sein soll, einen ausreichender* magnetischen FIuB zur Sättigung der Kontaktkapsel aufbringen, wenn der Druckknopf vollständig niedergedrückt ist, und es muß trotzdem ein ausreichender Fluß über den Luftspalt zwischen Scheibe und Ring übrig·

bleiben, um eine stärkere Anziehungskraft über diesen Luftspalt zu erzielen als die möglichen Gegenkräfte. Diese Gegenkräfte sind die auf die Scheibe 151 und den Ring 156 wirkenden Kräfte auf Grund des die Kontaktkapsel durchdringenden Flusses und die unmittelbare Wirkung auf den Druckknopf auf Grund des Flusses über den Luftspalt zwischen dem Dauermagnet und dem oberen Ende des Druckknopfes. Die letztere Kraft ist jedoch auf ein Minimum beschränkt, da der Deckel 153 den größten Teil des magnetischen Flusses unmit telbar in die Seitenwände des Druckknopfes leitet.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Kontakte der Drucktasten durch Veränderung der Reluk tanz eines magnetischen Kreises betätigt werden, welcher mit der Kontaktkapsel zusammenwirkt, ist dies nicht die einzige verwendbare Betätigungsweise. Es ist eine weitere Kontaktbetätigung möglich, bei welcher die Flußänderung in der Kapsel durch eine Änderung der magnetomotorischen Kraft des magnetischen Kreises erreicht wird. Dies kann beispielsweise d»rch eine Drehung des Dauermagneten erreicht werden, so daß seine Magnetisierungsrichtung entweder innerhalb des magnetischen Kreises verläuft und dabei eine maximale magnetomotorische Kraft abgibt, oder quer zum magnetischen Kreis, wobei die magnetomotorische Kraft

auf Null abfällt

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Magnetfeldbetätigter elektrischer Tastschalter mit einer hermetisch verschlossenen Kontaktkapsel und einem außerhalb der Kontaktkapsel angeordneten Dauermagnet, deren Abstand bei Betätigung eines Druckknopfes verändert wird, wobei sich der Betrag des die Kontaktkapsel durchdringenden magnetischen Flusses ändert, dadurch gekennzeichnet, daß in die eine Wand der Kontaktkapsel (104, Fig. 11) mindestens ein inneres magnetisches Glied (2, F i g. 1; 108, F i g. 11) in eine zentrale öffnung eines ringförmigen äußeren magnetischen Gliedes (3, Fig. 1) hermetisch eingefügt ist und in dem Innenraum der Kontaktkapsel (104) mindestens ein aus einem Plättchen (4, F i g. 1) aus magnetischem Material bestehendes bewegliches Kontaktteil im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des äußeren n.agnetischen Gliedes (3) angeordnet ist, das mit mindestens einem festen Kontaktteil zusammenarbeitet, und daß der Dauermagnet (105.

F i g. 11) als axial magnetisierter Stabmagnet ausgebildet ist, dessen einer Pol dem inneren magnetischen Glied (108) zugewandt ist und daß der Druckknopf (101, F i g. 1!) oder das Tastengehäuse (103. F i g. 14) als magnetische Rückführung vom anderen Pol des Dauermagneten (105) zu dem äußeren magnetischen Glied (3) ausgebildet ist.

2. Schalter ''ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktteil aus einer Membran (4) besteht, duren m .tiere Zone (7) die kontaktgebende Fläche biUet, w^Hhrend ihre Randzone (6) an dem äußeren magnetischen Glied befestigt ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) zwischen ihrer Randzone (6) und ihrer mittleren, kontaktgebenden Fläche eine Anzahl von Öffnungen aufweist, welche die zum Auslenken der Membran (4) benötigte Kraft vermindern.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen als Schlitze (9) ausgebildet sind.

5. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen so ausgebildet sind, daß die mittlere kontaktgebende Fläche mit der Randzone (6) durch eine Anzahl von dünnen Armen (8) verbunden ist.

6. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von beweglichen Kontaktteilen (54, 74, 94), die eine involute Form aufweisen Und jeweils aus einer kontaktgebenden Fläche (67, S7, 97) bestehen, die durch einen oder mehrere Arme (68, 88, 98) mit einer Befestigungsfläche (66, $6, 96) verbunden ist, mit welcher die beweglichen Kontaktteile (54, 74, 94) an Befestigungsstiften (59, t9, 99) angebracht sind, die in eine Wand der Kontaktkapsel eingefügt sind.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktteile (54, 74, 94) im wesentlichen planparallol angeordnet sind.

8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes innere magnetische Glied (2) in die zentrale öffnung des äußeren magnetischen Gliedes (3) mittels einer Glas-Metall-Verbindung (1) eingefügt ist.

9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprü-

che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bzv jedes bewegliche Kontaktteil mit einer Auflag plattiert ist, die eine gute elektrische Ueitfähigkei aufweist.

10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprü ehe 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kon taktgebende Fläche des bzw. jedes bewegliche! Kontaktteiles mit einer Edelmetallauflage plattier ist.

11. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprü ehe 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die kon taktgebende Fläche des bzw. jedes festen Kontakt teiles mit einer Edelmetallauflage plattiert ist.

12. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprü ehe I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kon taktgebende Fläche des bzw. jedes festen Kontakt teiles die Form eines ebenen Ringes aufweist.

13. Elektrischer Schalter nach Aniprurh 1, da durch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (105 innerhalb des Druckknopfes (101) angeordnet ist.

14. Elektrischer Schalter nach Anspruch 13. da durch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (105 mit dem Druckknopf (101) starr verbunden ist.

15. Elektrischer Schalter nach Anspruch 13, da durch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet mii dem Druckknopf lose verbunden ist (F i g. 12, 15).

16. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Kontaktkapsel (104; innerhalb des Druckknopfes (101) angeordnet unc mit diesem starr verbunden ist (F i g. 14).

17. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung des Druckknopfes (101) allein durch die magnetischen Kräfte des Dauermagneten (105) erfolgt (F i g. 15).