Elektrischer Schalter

Abstract

 Ein mehrgliedriges Betätigungsorgan, das als Bewegungswandler für vielerlei Verwendungszwecke geeignet ist, weist zumindest zwei einander zugeordnete, mit verschieden gepolten permanentmagnetischen Feldern ausgestattete Betätigungsglieder auf, die in bezug zueinander zwischen einer Stellung, bei welcher ihre ungleich gepolten Felder einander gegenüberliegen und einander anziehen, in eine Stellung, bei weicher ihre gleich gepolten Felder einander gegenüberliegen und einander abstoßen, verstellbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein mehrgliedriges Betätigungsorgan mit zumindest einem aktiven und zumindest einem passiven Betätigungsglied.

[0002] Die Anwendungsgebiete solcher Betätigungsorgane sind überaus mannigfaltig und Ziel der Erfindung ist es, zur Erweiterung und Vergrößerung dieser Anwendungsmöglichkeiten beizutragen und insbesondere dafür zu sorgen, daß die dem Betätigungsorgan zugedachte Funktion absolut exakt und momentan erfolgt, ohne daß es hiezu der Überwindung einer die Funktion auslösenden mechanischen Kraft, beispiels= weise einer Federkraft, bedarf.

[0003] Weiters ist es ein Ziel der Erfindung, die verschiedenen Funktionsstellungen des Betätigungsorganes möglichst exakt zu definieren und eine satte Kontaktnahme der Betätigungs= glieder unter Ausschluß von Zwischenstellungen zu gewähr= leisten.

[0004] Schließlich stellt es sich die Erfindung auch noch zur Aufgabe, ein besonders raumsparendes und robustes Betä= tigungsorgan zu schaffen, das eine kompakte Einheit ver= körpert und keine störungsanfälligen, bruchgefährdeten bzw. verschleißenden Bestandteile enthält.

[0005] Alle diese Aufgaben der Erfindung werden ihrem wesent= lichsten Merkmal zufolge dadurch erreicht, daß die einan= der zugeordneten und in bezug zueinander beweglichen Betätigungsglieder mit verschieden gepolten permanent= magnetischen Feldern ausgestattet und zwischen einer Stellung, bei welcher ihre ungleich gepolten Felder einan= der gegenüberliegen, und einer Stellung, bei welcher ihre gleich gepolten Felder einander gegenüberliegen, verstell= bar sind.

[0006] Je nachdem, ob sich diese Betätigungsglieder im Verband des Betätigungsorganes mit gleichen oder mit verschieden gepolten magnetischen Feldbereichen gegenüberliegen, stoßen sie einander ab oder haften aneinander.

[0007] Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß es auf diese Weise nur einer vergleichsweise geringen Lageände= rung der Betätigungsglieder in bezug zueinander' bedarf, um eine schlagartige Änderung im Verhalten der Betätigungs= glieder zueinander zu bewirken. Weil das Einander-Anziehen bzw. das Voneinander-Abstoßen der magnetischen Felder sehr exakt und sehr plötzlich erfolgt, kann dieses Verhalten der Betätigungsglieder vorteilhaft für die Funktion des Betätigungsorganes verwertet werden.

[0008] Die Störungsfreiheit des Erfindungsgegenstandes ist da= durch gewährleistet, daß das Betätigungsglied keinerlei loser Kleinteile, wie Federn, Schrauben od.dgl. feinmecha= nischer oder empfindlicher Bestandteile bedarf uhd dadurch auch keiner nennenswerten Abnutzung unterliegt.

[0009] Erfindungsgemäße Betätigungsorgane eignen sich insbeson= dere als elektrische Schalter, wobei dann die beiderlei Betätigungsglieder einander gegenüberliegend in einem ge= meinsamen Gehäuse untergebracht und als Träger elektri= scher Leitungen bzw. Kontakte ausgebildet sein können. Darüber hinaus sind aber erfindungsgemäße Betätigungsorgane als Bewegungswandler auch für vielerlei andere Verwendungs= zwecke gut brauchbar, z.B. als hochwertiger Ersatz für Auslöser, Kupplungen u.dgl. mechanische Elemente..Das erfindungsgemäße Betätigungsglied vermag in solchen Anwen= dungen sowohl eine Feder als auch eine Kupplung zu ersetzen, weil mit der momentanen Kbntaktnahme der Betätigungsglieder stets auch ein kraftschlüssiges Kuppeln infolge der Haftung der permanentmagnetischen Felder verknüpft ist.

[0010] Die Zeichnungen zeigen in den Fig. 1 - 6 verschiedene als elektrische Schalter ausgebildete Betätigungsorgane teils in schematischen Querschnitten, teils schaubildlich. Die Fig.7 - 11 zeigen teils in Draufsichten, teils in Quer= schnitten verschiedenerlei weitere Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes.

[0011] Bei dem als Schalter ausgebildeten Betätigungsorgan nach Fig.1 befinden sich einander gegenüberliegend innerhalb eines gemeinsamen, verformbaren Gehäuses 1, das z.B. aus einem Kunststoffschlauch gebildet ist, ein innerhalb dieses Gehäuses 1 frei bewegliches, aktives Betätigungsglied 2 und ein mit diesem Gehäuse ₁ verbundenes passives Betäti= gungsglied 3. Diese Betätigungsglieder 2 und 3 sind mit verschieden gepolten permanentmagnetischen Feldern ausge= stattet, und zwar tragen sie streifenförmige, parallel nebeneinanderverlaufende Permanentmagnete verschiedener Polung, die mit N bzw. S bezeichnet sind. Das frei beweg= liche aktive Betätigungsglied 2 trägt Kontaktfelder 4, die in der Stellung a dieses Betätigungsgliedes 2 die innerhalb des Gehäuses ₁ angeordneten Leiter 5 und 6 mit= einander verbinden. Dem'passiven Betätigungsglied 3 ist ein Leiter 7 zugeordnet.

[0012] Dieser Schalter nach Fig.₁ ist - wie sich aus den darge= stellten Stellungen a, b und c ergibt - je nach der Art der Verformung seines Gehäuses 1 in dreierlei Stellungen verstellbar, wobei entweder in der Stellung a die Leiter 5 und 6, oder in der Stellung b die Leiter 5 und 7, oder in der Stellung c keiner der Leiter mit einem anderen ver= bunden sind. In der Stellung a stehen sich die gleichgepol= ten Bereiche der Betätigungsglieder gegenüber, infolgedes= sen wird das Betätigungsglied 2 magnetisch gegen die Lei= tungen 5 und 6 gedrückt; in der Stellung b kommt der rechte N-Pol des Betätigungsgliedes 2 dem mittleren S-Pol des Betätigungsgliedes ₃ näher und wird angezogen, infolge= dessen verbindet das Kontaktfeld 4 dieses Betätigungs= gliedes 2 die Leitungen _'5 und 7; in der Stellung.c gilt dasselbe für den linken N-Pol des Betätigungsgliedes 2, so daß sich eine kontaktfreie Stellung ergibt.

[0013] Die Betätigung dieses Schaltorganes nach Fig.₁ erfolgt überaus einfach durch eine Verformung des Gehäuses 1. Ist der Schalter beispielsweise als Leiste, Schiene,. Stange od.dgl. langgestreckter Körper ausgestaltet und frei zugänglich angeordnet, dann kann die Verformung und somit die Verstellung des aktiven Betätigungsgliedes 2 an jeder beliebigen Stelle des Längsverlaufes dieser Leiste od.dgl. vollzogen werden. Infolge der Wirkung der jeweils einander gegenüberliegenden verschieden oder gleich gepolten magnetischen Felder wird die jeweils gewählte Stellung zuverlässig beibehalten, sei es durch Abstoßung dieser Felder gemäß Stellung a oder durch Anziehen ungleich gepolter Felder nach den Stellungen b und c.

[0014] Bei dem Schalter nach Fig.2 ist das Gehäuse ₁ mit dem Betätigungsglied 3 gemeinsam in bezug zum Betätigungsglied 2 beweglich, z.B. kippbar, gelagert und ist an seiner Außenseite mit einem der Betätigung und/oder Befestigung dienenden Träger 8 verbunden. Die Fig.2 zeigt schaubild= lich die einzelnen Bestandteile dieses Schalters, welcher gewünschtenfalls auch rund profiliert und durch Drehung betätigt werden könnte.

[0015] Die Fig.3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher einem aktiven Betätigungsglied 2 mit einem Leiter 5.zwei passive Betätigungsglieder 3 und 3' zugeordnet sind, von denen beispielsweise nur eines (3) den Träger von Kontakt= feldern 4 bildet, wogegen das andere (3') lediglich einer magnetischen Halterung des aktiven, z.B. kippbar gelager= ten und gemäß Fig.3d mittels einer Wippe ₁0 bewegbaren Betätigungsgliedes 2 in der Offenstellung a des Schalters dient. Mittels dieser Wippe ₁0 ist das aktive, an ihr be= festigte Betätigungsglied 2 in die Stellung b kippbar, bei welcher es mit dem Leiter 5 am Kontaktfeld 4 des pas= siven Betätigungsgliedes 3 haftet und diesen Leiter 5 mit den Kontaktfeldern 4 verbindet.

[0016] Die Fig.4 zeigt einen Schalter, dessen Gehäuse 1 zwei in bezug zueinander parallel verschiebbare Betätigungsglieder 2 und 3 enthält, von denen eines einen Leiter 5, das andere Kontaktfelder 4 trägt. Diese Betätigungsglieder 2,' 3 sind aus einer Ruhestellung, in welcher sie einander anziehen, über einen Verstellweg, innerhalb dessen sie einander ab= stoßen, in eine Kontaktstellung b, in der sie sich wiederum anziehen, verschiebbar. Dadurch erfolgt die Kontaktnahme stets schlagartig ohne Funkenbildung.

[0017] Bei der Ausführungsform nach Fig.5 befinden sich die Betä= tigungsglieder 2 und 3 innerhalb eines Gehäuses ₁', welches seinerseits in einer Führung l' verschiebbar lagert; diese Betätigungsglieder können aus einer Ruhestellung a, in welcher sie.voneinander distanziert sind, zur Abgabe eines Impulses zueinander bewegt und beliebig lange in Kontakt gehalten werden.

[0018] Wesentliche Vorteile solcher Schalter nach den Fig. 1 - 5 bestehen darin, daß die Gehäuse ₁ dicht geschlossen ausge= bildet werden können, weil ihr Inneres nicht zugänglich sein braucht; außerdem können innerhalb des Gehäuses auch zwi= schen den Betätigungsgliedern dünne Zwischenwände angeordnet werden, ohne daß hiedurch der magnetische Kraftfluß behindert wird. Solche Kammern können ebenso wie das Gehäuse selbst flüssigkeits- und gasdicht ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Schutzgas gefüllt werden.

[0019] Darüber hinaus ist der Erfindungsgegenstand aber auch noch in zahlreichen anderen Sachgebieten erfolgreich anwendbar, von denen nachstehend nur einige wenige, bloß beispielsweise erwähnt seien:

Beispielsweise zeigen die Fig. 7 und 8 Einzelheiten eines Tisch-Fußballspieles, bei welchem zur Erzeugung schlagartiger Impulse erfindungsgemäße Betätigungsorgane verwendbar-sind:

Das passive Betätigungsglied 3 bildet gemäß Fig.7a den Boden einer flachen Mulde in der Spielebene 11; jedem fikti= ven Spieler, wie sie in der Fig.8 angedeutet sind, ist ein solcher Muldenbereich zugeordnet, in dem der Ball ₁3 dank des Gefälles der Muldenwandung liegen bleibt.

[0020] Der Trägerstreifen 14 trägt unterhalb des passiven Be= tätigungsgliedes 3 ein aktives Betätigungsglied 2, das z.B. vermittels einer Stange ₁5 od.dgl. mit einem zuge= ordneten, an der Stirnseite des Spieltisches zugänglichen Handgriff ₁6 verbunden ist. Durch Verschiebung des aktiven Betätigungsgliedes 2 kann.das passive Betätigungsglied ab= gestoßen und aufwärtsverschwenkt werden; um den Spielball 13 in Richtung zum gegnerischen Tor zu werfen, also in der Pfeilrichtung 17.

[0021] Allenfalls könnte die Stange 15 über ein kleines Getriebe 18 mit dem Trägerstreifen 14 verbunden sein, um durch Drehung der Stange um ihre Achse diesen Trägerstreifen seitwärts verschwenken zu können und dem Ball ₁3 neben dem Wurfimpuls auch noch innerhalb eines gewissen Schwenkbereiches ₁9 (Fig.8) eine gewählte Seitenrichtung zu erteilen.

[0022] Die Fig. 9 - 11 zeigen Anwendungen des Erfindungsgegenstandes bei Behälterverschlüssen. So zeigt die Fig.9 einen Behälter= deckel 20, welcher aus seiner in vollen Linien dargestellten Schließstellung, bei welcher sich die magnetischen Felder 2 und 3 infolge ihrer unterschiedlichen Polung anziehen und den Deckel dadurch dichtend auf dem Unterteil 2₁ festhalten, in Pfeilrichtung 22 seitwärts verschoben werden kann, um dadurch diese magnetischen Felder in eine Stellung, zu brin= gen, bei der sie sich abstoßen und dadurch den Deckel 20 freigeben.

[0023] Im wesentlichen die gleiche Funktion haben die magnetischen Felder 2 und 3 im Falle des Behälterverschlusses nach Fig. ₁0 und 1₁. Der Behälter-Deckel 20' braucht gegenüber dem Behälter-Unterteil 21' bloß in Pfeilrichtung 23 verdreht werden, um die magnetische, den Deckel 20' haltende Anzie= hung in eine Abstoßung zu verwandeln und dadurch den Deckel abspringen zu lassen.

[0024] Die Er£indung ist ferner auch für die Verriegelung von Türen, Fensterflügeln und Möbeln, sowie als zusätzliche Sicherung von Schlössern verwendbar.

[0025] Erfindungsgemäße Betätigungsglieder eignen sich auch als Bewegungswandler bei Steuergeräten für Förder- und Sortier= anlagen;--als Ausstoßer und Ausgeber z.B. bei Automaten, oder auch als Greifer, z.B. bei Prothesen. Denkbar ist ferner die Verwendung des Erfindungsgegenstandes zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Wechselbewegung zur Erzeugung von Klappbewegungen, Schwingungen u.dgl.

[0026] Ein beweglich lagernder, z.B. rotierender oder längsbe= weglich geführter Körper, welcher verschieden gepolte Felder aufweist, kann unterhalb eines gleichfalls.magne= tisch gepolten Trägers derart bewegt werden, daß er diesen Träger in regelmäßigem Wechsel anzieht und abstößt und dadurch in Rüttelbewegungen versetzt.

[0027] Eine solche Anordnung läßt sich auch in Form eines Bandes verwirklichen, dessen Verwendungsmöglichkeiten vielfältig sind.

[0028] Ferner können in der Bekleidungsindustrie analog der Aus= bildung eines Reißverschlusses Bänder mit verschieden ge= polten Bereichen einander'gegenüberliegend oder randseitig aufeinanderliegend bedarfsweise durch erfindungsgemäß aus= gebildete Längsbereiche miteinander verbunden oder von= einander gelöst werden.

[0029] In allen diesen Anwendungsfällen ist es von Vorteil, daß die Erfindung einen exakt steuerbaren abrupten Wechsel zwischen einem satten Haften der Betätigungsglieder aneinander einerseits und einem Voneinander-Abstoßen derselben Betätigungsglieder anderseits herbeizuführen vermag.

[0030] Ferner ist von großem Vorteil, daß die kuppelnde und ab= stoßende Wirkung der Magnetfelder durch Zwischenlagen oder Zwischenschichten nur unwesentlich verringert wird, so daß der Erfindungsgegenstand z.B. auch dann verwendbar ist, wenn die Betätigungsglieder durch Wandungen, z.B: flüssigkeits-und/oder gasdichte Membrane, voneinander getrennt sind, ohne daß es irgendwelcher Verstellorgane bedarf, welche eine solche Wandung durchsetzen.

Ansprüche

1. Mehrgliedriges Betätigungsorgan mit zumindest einem aktiven und zumindest einem passiven Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß diese einander zugeordneten und in bezug zueinander beweglichen Betätigungsglieder mit verschieden gepolten permanentmagnetischen Feldern ausgestattet und zwischen einer Stellung,, bei welcher ihre ungleich gepolten Felder einander gegenüberliegen, und einer Stellung, bei welcher ihre gleich gepolten, Felder einander gegenüberliegen, verstellbar sind.

2. Betätigungsorgan nach Anspruch 1, insbesondere elek= trischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderlei Betätigungsglieder (2 bzw.3) einander gegenüber= liegend in einem gemeinsamen Gehäuse (₁) untergebracht und als Träger elektrischer Leitungen (5-7) bzw. Kontakte (4) ausgebildet sind (Fig.1-6).

3. Betätigungsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich= net, daß das im wesentlichen parallelepipedische Gehäuse (1) zwecks Verstellung der Betätigungsglieder (2,3) in bezug zueinander aus einer Form mit beispielsweise etwa rechteckigem oder quadratischem Querschnitt in eine Form mit anderem, z.B. rhombischen bzw. rhomboidischen Quer= schnitt verformbar ist (Fig.1)..

4..Betätigungsorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich= net, daß zumindest eines der Betätigungsglieder (2,3) innerhalb des Gehäuses (1) beweglich, vorzugsweise lose, z.B. schwenkbar oder drehbar, lagert, wogegen zumindest ein gegenüberliegendes Betätigungsglied mit dem Gehäuse verbunden ist.

5. Betätigungsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich= net, daß das Gehäuse (₁) und/oder zumindest eines der Betätigungsglieder (2,3) rund ist, gegebenenfalls selbst eines der Betätigungsglieder verkörpert oder trägt, und in bezug zum anderen Betätigungsglied drehbar ist.

6. Betätigungsorgan nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (₁) samt einem darin fest angeordneten Betätigungsglied (3) in bezug zu einem ortsfesten Betätigungsglied (2) verstellbar, vorzugsweise dreh- bzw. schwenkbar ist (Fig.2).

7. Betätigungsorgan nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem aktiven Betätigungs= glied.(2) zwei passive Betätigungsglieder (3,3') zuge= ordnet sind, von denen nur eines (3) als Leitungs- bzw. Kontaktträger ausgebildet ist, wogegen das andere (3') lediglich einer Halterung des aktiven, z.B. kippbar gelagerten, Betätigungsgliedes (2) in der Offenstellung des Schalters dient (Fig.3).

8. Betätigungsorgan nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei in bezug zueinander parallel verschiebbare Betätigungsglieder (2,3) enthält, die aus einer Ruhestellung, in welcher sie einander anziehen, über einen Verstellweg, innerhalb dessen sie einander abstoßen, in eine Kontaktstellung gegeneinander verschiebbar sind (Fig.4).

9. Betätigungsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei in bezug zueinander senkrecht verschiebbare Betätigungsglieder (2,3) enthält, die aus einer Ruhe= stellung, in der sie einander abstoßen, bedarfsweise zur Abgabe eines Impulses willkürlich zueinander bewegbar sind, um sodann durch Abstoßung in die Ruhestellung zurückzukehren (Fig.5).

10. Betätigungsorgan nach Anspruch 1 als Bewegungswandler, insbesondere-für Bestandteile mechanischer Geräte und Maschinen, gekennzeichnet durch mindestens ein in bezug zu mindestens einem anderen, passiven Betätigungsglied (3) bewegliches, aktives Betätigungsglied (2) und durch einen diesem passiven Betätigungsglied zugeordneten Bestandteil des Gerätes oder der Maschine.

Zeichnung