DE1924856C3 - 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.

Hin derartiger Tastschalter ist durch das DT-Gbm 1 804 770 bekannt. Eine ähnliche Ausführung eines Tastschalters ist in F i g. 7 des DT-Gbm 1 748 664 dargestellt. Bei den beiden bekannten Tastschaltern ist die hermetisch 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 1 094 334 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, das eine hermetisch verschlossene Kontaktkapsel 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 Dauvolumen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ma-

»netfeldbetätigten elektrischen Tastschalter mit besonders geringem Raumbedarf zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in ^e eine Wand der Kontaktkapsel mindestens ein inneies magnetisches Glied in eine zentrale öffnung eines s ringförmigen äußeren magnetischen Gliedes hermetisch eingefügt ist und in dem Innenrrum der Kontaktitapsel 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 als 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 Tastschalters ist nicht wesentlich größer als die Höhe des Druckknopfes, da die verwendete Kontaktkapsel ein sehr kleines Bauvolumen aufweist Diese gedrungene Bauform des Tastischalters wird ermöglicht durch einen allseitig 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 deren zeigt

F i g. 1 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 ν erschlossene Kontaktanordnungen,

Fig.6, bzw. 8, bzw. 10 die beweglichen Kontaktmembranen der Anordnung nach den 1 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 Erfindung 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 F i g. 1, uie eine Ausführungsform eines einfachen Arbeitskontaktes darstellt, ist auf einer Glas-Metall-Verbindung 1 aufgebaut, die dazu dient, ein inneres magnetisches Glied 2 in eine zentrale öffnung eines ringförmigen äußeren magnetisehen Gliedes 3 hermetisch einzuführen und dabei beide magnetischen Glieder magnetisch und elektrisch voneinander zu isolieren. Eine Membran 4 aus magnetischem Material ist an ihrem äußeren Rand mit dem äußeren 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. 1 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 kontakigebende 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 Kreises im wesentlichen senkrecht an die Kontaktfläche 5 anlegt Das Gehäuse wird durch einen Deckel 10 vervollständigt, der mit dem äußeren magnetischen Glied 3 z. B. durch Buckelschweißung verbunden ist, wobei eine hermetisch verschlossene Anordnung entsteht, in der jede gewünschte Atmosphäre eingeschlossen sein kann. Die Kontakte werden durch einen außerhalb angelegten magnetischen Fluß 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-Elisen-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 Auflagen dienen 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 magnetische Glied 3 kann mit einem nach innen ragenden Flansch U aus magnetischem Material versehen sein, der zur Konzentrierung des die Membran durchdringenden magnetischen Flusses auf ihre mittlere Zone 7 dient, so daß der Luftspalt zwischen dem inneren magnetischen Glied 2 und der mittleren Zone 7 und der Luftspalt zwischen der mittleren Zone 7 und dem Flansch 11 im magnetischen Kreis in Serie liegen. Unter diesen Umständen übt jeder magnetische Fluß in diesem Kreis Kräfte über diese Luftspalte aus, die gleichgerichtet wirken oder mit anderen Worten sich addieren. Wenn dieser Flansch 11 entfälh. wird der Deckel 10 aus magnetischem Material hergestellt, um einen angemessenen Rückschlußpfad für den Fluß zwischen der mittleren Zone der Membran und dem äußeren magnetischen Glied zu bilden Die äußeren Anschlüsse der Kontaktanordnung werden am inneren magnetischen Glied 2 und am äußerer magnetischen Glied 3 oder am Deckel 10 angebracht.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführung eines einfachei Ruhekontaktes, der sich von dem Kontakt nach Fig. dadurch unterscheidet, daß eine Erhöhung des das Ge häuse durchdringenden magnetischen Flusses die Kon taktteile trennt anstatt sie zu schliessen. Diese zweit Ausführung stimmt mit der ersten Ausführung bis ai die folgenden Unterschiede überein. ErEtens ist es nicr notwendig, daß die Glas-Metall-Verbindung 1 eleV

trisch isoliert, da das innere magnetische Glied 2 nicht damit der nötige Kontaktdruck erreicht wird. Die invoals elektrischer Schaltkontakt dient, obgleich es zwar lute Form des Plättchens ist in F i g. 6 gezeigt, wobei magnetisch isoliert sein muß. Zweitens entfällt der Dek- jedes Plättchen eine kontaktgebende Fläche 67 aufkel 10 und ist durch eine andere Konstruktion ersetzt, weist, die durch einen einfachen Arm 68, der eine Seite die aus einem inneren Deckelteil 32 besteht, das in eine 5 des Plättchens umgreift, mit einer Befestigungsfläche zentrale Öffnung eines ringförmigen äußeren Deckel- 66 verbunden ist. F i g. 6 zeigt weiterhin in gestrichelten teiles 33 mittels einer elektrisch isolierenden Glas-Me- Linien die Lage der Befestigungsstifte 59, die ringför- - tall-Verbindung 31 eingefügt ist. Drittens ist das innere migen Kontaktflächen der Kontaktstücke 52 und das Deckelteil 32 mit einer Edelmetallkontaktfläche 35 ver- innere magnetische Glied in ihrer Stellung zu den Plättsehen, die ringförmig ausgebildet ist und an der mittle- io chen. Weil die Plättchen als Ersatz für die Membran ren Zone 7 der Membran 4 anliegt, wobei diese zur dienen, müssen sie aus magnetischem Material beste-Herstellung des nötigen Kontaktdruckes geringfügig hen und können ebenso wie die Membran zur Verbesausgelenkt wird. Der Begriff »Auslenkung« wird hier serung ihrer Leitfähigkeit und Kontaktbedingungen und an anderen Stellen in dieser Beschreibung zur Be- plattiert sein. Die .äußeren Anschlüsse dieser Kontaktzeichnung derjenigen Spannung verwendet, die inner- 15 anordnung werden an den beiden Befestigungsstiften halb der Elastizitätsgrenzen des Materials liegt. Im FaI- 59 und an den beiden festen Kontaktstücken 52 angele dieser Membran wird eine derartige Auslenkung bracht.

meistens völlig durch die Arme 8 begrenzt. Viertens ist Die fünfte Ausführungsform, die in den F i g. 7 und 8 eine Isolierscheibe 36 vorgesehen, welche die Membran dargestellt ist. zeigt einen dreipoligen Arbeitskontakt, gegen eine unmittelbare magnetische Berührung mit 20 Während bei der vierten Ausführungsform eine Erhödem inneren magnetischen Glied 2 schützt Die äuße- hung des das Gehäuse durchdringenden magnetischen ren Anschlüsse der Kontaktanordnung werden am in- Flusses die Kontaktteile trennt, dient bei dieser Ausfühneren Deckelteil 32 und am äußeren magnetischen rung die Erhöhung des Flusses zum Schließen der Kon-Glied 3 oder am äußeren Deckelteil 33 angebracht. taktteile. F i g. 7 zeigt einen Schnitt durch eines der

Eine dritte Ausführung der Kontaktanordnung ist in 25 Plättchen während der magnetischen Erregung. Diese F i g. 4 dargestellt. Diese Ausführung stellt einen einfa- Ausführung kann ills Vielfachkontakt-Version der erchen Umschaltkontakt dar, der alle Merkmale der er- sten Ausführung betrachtet werden, die an Hand von sten beiden Ausführungen aufweist außer dem Deckel F i g. 1 und 2 beschrieben wurde. Sie unterscheidet sich 10 und der Isolierscheibe 36. In diesem Fall dient die von dieser Ausführung in folgender Beziehung. Die Glas-Metall-Verbindung 1, wie bei der ersten Ausfüh- 30 Membran ist durch drei Plättchen 74 ersetzt, die jeweils rung, sowohl als magnetische wie als elektrische Isolie- in Ruhezustand flach ausgebildet sind und eine Konrung. Die äußeren Anschlüsse der Kontaktanordnung taktfläche 87 aufweisen, die durch zwei Arme 88 mit werden am inneren magnetischen Glied 2. am inneren einer Befestigungsfläche 86 verbunden ist, mit der das Deckelteil 32 und am äußeren magnetischen Glied 3 Plättchen an einem von drei Befestigungsstiften 79 anoder am äußeren Deckelteil angebracht. 35 gebracht ist Die Befestigungsstifte sind zusammen mit

Die vierte, fünfte und sechste Ausführungsform. die drei inneren magnetischen Gliedern 72 durch die Glasnachfolgend beschrieben werden, sind Vielfachkontakt Metall-Verbindung 1 in die zentrale Öffnung des ringanordnungen der zweiten bzw. ersten bzw. dritten förmigen äußeren magnetischen Gliedes 3 eingefügt Kontaktausführung. Um verschiedene Kontaktzahlen Die inneren magnetischen Glieder 72 sind wie das innedarzustellen, haben die beschriebenen Beispiele jeweils 40 re magnetische Glied 2 in F i g. 1 mit ringförmigen eine unterschiedliche Anzahl von Kontakten. Es sollte Endflächen 75 ausgebildet, welche die festen Kontakt· jedoch klar sein, daß die Kontaktzahlen für jede einzel- flächen bilden, und die in ähnlicher Weise wie die Könne Ausführung willkürlich gewählt sind, so daß dieser taktfläche 5 zur Verbesserung der Kontaktverhältnisse Wahl keine besondere Bedeutung beizumessen ist An- plattiert sein können. An der Stelle wo die magnetistelle einer einfachen Membran als beweglichen Kon- 45 sehen Glieder 72 aus dem Gehäuse herausragen sind takt weist jede der folgenden Ausführungen eine An- sie mit einem magnetischen Joch 73 verbunden von zahl von Plättchen auf, die sektorförmig ausgebildet dem sie durch Isolierhülsen 71 elektrisch isoliert sind sind und Seite an Seite nebeneinander liegen und unge- Bei dieser Ausführung durchläuft der magnetische fähr die Gestalt einer Scheibe bilden. In der gleichen Kreis, der den Kontakt betätigt, das magnetische Joch Weise wie die Membran eine kontaktgebende Räche 50 73. wie er sich verzweigt und über die inneren magneti aufweist, die durch Arme mit einer äußeren Zone ver- sehen Glieder 72 zu den Plättchen 74 führt und sich bunden ist, an der die Membran befestigt ist, weist auch dann in seinem Rücksehiußpfad wieder vereinigt und jedes PÄttchen eine involute Form auf, bei der eine den Deckel 10 und das äußere magnetische Glied 3 Kontaktfläche durch einen oder mehrere Arme mit durchläuft Die äußeren elektrischen Anschlüsse dies« einer Befestigungsfläche verbunden ist 55 Kontaktanordnung werden an den drei Befestigungs

Die vierte Ausführung einer Kontaktanordnung, ein stiften 79 und an den drei inneren magnetischen Glie

zweipoliger Ruhekontakt, ist in F i g. 5 dargestellt, wäh- dem 72 angebracht

rend die Anordnung und Ausbildung seiner Kontakt Die sechste Ausführungsform, die in den F i e 9 und

plättchen in F i g. 6 gezeigt ist Der Aufbau ist gleicher 10 dargestellt ist, zeigt eine vierpolige Umschaltkon

tig wie m F ι g. 3. außer daß die Membran 4 durch zwei to taktanordnung. welche die Merkmale der vierten und

elastische Plättchen 54 ersetzt ist "und vier elektrische fünften Ausführung in sich vereinigt Jedes Plättchen

Leiter in die zentrale Öffnung des äußeren Deckelteites 94. das in seinem Ruhezustand flach ist weist eine Kon

33 eingefügt sind. Zwei dieser Leiter sind Befestigung taktfläche 97 auf. die durch zwei Arme <* rnif ein«

stifte 59. an denen die Plättchen angebracht sind, die Befestigungsfuß % veSdTn ist dT^!^ S

anderen zwei sind feste Kontaktstücke 52. die_ jeweifc 65 irischen Anschlüsse dieser Kontaktanordnung werden

mit einer ringförmigen Edelmetanaufiage versehen sind an den vier Befestigungsstiften 99 den

und an der kontaktgebenden Räche 67 des Plättchens gnetischen Gliedern 92 und den

54 anliegen und diese um ein geringes Maß auslenken. stücken 9T angebracht

Diese Kontaktanordnungen besitzen alle das Merkmal, daß 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 Einschmelzungen in den ersten Arbeitsgängen der Fertigung durchgeführt werden können, so daß die dabei entstehenden verhältnismäßig hohen Temperaturen sich nicht nachteilig auf die Membranen oder Kontaktplättchen auswirken, die erst in einem späteren Arbeitsgang hinzugefügt werden. Der letzte Schritt des Zusammenbaues kann das Zusammenfügen der beiden Metallteile sein und kann z. B. durch Buckelschweißung erfolgen, wobei die Masse des Gehäuses kaum durchgehend erhitzt wird.

Die oben beschriebenen hermetisch verschlossenen Kontaktanordnungen sind gut geeignet zum Einbau in Miniaturschalter, weil eine praktische Ausführung einer derartigen Kontaktanordnung nicht größer sein muß als 1 cm im Durchmesser und 0,5 cm in der Höhe. Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise bei Drucktastenschaltern angewendet, von denen vier an Hand der F i g. 11, 12,13 und 14 beschrieben werden, welche Anordnungen zeigen, in denen die erste Ausführungsform der Kontaktanordnungen benutzt wird. Sie können jedoch so abgewandelt werden, daß auch die anderen Ausführungen der Kontaktanordnungen benutzt werden können. In jeder dieser Anordnungen wird das Schalten <iurch die Bewegung eines Dauermagneten relativ zum Kontaktgehäuse erreicht, wobei die Reluktanz eines magnetischen Kreises, in dem der Magnet und das Gehäuse liegt, und damit auch der magnetische Flußanteil, der das Gehäuse durchdringt, verändert wird.

F i g. 11 zeigt eine Magnettaste mit einem hohlen Druckknopf 101. dessen unteres Ende mit einem nach außen ragenden Flansch versehen und durch einen entsprechenden Flansch 102 eines die Kontaktkapsel 104 umgebenden Tastengehäuses 103 festgehalten ist. Ein zylindrischer Dauermagnet 105 ist in dem Hohlraum des Druckknopfes befestigt und von einer Druckfeder 106 umschlossen, die auf einer Isolierscheibe 107 gelagert ist. die das innere magnetische Glied 108 an der Stelle umschließt, an der es die Kontaktkapsel durchdringt. Die elektrischen Anschlüsse der Magnettaste sind mit 109 bezeichnet Die Magnettaste wird durch eine Grundplatte UO vervollständigt, die an das Tastengehäuse 103 angefügt ist.

Der Druckknopf 101 besieht aus magnetischem Material, während das Tastengehäuse 103 nicht magnetisch leitend ist. so daß der magnetische Fluß des Dauermagneten 105 die inneren und äußeren magneti sehen 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 Druckknopfes 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 niedergedruckt ist. so daß dieser beim I /blassen von selbst zurückspringt Die magnetische Anziehungskraft erhöht sich selbst verstandlich beim Drücken des Druck knopf es und ergibt so das Gefühl eines »Schnappeffekics« bei der Betätigung, was vielfach bei Drucktasten erwünscht ist. Eine etwas veränderte Ausführung dieser Magnettaste ist in \ ig. 12 gezeigt, in welcher der Dauermagnet nicht am Druckknopf befestigt, sondern nur lose angebracht ist. Der veränderte Druckknopf enthält eine unmagnetische Hülse 111, mit einem nach innen ragenden Flansch, in welcher dem Dauermagnet eine begrenzte Bewegungsfreiheit erlaubt ist, um ein verstärktes »Schnappen« beim Betätigen der Taste zu erreichen. Wie zuvor kann bei vollständig niedergedrücktem Druckknopf der Zwischenraum ausgewählt werden, der den unmittelbaren Kontakt zwischen dem Dauermagnet 105 und dem inneren 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 Ende des Dauermagneten ein Luftspalt im magnetischen Kreis und die Abmessungen der Drucktaste kön nen 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 Ul. Sind die Abmessungen genau gewählt, hebt der Flansch der Hülse 111 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 Ende des Dauermagneten absinkt, wobei der Dauermagnet in seine Ausgangsstellung an der Scheibe 112 zurückschnappt.

F i g. 13 zeigt, wie die Taste durch einen weiteren Flansch 131 am Tastengehäuse 103 und eine schalen förmige Scheibe 132 so gestaltet werden kann, daß der Druckknopf weiter eindrückbar ist als dies zum Bewegen 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 Kontaktkapsel hermetisch eingeschlossen sind, auf einer Seite des Tasteiiknopfes ein Schlitz vorgesehen, um den elektrischen Anschluß zum inneren magnetischen Glied herstellen zu können. Es besteht daher die Möglichkeit, daß Fremdstoffe durch diese Öffnung in die Taste eindringen. In F i g. 14 ist ein abgeänderter Aufbau einer Drucktaste dargestellt, bei der die Kontaktkapsel 104 am Druckknopf 101 und der Dauermagnet 105 an de Grundplatte 110 befestigt ist. Mil diesem Aufbau ist e: möglich, zwischen die ineinandergreifenden Flanscher

so des DnHcknopfes 101 und des Tastengehäuses 1Θ3 ein« Dichtung 140 einzulegen, um so das Innere der Druck] taste gegen eine Verunreinigung von außen zu schütl zen. Diese Dichtung ist jedoch weniger wirkungsvoll! so lange der Druckknopf niedergedrückt ist. An Stelh der einfachen Druckfeder sind zwei Druckfedern 14 und 142 konzentrisch angeordnet, die zugleich die elek trischen Verbindungen zu dem inneren und dem äuße ren magnetischen Glied der Kontaktkapsel herstellet und mi« Anschlußstiften 143 verbunden sind, die inner halb von Isolierhülsen 144 in der Grundplatte 110 an geordnet sind. Die elektrische Verbindung zu dem inne rcn magnetischen Glied 108 wird über eine elektnscl leitfähige Scheibe 145 vorgenommen, während ein Isolierhülse 146. die den Dauermagnet umschließ

einen zufälligen Kurzschluß der inneren Druckfedd mit dem Dauermagnet verhindert. Zum Unterschiej von den vorigen Drucktasten besteht das Tastengeha J se 103 aus magnetischem Material und der Druckknoq

509634/J

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 Kontaktkapsel 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 zu 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 Kontaktkapsel 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 Koniaktkapsel 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 Zwischenlage 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 t56 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 vorhanden ist, um den Druckknopf beim Loslassen zurückzuführen. 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 ausreichenden magnetischen Fluß zur Sättigung der Kontaktkapsel aufbringen, wenn der Druckknopf vollständig niedergedrückt ist, und es muß trotzdem ein ausreichender FIuQ 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 unmittelbar in die Seitenwände des Druckknopfes leitet.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Kontakte der Drucktasten durch Veränderung der Reluktanz eines magnetischen Kreises betätigt werden, welcher mit der Kontaktkapsel zusammenwirkt, ist dies nicht die einzige verwendbare Betätigungsweise. Es isl 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 durch eine Drehung des Dauermagneten erreicht werden, so daO seine Magnetisierungsrichtung entweder innerhalb de< magnetischen Kreises verläuft und dabei eine maximale magnetomotorische Kraft abgibt, oder quer zum ma gnetischen Kreis, wobei die magnetomotorische Krafi auf Null abfällt.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Magnetfeldbetätigter elektrischer Tastschalter mit einer hermetisch verschlossenen Kontaktkapsel 5 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.!) aus magnetischem Material bestehendes bewegliches Kontaktteil im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des äußeren magnetischen 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. 11) 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 nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktteil aus einer Membran (4) besteht, deren mittlere Zone (7) die kontaktgebende Fläche bildet, während ihre Randzone (6) an dem äußeren magnetischen Glied befestigt ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) »wischen 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. 87, 97) bestehen, die durch einen oder mehrere Arme (68, 88, 98) mit einer Befestigungsfläche (66, 86, 96) verbunden ist, mit welcher die beweglichen Kontaktteile (54, 74, 94) an Befestigungsstiften (59, 79, 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 planparallel 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 Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes bewegliche Kontaktteil mit einer Auflage plattiert ist, die eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist

10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktgebende Fläche des bzw. jedes beweglichen Kontaktteiles mit einer Edelmetallauflage plattiert ist

11. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktgebende Fläche des bzw. jedes festen Kontaktteiles mit einer Edelmetallauflage plattiert ist

12. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die konlaktgebende Fläche des bzw. jedes festen Kontaktteiles die Form eines ebenen Ringes aufweist

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

14. Elektrischer Schalter nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet daß der Dauermagnet (105) mit dsm Druckknopf (101) starr verbunden ist.

15. Elektrischer Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Dauermagnet mit dem Druckknopf lose verbunden ist (F i g. 12.15).

16. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Kontaktkapsel (104) innerhalb des Druckknopfes (101) angeordnet und 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).