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Patent Searching and Data


Title:
MAGNETICALLY OPERATED SWITCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/095320
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention proposes a magnetically operated switch, which has at least two electrical contacts (2, 3) and a permanent-magnet actuation device (4), at least regions of which are electrically conductive, which contacts and device are arranged in a common housing. The magnetic actuation device (4) in a first end position electrically conductively bridges the two contacts (2, 3) and, in the event of the presence of an attractor component (9), which interacts magnetically with said device, can be moved into a second end position, in which the electrical connection between the two contacts (2, 3) is interrupted. At least one of the electrical contacts (2) is made from a ferromagnetic material or is coated with a ferromagnetic material. The magnetic attractive force between the ferromagnetic contact (2) and the magnetic actuation device (4) is smaller than the magnetic attractive force between the magnetic actuation device (4) and the attractor component (9).

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Inventors:
LANTER JOSHUA (AU)
Application Number:
PCT/CH2008/000008
Publication Date:
August 14, 2008
Filing Date:
January 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
POLYCONTACT AG (CH)
LANTER JOSHUA (AU)
International Classes:
H01H36/00
Foreign References:
US20050110600A12005-05-26
DE699682C1940-12-04
DE2310377A11974-09-05
GB1142464A1969-02-05
DD212425A11984-08-15
DE4308038A11994-09-15
DE19902723C12000-08-31
Attorney, Agent or Firm:
BOHEST AG Branch Ostschweiz (Buchs, CH)
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Claims:

Patentansprüche

1. Magnetschalter mit wenigstens zwei elektrischen Kontakten (2, 3; 12, 13; 22, 23; 32, 33; 42, 43) und einer wenigstens bereichsweise elektrisch leitfähigen permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44), die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die magnetische Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44) in einer ersten Endstellung die beiden Kontakte (2, 3; 12, 13; 22, 23; 32, 33; 42, 43) elektrisch leitend überbrückt und bei Anwesenheit einer Attraktorkom- ponente (9), die mit ihr magnetisch wechselwirkt, in eine zweite Endstellung bewegbar ist, in der die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten (2, 3; 12, 13; 22, 23; 32, 33; 42, 43) unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der elektrischen Kontakte (2; 12; 22; 32; 43) aus einem f erromagneti- schem Material besteht bzw. mit einem f erromagnetischen Material beschichtet ist und die magnetische Anziehungskraft zwischen dem f erromagnetischen Kontakt

(2; 12; 22; 32; 43) und der magnetischen Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44) kleiner ist als die magnetische Anziehungskraft zwischen der magnetischen Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44) und der Attraktorkomponente (9).

2. Magnetschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44) an ihrer Kontaktoberfläche mit Kontaktmaterial beschichtet ist.

3. Magnetschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmate- rial aus der Gruppe bestehend aus Silber, Gold, weiteren elektrisch leitfähigen

Edelmetallen, Nickel, Eisen und einer Kombination dieser Materialien gewählt ist.

4. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische elektrische Kontakt (2; 12; 22; 32; 43) aus ei- nem Material aus der Gruppe bestehend Eisen, Nickel, Silber, Gold, elektrisch leitfähigen Edelmetallen oder einer Kombination dieser Materialien besteht.

5. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 - 3., dadurch gekennzeichnet dass der f erromagnetische elektrische Kontakt (2; 12; 22; 32; 43) mit einem Material aus der Gruppe bestehend Nickel, Silber, Gold, elektrisch leitfähigen Edelmetallen oder einer Kombination dieser Materialien beschichtet ist.

6. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (24; 44) permanent mit dem zweiten elektrischen Kontakt (23; 42) verbunden ist.

7. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (4; 14; 34; 44) bei Anwesenheit einer magnetisch mit ihr wechselwirkenden Attraktorkomponente (9) aus ihrer ersten Endstellung in die zweite Endstellung parallel verschiebbar ist.

8. Magnetschalter nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (24) bei Anwesenheit einer magnetisch mit ihr wechselwirkenden Attraktorkomponente (9) derart verschwenkbar ist, dass der elektrische Kontakt zu dem ferromagnetischen Kontakt (22) unterbrochen wird.

9. Magnetschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektrische Kontakt (23) als Schwenkachse für die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (24) ausgebildet ist.

10. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Anwesenheit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente (9) von der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung (4; 14; 24; 34; 44) zurückgelegte Stellweg 0,2 mm bis 2 mm beträgt.

11. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung (34; 44) bei Anwesenheit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente (9) in die zweite Endstellung bewegbar ist, in der sie in Anlage zu wenigstens einem weiteren elektrischen Kontakt (37, 38; 47) kommt und einen elektrischen Stromkreis schliesst.

12. Magnetschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dass beide elektrischen Kontakte (2, 3; 12, 13; 32, 33), die in der ersten Endstellung der permanent- magnetischen Betätigungseinrichtung (4; 14; 34) elektrisch verbunden sind, aus einem ferromagnetischen Material bestehen bzw. mit einem solchen beschichtet sind.

13. Verwendung eines Magnetschalters gemäss einem der vorangehenden Ansprüche als Sensor für den Schliesszustand eines Gurtschlosses (101) einer Sicherheitsgur- teinrichtung.

14. Gurtschloss für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Automobils oder dergleichen mit einem Verriegelungsmechanismus und einem Zustandssensor, der ein bei der Betätigung des Verriegelungsmechanismus seine Lage veränderndes Bauteil (105;

116) überwacht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandssensor von einem Magnetschalter (1) gemäss einem der Ansprüche 1 - 11 gebildet ist.

15. Gurtschloss für eine Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass das überwachte Bauteil die in das Schloss (101) einführbare und verriegelbare Schlosszunge (105) der Sicherheitsgurteinrichtung ist.

Description:

Magnetschalter

Die Erfindung betrifft einen Magnetschalter zum Unterbrechen und/ oder Schliessen eines elektrischen Stromkreises gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines derartigen Magnetschalters als Zustandssensor, insbesondere zur Verwendung in einem Gurtschloss einer Sicherheitsgurteinrichtung.

Schalter sind Vorrichtungen zum Unterbrechen und/ oder Schliessen von elektrischen Schaltkreisen. Sie bestehen aus den für die jeweilige elektrische Belastung durch Strom oder Spannung geeigneten Kontakten und einer Betätigungseinrichtung zur überbrük- kung der Kontakte. Meist ist die Betätigungseinrichtung mechanischer oder elektrome- chanischer Natur. Typische Vertreter derartiger Schalter sind beispielsweise Dreh-, Kipp-, Stufen- oder Tastenschalter, aber auch Relais. Im Zuge der Miniaturisierung sind auch Halbleiterschalter und mechanische Mikroschalter entwickelt worden. Halbleiterschalter erfordern üblicherweise Source-, Drain- und Gateanschlüsse und sind in der Regel nur für die Schaltung kleinerer Ströme geeignet. Mikroschalter sind relativ aufwendig in der Konstruktion und erfordern Kontaktfedern und dergleichen, um die beiden Schaltzustände „An" und „Aus" zu realisieren. Kontaktfedern sind Ver schleissteile, die bei intensivem Gebrauch des Schalters ermüden und sogar versagen können.

Aus dem Stand der Technik sind daher auch Schaltvorrichtungen bekannt, die auf magnetischem Prinzip beruhen. In der US-6,803,845 ist beispielsweise ein Magnetschalter beschrieben, der als überwachungsschalter bei Türen oder Fenstern eingesetzt wird. Der Magnetschalter weist zwei Stromkontakte, eine elektrisch leitfähige permanentmagnetische Betätigungseinrichtung und eine ferromagnetische Attraktorkomponente auf, die in einem Gehäuse angeordnet sind, das beispielsweise an einem Tür- oder Fensterrahmen befestigt wird. Eine zweite ferromagnetische Attraktorkomponente ist an der Tür oder am Fensterflügel montiert. Bei einer Relativbewegung der ersten und der zweiten Attraktor- komponenten wird die Betätigungseinrichtung aus einer ersten Entstellung, in der beispielsweise der Stromkreis geschlossen ist, in eine zweite Endstellung bewegt, in der der Stromkreis unterbrochen ist. Diese vorgeschlagene Anordnung weist immer noch einen relativ grossen Platzbedarf auf, was bei dem Einsatz als überwachungsschalter für Türen

oder Fenster von untergeordneter Bedeutung ist. Für Einbauten in beengte Platzverhältnisse ist diese Anordnung weniger gut geeignet.

In der Automobilindustrie werden Hallsensoren beispielsweise als berührungslose Zu- Standssensoren für den Zustand von Gurtschlössern von Sicherheitsgurteinrichtungen eingesetzt. Die Kenntnis des Zustands des Gurtschlosses ist erf orderlich, um die Insassen durch ein Signal auf das Anlegen und Schliessen der Sicherheitsgurte aufmerksam zu machen. Seit der Einführung von Sicherheits-Airbags ist die Information über den Schliesszustand der Sicherheitsgurte auch für die Regelung der Aktivierung oder Deakti- vierung von Mechanismen zum Aufblasen von Fahrer- und Beifahrer- Airbags bzw. von Seiten- Airbags von Bedeutung.

Aus der EP-A-O 861 763 ist ein Gurtschloss mit einem integrierten vorgespannten Hallsensor bekannt, welches den Zustand eines Verriegelungskörpers bzw. eines Auswerf ers für eine in das Gurtschloss eingeführte Schlosszunge berührungslos erf asst. Dabei ist ein Hallsensor mit einem Hallfeld in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem Permanentmagneten angeordnet. Durch eine Lageveränderung des Verriegelungskörpers bzw. des Auswerf ers, die dazu aus einem ferromagnetischen Material bestehen, wird das Magnetfeld des Permanentmagneten verändert. Dadurch verändert sich das Signal des Hallsen- sors und am Ausgang des Hallsensors kann die Zustandsänderung als Spannungsänderung abgegriffen werden. In einer alternativen Ausführungsvariante ist vorgeschlagen, den Hallsensor mit einem Hallfeld ohne einen Permanentmagneten zu installieren und dafür den Verriegelungskörper oder den Auswerfer als Permanentmagneten auszubilden. Auch bei dieser Anordnung soll die Lageänderung des Verriegelungskörpers oder des Auswerfers durch eine änderung der Hallspannung erfassbar sein.

Nachteilig an dem Gurtschloss gemäss der EP-A-O 861 763 ist, dass der Hallsensor sehr sorgfältig in Bezug auf das Verriegelungselement bzw. den Auswerfer positioniert werden muss. Ein nachträglicher Einbau des Hallsensors ist daher relativ aufwändig und teu- er. Der Hallsensor ist ausserdem relativ empfindlich gegenüber äusseren Streufeldern, die beispielsweise bereits durch einen magnetischen Schlüsselanhänger hervorgerufen werden können. Gegebenenfalls muss sogar eine zusätzliche Abschirmung angebracht werden, was den Aufbau bzw. den Einbau noch weiter verkompliziert. Die Anfälligkeit ge-

genüber äusseren Streufeldern wird auch noch dadurch vergrössert, dass die Signaländerungen wegen der verhältnismässig geringen Wegstrecken, die beim Schliessen bzw. öffnen der Sicherheitsgurtverriegelung von dem Verriegelungskörper bzw. dem Auswerfer zurückgelegt werden, relativ klein sind. Auch die Gurtschlossvariante ohne vorgespann- ten Hallsensor, bei der entweder der Verriegelungskörper oder der Auswerf er als Permanentmagnet ausgebildet sind, erweist sich als wenig praktikabel. Die erzielbaren Signaländerungen sind auch hier relativ klein. Durch die Erschütterungen des Verriegelungskörpers und des Auswerf ers beim Schliessen und öffnen des Sicherheitsgurtes kann es mit der Zeit zu einer Entmagnetisierung kommen. Dies führt schliesslich dazu, dass der Hallsensor wirkungslos wird, und die Zustandsänderungen des Gurtschlosses nicht mehr detektiert werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile des Stands der Technik zu verringern oder zu vermeiden. Es soll ein Magnetschalter geschaffen werden, der einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist und kostengünstig herstellbar ist. Der

Magnetschalter soll als Ersatz für konventionelle mechanische Schalter, für Mikroschalter, Reedschalter oder Hallschalter verwendbar sein. Er soll auch bei beengten Platzverhältnissen einsetzbar sein. Schliesslich soll der Magnetschalter auch für einen Einbau in Gurtschlosssysteme bekannter Sicherheitsgurtsysteme geeignet sein.

Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem Magnetschalter, der die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung schlägt einen Magnetschalter vor, der wenigstens zwei elektrische Kontakte und eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitfähige permanentmagnetische Be- tängungseinrichtung aufweist die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die magnetische Betätigungseinrichtung überbrückt in einer ersten Endstellung die beiden Kontakte elektrisch leitend und ist bei Anwesenheit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente in eine zweite Endstellung bewegbar, in der die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontakten unterbrochen ist. Wenigstens einer der elektrischen Kontakte besteht aus einem ferromagnetischem Material bzw. ist mit einem f er-

romagnetischen Material beschichtet. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem f erromagnetischen Kontakt und der magnetischen Betätigungseinrichtung ist kleiner als die magnetische Anziehungskraft zwischen der magnetischen Betätigungseinrichtung und der magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente.

In seiner einfachsten Ausführungsvariante besteht der Magnetschalter nur aus zwei elektrischen Kontakten und der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung, die in der einen Endstellung die beiden elektrischen Kontakte elektrisch verbindet. Der einzige bewegliche Teil ist die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung, die bei Vorliegen der mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente in die zweite Endstellung bewegbar ist. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen den beiden elektrischen Kontakten unterbrochen. Auf Vorspannelemente, wie beispielsweise Kontaktfedern oder dergleichen, kann verzichtet werden. Die Attraktorkomponente kann ein Bauteil aus einem ferromagnetischen Material oder selbst ein Magnet sein bzw. einen solchen beinhal- ten. Der Magnetschalter benötigt keine separate zweite Attraktorkomponente, um die erste Schaltstellung einzunehmen, da wenigstens einer der elektrischen Kontakte f erro- magnetisch ausgebildet ist. Dadurch kann die Bauweise des Magnetschalters gegenüber den aus dem Stand bekannten Schaltern noch weiter verkleinert werden. Dadurch eignet sich der Magnetschalter auch für den Einsatz bei beengten Platzverhältnissen sehr gut. Alle Komponenten des Magnetschalters sind in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das sehr einfach abdichtbar und isolierbar ist; dadurch können unterschiedlichste Dichtigkeits- und Isolationsanforderungen an derartige Schalter, wie z.B. IP67, IP68, IP69, sehr einfach erfüllt werden. Die Kontaktzone wird mit magnetischer Kraft überbrückt. Dadurch kann der Kontaktbereich auch linienförmig ausgebildet sein. Voraussetzung dafür ist nur, dass die Kontakte elastisch ausgebildet sind, was im allgemeinen sehr einfach zu realisieren ist. Die Kosten für die Bauteils sind gering. Der Aufwand für die Montage des in der einfachsten Ausführungsvariante nur drei Komponenten umfassenden Magnetschalters im Gehäuse ist ebenfalls klein. Dadurch ist der erfrndungsgemässe Magnetschalter sehr wirtschaftlich und kostengünstig herstellbar.

Die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung kann gesamthaft aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Vorzugsweise ist sie jedoch insbesondere an ihrer Kontaktoberfläche mit Kontaktmaterial beschichtet. Dadurch können auch relativ starke Magnete

aus SmCo, NdFeB, keramischen Materialien, Hartferrit und dergleichen eingesetzt werden.

Das Kontaktmaterial ist aus Gründen der besonders guten Leitfähigkeit aus der Gruppe bestehend aus Silber, Gold, weiteren elektrisch leitfähigen Edelmetallen, Nickel, Eisen und einer Kombination dieser Materialien gewählt.

In einer Variante der Erfindung ist der f erromagnetische elektrische Kontakt aus einem der bekannten Kontaktmaterialien gefertigt und besteht insbesondere aus einem Material aus der Gruppe bestehend Eisen, Nickel, Silber, Gold, weiteren elektrisch leitfähigen Edelmetallen oder einer Kombination dieser Materialien.

Um auch hinsichtlich der Materialien für die elektrischen Kontakte grossere Flexibilität zu erhalten ist der f erromagnetische Kontakt in eine weiteren Variante der Erfindung mit einem Kontaktmaterial, vorzugsweise mit einem Material aus der Gruppe bestehend Nikkei, Silber, Gold, weiteren elektrisch leitfähigen Edelmetallen oder einer Kombination dieser Materialien beschichtet.

Bei der Betätigung des Magnetschalters kann die permanentmagnetische Betätigungsein- richtung vollständig von den beiden elektrischen wegbewegt werden. Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der zweite elektrische Kontakt permanent mit der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung verbunden ist.

Die Schaltbewegung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung bei Anwesen- heit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente aus ihrer ersten Endstellung in die zweite Endstellung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. In einer Variante des Magnetschalters ist die Betätigungseinrichtung dabei parallel verschiebbar. Die Parallelverschiebung innerhalb des Gehäuses erfolgt kontrolliert geführt. Zur Führung dienen dabei die Wandungen des Gehäuses.

hi einer alternativen Variante des Magnetschalters ist die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung bei Anwesenheit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente derart verschwenkbar ist, dass der elektrische Kontakt zu dem f erroma-

gnetischen Kontakt unterbrochen wird. Dabei kann beispielsweise der zweite elektrische Kontakt als Schwenkachse für die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung ausgebildet sein. Gerade die Ausführungsvariante mit verschwenkbarer Betätigungseinrichtung erlaubt sehr kleine Stellwege. üblicherweise betragen die Stellwege bei der Ver- Schiebung der Betätigungseinrichtung aus der ersten in die zweite Endstellung etwa 0,2 mm bis etwa 2 mm.

Der erfindungsgemässe Magnetschalter kann in einer weitere Ausführungsvariante auch als Mehrfachschalter oder als Wechselschalter ausgebildet sein. Dazu ist im Gehäuse we- nigstens ein weiterer elektrischer Kontakt vorgesehen. Die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung ist bei Anwesenheit einer mit ihr magnetisch wechselwirkenden At- traktorkomponente in die zweite Endstellung bewegbar, in der sie dann in Anlage zu dem wenigstens einen weiteren elektrischen Kontakt kommt und einen elektrischen Stromkreis schliesst.

Um die Ausgangsendstellung des Magnetschalters noch besser definieren zu können, sind in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung beide elektrischen Kontakte, die in der ersten Endstellung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung elektrisch verbunden sind, aus einem f erromagnetischen Material gefertigt bzw. mit einem solchen beschichtet.

Wegen seines einfachen Aufbaus und seiner geringen Grosse eignet sich der erfindungsgemässe Magnetschalter insbesondere für die Verwendung als Sensor für den Schliesszu- stand eines Gurtschlosses einer Sicherheitsgurteinrichtung.

In einem mit einem erfindungsgemässen Magnetschalter ausgestatteten Gurtschloss für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Automobils oder dergleichen mit einem Verriegelungsmechanismus bildet der Magnetschalter einen Zustandssensor, der ein bei der Betätigung des Verriegelungsmechanismus seine Lage veränderndes Bauteil überwacht. Dabei ist das überwachte Bauteil mit Vorteil die in das Schloss einführbare und verriegelbare Schlosszunge der Sicherheitsgurteinrichtung. Auf diese Weise wird nicht irgendein Sekundärbauteil überwacht, das bei der Verriegelung bewegbar ist, sondern die überwachung wird unmittelbar an dem sicherheitsrelevanten Bauteil durchgeführt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen eines Magnetschalters. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemä- ssen Magnetschalters;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante des Magnetschalters;

Fig.3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Magnetschalters;

Fig. 4 eine Variante des Magnetschalters aus Fig. 3;

Fig.5 eine Prinzipdarstellung eines als Mehrfachschalter ausgebildeten Magnetschalters;

Fig. 6 einen als Wechselschalter ausgebildeten Magnetschalter;

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung des Verschlusses einer Sicherheitsgurteinrichtung; und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines Gurtschlosses der Sicherheitsgurteinrichtung gemäss Fig. 7 mit einem erfindungsgemässen Magnetschalter.

In der Prinzipdarstellung der Fig. 1 ist der schematisch dargestellte Magnetschalter ge- samthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Es umfasst wenigstens zwei elektrische

Kontakte 2, 3 und eine wenigstens bereichsweise elektrisch leitfähige, permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4. Die zwei elektrischen Kontakte 2, 3 und die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 sind in einem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Gehäuse angeordnet. Dabei ist die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 der- art beweglich angeordnet, dass sie aus einer ersten Endstellung, in der sie sich in Anlage zu den beiden elektrischen Kontakten 2, 3 befindet und einen Stromkreis schliesst, in eine zweite Endstellung bewegbar ist, in der der elektrische Stromkreis unterbrochen ist. Die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 befindet sich im Ausgangszustand im-

mer in der ersten Endstellung, in der sie den elektrischen Stromkreis über die beiden elektrischen Kontakte 2, 3 schliesst. Dies wird dadurch erreicht, dass wenigstens einer der elektrischen Kontakte 2, 3 aus einem ferromagnetischen Material besteht bzw. mit einem solchen beschichtet ist. Durch die magnetische Anziehungskraft zwischen der perma- nentmagnetischen Betätigungseinrichtung 4 und dem wenigstens einen elektrischen

Kontakt wird die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 in ihrer stabilen ersten Endstellung gehalten. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen beide elektrischen Kontakte aus einem ferromagnetischen Material bzw. sind mit einem derarti- gen beschichtet.

Wird eine Attraktorkomponente 9 in Nachbarschaft zu dem Magnetschalter 1 angeordnet, die auf die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 eine grossere magnetische Anziehungskraft ausübt als die elektrischen Kontakte, wird die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 innerhalb des Gehäuses in die zweite Entstellung verschoben, in der der elektrische Stromkreis zwischen den beiden elektrischen Kontakten 2, 3 unterbrochen ist. Die Attraktorkomponente kann ein ferromagnetisches Bauteil oder ein Magnet sein bzw. einen solchen beinhalten. Wird die magnetisch wechselwirkende Attraktorkomponente 9 wieder vom Magnetschalter 1 weg bewegt, kehrt die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 wieder in die erste Endstellung zurück und schliesst den Stromkreis zwischen den beiden elektrischen Kontakten 2, 3. Die zweite Endstellung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 4 und die zugehörige Lage der Attraktorkomponente 9 sind in Fig. 1 strichliert angedeutet. Die beiden Doppelpfeile M und A deuten die Lageveränderungen der Attraktorkomponente 9 bzw. der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 4 an.

Die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 4 kann gesamthaft aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Vorzugsweise ist sie jedoch insbesondere an ihrer Kontaktoberfläche mit Kontaktmaterial beschichtet. Dadurch können auch relativ starke Magnete aus SmCo, NdFeB, keramischen Materialien, Hartferrit und dergleichen einge- setzt werden. Je grösser das von der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 4 erzeugte Magnetfeld ist, desto grösser kann der Abstand sein, in dem die f erromagneti- sche Attraktorkomponente 9 an den Magnetschalter 1 heran geführt wird. Als Kontaktmaterialien kommen beispielsweise Silber, Gold, weitere elektrisch leitfähige Edelmetalle,

Nickel, Eisen und Kombinationen dieser Materialien in Frage. Zweckmässigerweise bestehen auch die f erromagnetischen elektrische Kontakte 2, 3 aus derartigen sehr gut leitfähigen Materialien oder sind sie mit derartigen Materialien beschichtet.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Variante eines mit dem Bezugszeichen 11 bezeichneten Magnetschalters, bei dem die elektrischen Kontakte 12, 13 als Kontaktzonen ausgebildet sind. An der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtungen 14 sind analoge Kontaktzonen 15, 16 ausgebildet.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Magnetschalters ist gesamthaft mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Es weist wiederum zwei elektrische Kontakte 22, 23 und eine permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 24 auf, die in einem nicht näher dargestellten gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht nur der grösser gezeichnete elektrischen Kontakt 22 aus einem f erromagnetischen Material bzw. ist er mit einem solchen beschichtet. Es versteht sich, dass die elektrischen Kontakte 22, 23 nur zur Erläuterung der unterschiedlichen Ausbildung in verschiedenen Grossen dargestellt sind. In Wirklichkeit weisen die elektrischen Kontakte üblicherweise die gleiche Grosse auf. Die magnetisch wechselwirkende Attraktorkomponente trägt wiederum das Bezugszeichen 9. Wird diese 9 in Nachbarschaft zum Magnetschalter 21 ge- bracht, wird die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 24 durch die zwischen ihr und der Attraktorkomponente 9 herrschende magnetische Anziehungskraft in ihre zweite Endstellung bewegt. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Magnetschalters 21 wird dabei durch Verschwenken der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 24 nur der Kontakt zum ferromagnetischen elektrischen Kontakt 22 unterbro- chen. Der zweiter elektrische Kontakt 23 kann dabei die Schwenkachse für die Betätigungseinrichtung 24 bilden. Die Bewegungen der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 24 und der Attraktorkomponente 9 sind wiederum durch Doppelpfeile M und A angedeutet. Die zweite Endstellung der permantenmagnetischen Betätigungseinrichtung 24 und die zugehörige Lage der Attraktorkomponente 9 sind strichliert ange- deutet.

Wie aus der in Fig. 4 angedeuteten Variante des Magnetschalter 21 nach Fig. 3 ersichtlich ist, müssen die elektrischen Kontakte 22, 23 nicht unbedingt auf der selben Seite der Beta-

tigungseinrichtung 24 angeordnet sein. Der nicht f erromagnetisch ausgebildete elektrische Kontakt 23 kann auch mit einer Breitseite der Betätigungseinrichtung 24 verbunden sein. Die Bewegungen der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 24 und der mit ihr magnetisch wechselwirkenden Attraktorkomponente 9 sind wiederum durch Doppelpfeile M und A angedeutet. Die zweite Endstellung der permantenmagnetischen Betätigungseinrichtung 24 und die zugehörige Lage der Attraktorkomponente 9 sind strichliert angedeutet.

Fig.5 zeigt ein. weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetschalters gemäss der Erfin- düng, der gesamthaft mit den Bezugszeichen 31 versehen ist. Insbesondere ist der Magnetschalter 31 als Mehrfachschalter ausgebildet. Dazu sind innerhalb eines nicht näher dargestellten gemeinsamen Gehäuses eine permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 34 und zwei Paare von elektrischen Kontakten 32, 33 und 37, 38 angeordnet. Die Paare von elektrischen Kontakten 32, 33 und 37, 38 sind an den einander gegenüberlie- genden Längsseiten der Betätigungseinrichtung 34 angeordnet und gehören zu zwei unterschiedlichen Stromkreisen. Die erste Endstellung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 34 wird durch eine f erromagnetische Ausbildung der beiden elektrischen Kontakte 32, 33 des ersten elektrischen Stromkreises sichergestellt. Das zweite Kontaktpaar 37, 38 ist nicht f erromagnetisch ausgebildet, was in Fig. 5 wiederum durch die kleinere Grosse der elektrischen Kontakte 37, 38 angedeutet ist. Damit die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 34 in die zweite Entstellung bewegt wird, muss eine mit ihr magnetisch wechselwirkende Attraktorkomponente 9 in Nachbarschaft zu den nicht-f erromagnetischen elektrischen Kontakten 37, 38 gebracht werden. Weil die magnetische Anziehungskraft zwischen der Attraktorkomponente 9 und der permanent- magnetischen Betätigungseinrichtung 34 grösser ist als die magnetische Anziehungskraft zu den ferromagnetischen Kontakten 32, 33 wird die Betätigungseinrichtung 34 verschoben. Dabei wird der elektrische Kontakt zu den beiden ferromagnetischen Kontakten 32, 33 unterbrochen, während die beiden anderen elektrischen Kontakte 37, 38 leitend verbunden werden. Wird die Attraktorkomponente 9 wieder wegbewegt, wird die perma- nentmagnetische Betätigungseinrichtung 34 wieder von den ferromagnetischen Kontakten 32, 33 angezogen, und sie bewegt sich wieder in die erste Endstellung, in der der erste Stromkreis geschlossen wird. Die Bewegungen der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 34 und der Attraktorkomponente 9 sind wiederum durch Doppelpfeile M

und A angedeutet. Die zweite Endstellung der permanterunagnetischen Betätigungseinrichtung 34 und die zugehörige Lage der Attraktorkomponente 9 sind strichliert angedeutet.

Fig. 6 zeigt schematisch einen als Wechselschalter ausgebildeten Magnetschalter, der gesamthaft mit dem Bezugszeichen 41 versehen ist. Innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses, das wiederum nicht näher dargestellt ist, ist eine permanentmagnetische Betätigungseinrichtung 44 angeordnet, die fest mit einem elektrischen Kontakt 42 verbunden ist. An den einander gegenüberliegenden Längsseiten der permanentmagnetischen Betätigungsein- richtung 44 sind zwei weitere elektrische Kontakte 43 bzw. 47 angeordnet. Zur Festlegung der ersten Endstellung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 44 ist ein erster dieser elektrischen Kontakte 43 ferromagnetisch ausgebildet. Der andere zweite elektrische Kontakt 47 sowie der mit der Betätigungseinrichtung 44 verbundene elektrische Kontakt können ebenfalls ferromagnetisch oder auch nicht-f erromagnetisch ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass die magnetische Anziehungskraft zwischen dem ersten f er- romagnetischen elektrischen Kontakt 43 und der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 44 grösser ist, als diejenige zu dem zweiten elektrischen Kontakt 47 auf der gegenüberliegenden Längsseite der Betätigungseinrichtung 44. Dadurch sind in der ersten Endstellung der Betätigungseinrichtung 44 die Kontakte 42, 43 elektrisch verbunden. Zum Umschalten wird eine Attraktorkomponente 9 in Nachbarschaft zu dem zweiten elektrischen Kontakt 47 gebracht, deren magnetische Anziehungskraft zur permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 44 grösser ist als diejenige zwischen der Betätigungseinrichtung 44 und dem ferromagnetischen ersten elektrischen Kontakt 43. Dadurch wird die Betätigungseinrichtung 44 in ihre zweite Endstellung bewegt, beispielsweise parallel ver- schoben. Dabei wird der mit der Betätigungseinrichtung 44 fest verbundene elektrische Leiter 42 mitbewegt und mit dem zweiten elektrischen Kontakt 47 elektrisch verbunden, währen die elektrische Verbindung zum ersten elektrischen Kontakt 43 getrennt wird. Wird die Attraktorkomponente 9 wieder wegbewegt, kehrt die permanentmagnetische Betätigungseinrichtung durch die magnetische Anziehungskraft zum ersten elektrischen Kontakt 43 wieder in ihre erste Endstellung zurück und bildet eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 42 und 43. Die Bewegungen der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung 44 und der Attraktorkomponente 9 sind wiederum durch Doppelpfeile M und A angedeutet. Die zweite Endstellung der permantenmagnetischen Beta-

tigungseinrichtung 44 und die zugehörige Lage der Attraktorkomponente 9 sind strichliert angedeutet.

Bei den dargestellten- Ausführungs Varianten des Magnetschalters kann auf Vorspannele- mente, wie beispielsweise Kontaktfedern oder dergleichen, verzichtet werden. Der Magnetschalter benötigt keine separate ferromagnetische Attraktorkomponente, um in der ersten stabilen Endstellung der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung die erste Schaltstellung einzunehmen, da wenigstens einer der elektrischen Kontakte f erromagne- tisch ausgebildet ist. Dadurch kann die Bauweise des Magnetschalters gegenüber den aus dem Stand bekannten Schaltern noch weiter verkleinert werden und eignet sich der Magnetschalter auch für den Einsatz bei beengten Platzverhältnissen sehr gut. Alle Komponenten des Magnetschalters sind in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das sehr einfach abdichtbar und isolierbar ist. Dadurch können unterschiedlichste Dichtigkeitsund Isolationsanforderungen an derartige Schalter, wie z.B. IP67, IP68, IP69, sehr einfach erfüllt werden. Die Kontaktzone wird mit magnetischer Kraft überbrückt. Dadurch kann der Kontaktbereich auch linienförmig ausgebildet sein. Voraussetzung dafür ist nur, dass die Kontakte elastisch ausgebildet sind, was im allgemeinen sehr einfach zu realisieren ist. Die Kosten für die Bauteils sind gering. Der Aufwand für die Montage des in der einfachsten Ausführungsvariante nur drei Komponenten umfassenden Magnetschalters im Ge- häuse ist ebenfalls klein. Dadurch ist der erfindungsgemässe Magnetschalter sehr wirtschaftlich und kostengünstig herstellbar.

Eine sehr vorteilhafte Anwendung des Magnetschalters besteht in dessen Verwendung als Sensor für den Schliesszustand eines Gurtschlosses einer Sicherheitsgurteinrichtung, die in Fig. 7 schematisch dargestellt ist. Das dargestellte Gurtschloss ist gesamthaft mit dem Bezugszeichen 101 versehen und weist einen an sich bekannten äusseren Aufbau auf. Das Gurtschloss 101 ist am Ende einer Gurtverankerung 103 angeordnet und dient zur Aufnahme und lösbaren Verriegelung einer Schlosszunge 105, die mit einem Sicherheitsgurt 106 verbunden ist. Das Gurtschloss 101 besitzt ein Gehäuse 102, das an seiner von der Gurtverankerung 103 abgewandten Seite offen ausgebildet. Eine Entriegelungstaste 112 für einen innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten Verriegelungsmechanismus erstreckt sich über den Grossteil des offenen Gehäusebereichs und lässt einen Einführschlitz 111 für die Schlosszunge 105 frei. Der Verriegelungsmechanismus verrastet beim Einführen

der Schlosszunge 105 durch den Einführschlitz 111 in einer Zungenausnehmung 115. Die Freigabe der Schlosszunge 105 erfolgt durch die Betätigung der Entriegelungstaste 112.

Die schematische Schnittdarstellung der Fig.8 zeigt einen beispielsweisen Aufbau eines Gurtschlosses 101, das mit einem erfindungsgemässen Magnetschalter 1 ausgestattet ist, der als Sensor für den Schliesszustand des Gurtschlosses 101 dient. Insbesondere zeigt die Fig. 8 den innerhalb des Gehäuses 102 angeordneten Verriegelungsmechanismus für die durch den Einführschlitz 111 eingeführte Schlosszunge 105. Der Verriegelungsmechnis- mus ist konventionell aufgebaut. Er umfasst einen Rahmen 104 mit einem geführten Auswerfer 107, der von einer Druckfeder 108 in Richtung des Einführschlitzes 111 vorgespannt ist. An seiner dem Einführschlitz 111 zugewandten Stirnseite weist der Auswerfer 107 eine Zungenaufnahme 109 auf. Die Schlosszunge 105 wird gegen die Federkraft der Druckfeder 108 in das Gehäuse 102 eingeführt. Sobald sie soweit eingeführt ist, dass die Zungenausnehmung 115 mit einer Aussparung 110 im Rahmen 104 fluchtet, bewegt sich ein an einer Wippe 117 angeordneter Verriegelungskörper 116 durch die Zungenausnehmung 115 in Richtung der Aussparung 110 und legt dabei die Schlosszunge 105 fest. Die Freigabe der Schlosszunge 105 erfolgt durch Betätigung der Entriegelungstaste 112 gegen die Federkraft einer Vorspannfeder 118. Dabei wird der Verriegelungskörper 116 aus der Zungenausnehmung 115 zurückgezogen, und der federbelastete Auswerf er 107 schiebt die Schlosszunge 105 in Richtung des Einführschlitzes 111. Gleichzeitig behindert der

Auswerfer 107 eine Bewegung des Verriegelungskörpers 116 in Richtung der Aussparung 110 im Rahmen 104.

Ein Magnetschalter 1, der beispielsweise die Bauweise des anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiels aufweist, ist unterhalb des Rahmens 104, beispielsweise im Bereich der Aussparung 110 für den Verrriegelungskörper 116 angeordnet. Der Magnetschalter 1 hat die Funktion eines Sensors für den Schliesszustand des Gurtschlosses 101. Je nachdem, ob die Gurtzunge 105 oder der Verriegelungskörper 116 ferromagnetisch, oder als Magnet ausgebildet sind oder einen Magneten beinhalten, kann mit dem Magnetschalter 1 die Lage der Gurtzunge 105 oder des Verriegelungskörpers 116 überwacht werden. Ist beispielsweise die Gurtzunge 105 ferromagnetisch ausgebildet oder selbst ein Magnet, übt sie bei der Annäherung an den Magnetschalter 1 die Funktion der Attraktorkomponente aus, die für änderung des Schaltzustands des Magnetschalters 1 verantwortlich ist. Nur

wenn die Gurtzunge 105 vollständig durch den Einführschlitz 111 eingeführt und vom Verriegelungskörper 116 in Position gehalten wird, wird die Lage der permanentmagnetischen Betätigungseinrichtung verändert und nimmt diese den zweiten Endzustand ein, in dem sie beispielsweise den Stromkreis unterbricht. Dadurch erlischt am Armaturenbrett beispielsweise das Warnlicht für das Anlegen des Sicherheitsgurtes. Bei einer Ausbildung des Magnetschalters als Mehrfachschalter kann zusätzlich beispielsweise ein Stromkreis geschlossen werden, der der Airbageinrichtung signalisiert dass ein Passagier angegurtet ist usw. Anstelle der Gurtzunge 105 kann auch der Verriegelungskörper 116 ferromagne- tisch ausgebildet oder ein Magnet sein oder einen solchen aufweisen, und für die über- wachung des Schliesszustandes des Gurtschlosses 101 herangezogen werden. Es können auch beide Bauteile 105, 116 ferromagnetisch ausgebildet oder Magnete sein. In einer weiteren Ausführungsvariante des Gurtschlosses ist der Auswerf er mit einem Magneten versehen, dessen Verschiebung beim Einführen der Schlosszunge die Umschaltung des Magnetschalters bewirkt.

Der erfindungsgemässe Magnetschalter ist sehr einfach aufgebaut, ist erschütterungsunempfindlich und sehr verschleissarm.




 
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