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Kontaktloser Druckknopfschalter Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen
Druckknopfschalter mit mindestens einem elektronischen Schalter und einem Magnetkreis
mit veränderlichem magnetischem Widerstand (Reluktanz).
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Ein solcher Unterbrecher ist bereits vorgeschlagen worden, welcher
mit einem Sperroszillator verbunden ist. Dieser enthält einen Transistor und einen
Transformator mit veränderlicher Induktivität der Wicklungen. Der Oszillator wird
durch mechanische Änderung des magnetischen Kreises in oder außer Betrieb gesetzt.
Die mechanische Bewegung ändert hierbei die Kupplung der Wicklungen und damit ihre
Induktivität und den Kupplungsfaktor. Die Schwingung oder die Sperrung des Oszillators
bewirkt das In- und Außerbetriebsetzen eines Empfängers, welcher an den Oszillator
angeschaltet ist. Der magnetische Kreis besteht aus einem topfförmigen Ferritkern
mit einem festen und einem beweglichen Teil. Die magnetische Leitfähigkeit des Kreises
wird durch die Vergrößerung oder Verkleinerung des Luftspaltes zwischen diesen beiden
Teilen verändert. Die Schwingung setzt bei höchster Permeabilität schlagartig ein.
Sie entsteht also nur bei völliger Schließung des Topfmagneten.
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Es ist bereits bekanntgeworden, für solche und ähnliche Schaltungen
Druckknöpfe zu verwenden, welche unmittelbar ohne Kontakte die Änderung des magnetischen
Feldes bewirken. Bei diesen Anordnungen ist es aber notwendig, die Schaltelemente
selbst in anderen Konstruktionsteilen unterzubringen.
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Es stellt sich nun die Aufgabe, ein geeignetes Konstruktionsglied
zu schaffen, :das alle Teile zusammenfaßt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen,
daß sämtliche zum magnetischen und elektrischen Kreise gehörenden Elemente in einem
gemeinsamen Isoliergehäuse untergebracht sind und der Druckknopf mit dem beweglichen
Teil des magnetischen Kreises verbunden ist, derart, daß die Bewegung des Druckknopfes
den Luftspalt des magnetischen Kreises ändert und durch die Änderung der Reluktanz
den elektronischen Schalter betätigt, und daß der elektrische Kreis in einer gedruckten
Schaltung untergebracht ist, die im Isoliergehäuse gelagert ist.
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Die Anordnung kann auf zwei Arten durchgeführt werden. Die erste Ausführung
betrifft ein Betätigungsorgan, beispielsweise einen Druckknopf, bei Ausgangssignal
erscheint, wenn der Druckknopf in dem im Zustand des Schwingens des Oszillators
kein Ruhestellung ist. Bei der anderen Ausführung ist der Oszillator gesperrt und
der Ausgang unter Spannung, wenn der Druckknopf im Ruhezustand ist. Die Figuren
stellen Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung dar.
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F i g. 1 ist ein Schnitt entsprechend der Linie C-D der F i g.4, eine
Ausführung nach der ersten Art; F i g. 2 ist ein Schnitt entsprechend der Linie
A-B in der F i g. 1; F i g. 3 ist ein Schnitt entsprechend der gleichen Linie C-D,
aber eine Ausführung nach der zweiten Art.
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F i g. 4 ist ein Grundriß der beiden Arten; F i g. 5 stellt eine Draufsicht
der gedruckten Schaltung des elektronischen Unterbrechers dar; F i g. 6 zeigt die
Einzelteile der gedruckten Schaltung auf der Rückseite.
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In den F i g. 1 bis 4 ist das Gehäuse des Betätigungsorgans durch
zwei gleiche Stücke 1 und 2 gebildet, welche vorzugsweise aus plastischem oder wärmehartem
gemahlenem Isolierstoff besteht. Diese werden durch Niete oder Schrauben 3 und 4
zusammengehalten. Eine Erhöhung 5 in dem einen Stück greift in eine Senke 6 des
anderen ein. Ein Loch 7 für die Befestigung ist in jedem Teil vorhanden.
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Ein Druckknopf 8 kann in dem Gehäuse unter Fingerdruck gleiten. Eine
Schraubenfeder 9, welche in dem rillenförmigen mit dem Druckknopf verbundenen Teil
10 liegt, stützt sich auf die innere Wand 11 der Teile 1 und
2 und drückt den Druckknopf nach dem Loslassen wieder in die Ruhestellung
zurück.
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In den F i g. 1 und 2 entspricht die Ruhestellung des Druckknopfes
dem Schwingungszustand des Oszillators, also der Spannungslosigkeit des Ausganges,
während
in der F i g. 3 die Ruhestellung der Sperrung des Oszillators, also dem Spannungszustand
des Ausganges entspricht. Die Scheibe 12 in den F i g. 1 und 2, welche auf dem rillenförmigen
Teil 10 des Druckknopfes mit einem geeigneten Mittel, z. B. Leim, befestigt
ist, dient als Unterstützung für den beweglichen Teil 13 des aus zwei gesonderten
Teilen des magnetischen Kreises zusammengesetzten Topfmagneten. Der obere feste
Teil 14 ist an der Traverse 15 angeleimt, welche in den beiden Teilen
1 und 2 befestigt ist.
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Eine Aussparung 16 im Druckknopf 8 bis zur Traverse 15 gestattet
die Bewegung des Druckknopfes.
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Die gegenseitige Bewegung der beiden Teile des Topfmagneten während
der Druckknopfbewegung 8 ist durch einen Stift 17, welcher in der Scheibe
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befestigt ist, also damit auch im Druckknopf 8, geführt. Dieser Stift kann
im festen Teil 14 des Kernes und in der Traverse 15 gleiten.
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Im Innern der Ferritkerne ist in einer entsprechenden Ausnehmung eine
Wicklung 18 im festen Teil 14 eingeordnet. Die Wicklung besitzt drei
Ausgänge (zwei am Ende und einen in der Mitte). Ein Schlauch mit drei Leitern
19 verbindet die Spule mit den zugehörigen Punkten der gedruckten Schaltung
20, welche in der F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Diese gedruckte Schaltung
dient als Träger für die Elemente des elektrischen Kreises, also dem Transistor
21, dem Kondensator 22, den Widerständen 23, 24, 25, dem Heißleiter
26, der beispielsweise an den Widerstand 24 angeshuntet ist.
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Die gedruckte Schaltung 20 ist in den Stücken 1
und
2 gehalten. Ihre Ausgänge sind zwei flexible Drähte 27, welche an
den Klemmen 28 angeschlossen sind. Diese tragen die Anschlußschraube
29 und sind in dem Stück 1 und 2 des Gehäuses durch die Zungen 30 gehalten.
An diesen Klemmen werden die vor der gedruckten Schaltung liegenden inneren Verbindungen
angelötet. Der Empfänger und die Stromquelle, welche in der Zeichnung nicht dargestellt
sind, werden an den Klemmen 28 angeschlossen.
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Wenn der ganze Apparat zusammengesetzt ist, kann der innere Hohlraum,
in welchem sich die gedruckte Schaltung mit den einzelnen Elementen befindet, durch
ein Loch 32 in den Stücken 1 und 2 mit einem Isolierstoff, beispielsweise Gießharz,
ausgefüllt werden. Die F i g. 1 stellt den Druckknopf in der Ruhestellung dar. Die
zwei Teile des Ferritkernes 13 und 14 liegen aneinander und haben
also den kleinsten Luftspalt. Die Reluktanz des magnetischen Kreises ist also ein
Minimum, die Induktivität sowie die Kopplung ein Maximum. Der Oszillator schwingt,
und der Ausgang ist spannungslos. Wenn man auf den Druckknopf 8 drückt, geht
der innere Teil 13 des Ferritkernes mit der Scheibe 12 nach unten.
Der Luftspalt wird größer und erhöht die Reluktanz. Dadurch verringert sich die
Kopplung der Wicklungen, so daß der Schwinger aufhört zu sperren und ein Ausgangssignal
entsteht.
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In der Variante der F i g. 3 ist der Luftspalt zwischen den beiden
Teilen des Ferritkernes in der dargestellten Ruhestellung ein Maximum. Entsprechend
ist der Schwinger blockiert, und es liegt eine Spannung am Ausgang.
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Bei dieser Anordnung ist die Scheibe 12 durch Leimung oder auf andere
Weise auf der inneren Trennwand 11 sowie der innere Teil 13 des Ferritkernes auf
dieser Trennwand befestigt und also ebenfalls festgehalten. Der obere Teil 15 des
Ferritkernes ist mit einer Zwischenlage 23 an dem Druckknopf befestigt und hierdurch
also beweglich. Ein Stift 34 verbindet den oberen Teil des Magneten mit dem
Druckknopf B. Die Traverse 15 in der F i g. 1 ist in der Anordnung nach F i g. 3
nicht vorhanden.
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Die Spule 18 ist auf dem festen Teil des Magneten befestigt und wie
in der F i g. 1 mit der gedruckten Schaltung 30 verbunden. Das übrige entspricht
genau der Anordnung nach F i g. 1.
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Wenn der Druckknopf 8 gedrückt wird, so nähert sich der bewegliche
Teil 14 des Ferritmagneten dem festen Teil. Daher ist der Luftspalt verkleinert,
der Schwinger setzt sich in Betrieb. Praktisch entsteht die Schwingung erst bei
völligem Schließen des Magnetkernes. Umgekehrt wird beim Loslassen des Druckknopfes
der Luftspalt vergrößert, und der Schwinger hört auf zu blockieren.
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In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Änderung der Impedanz
des Schwingungskreises durch axiale Verschiebung von Teilen des Topfmagneten erreicht.
Diese Impedanzänderung kann auch durch radiale Verschiebung oder Gegeneinandergleiten
sowie auch durch eine Drehung um eine Achse eines oder mehrerer Teile des magnetischen
Kreises erfolgen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß am Ende .der Bewegung der
Kreis völlig geschlossen ist, um den beabsichtigten Sperreffekt zu erhalten. Es
muß also die Schwingung schlagartig bei der höchsten Permeabilität einsetzen. Die
Spule kommt in diesem Falle auch im Innern des festen Teiles des Ferritkernes zu
liegen.
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Entsprechend ändert sich natürlich auch die Anordnung und die Verbindung
des Druckknopfes mit den übrigen Teilen.
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Diese beschriebenen Betätigungsorgane können auf zahlreiche Apparate
angewendet werden, überall nämlich, wenn eine mechanische Bewegung auf einen solchen
elektronischen Schalter übertragen werden soll und ein Signal gesendet oder unterbrochen
wird. Beispielsweise sind dies Hilfskontakte an Trennschaltern, Umschaltern, Schützen
und Elektroventilen oder Anordnungen für halbautomatische Anlagen mit Folgeschaltungen
usw.
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Die Anordnung ist bei allen Einrichtungen anzuwenden, auch anderen
wie den beschriebenen, bei denen die Schwingung oder die Sperrung durch Relativbewegungen
mindestens eines seiner Teile bewirkt werden.
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Der Vorteil dieser Anordnungen ist, daß sie die gleiche äußere Form
wie bekannte Betätigungsorgane haben, wodurch die Anwendung erleichtert wird. Sie
kann auch in Verbindung mit anderen Apparaten verwendet werden.
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Es soll auch in den Rahmen der Erfindung gehören, wenn andere Formen
der Anordnung und andere elektronische Schaltungen zur Verwendung kommen.