DE1181778B

DE1181778B - Electrical switching device for the periodic opening and closing of circuits with the aid of a rotating disk provided with permanent magnets

Info

Publication number: DE1181778B
Application number: DEM37317A
Authority: DE
Inventors: Glenn Arthur Reese
Original assignee: Magnavox Co
Current assignee: Philips North America LLC
Priority date: 1957-04-15
Filing date: 1958-04-11
Publication date: 1964-11-19
Also published as: GB884397A; GB884396A; US2945931A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H 02 cBoarding school Class: H 02 c

Deutsche KL: 21c-40/01 German KL: 21c -40/01

Nummer: 1181 778Number: 1181 778

Aktenzeichen: M 37317 VIII d / 21 cFile number: M 37317 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 11. April 1958Filing date: April 11, 1958

Auslegetag: 19. November 1964Opening day: November 19, 1964

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung zum periodischen öffnen und Schließen von Stromkreisen mit Hilfe einer mit Dauermagneten versehenen umlaufenden Scheibe und magnetisch gesteuerten, ruhend angeordneten Schutzrohrkontakten, insbesondere für Digitalrechenmaschinen, oder auch für Geräte, die zeitliche Verläufe anzeigen.The invention relates to an electrical switching device for periodic opening and closing of electrical circuits with the help of a rotating disc with permanent magnets and magnetically controlled, stationary protective tube contacts, in particular for digital computing machines, or also for devices that display chronological progressions.

Derartige Schalteinrichtungen sind an sich bekannt. Sie benutzen entweder feststehende Magnetfelder, zwischen denen sich eine rotierende, das Feld beeinflussende Scheibe befindet, die von einem Motor angetrieben wird, oder man versetzt den Magneten selbst in Umdrehung.Such switching devices are known per se. You either use fixed magnetic fields, between which there is a rotating disc that influences the field and is driven by a motor is driven, or you set the magnet itself in rotation.

Es ist auch bereits eine periodisch wirkende Zündeinrichtung bekanntgeworden, bei der ein magnetisches Feld zwischen zwei Wänden aufgebaut wird, die einen kontinuierlichen Luftspalt umschließen. Durch eine Unstetigkeitsstelle im Luftspalt, deren örtliche Lage sich mit der Drehung der einen Wand ändert, werden Feldänderungen hervorgerufen, welche die Zündvorrichtung betätigen.A periodically acting ignition device has also become known in which a magnetic Field is built up between two walls that enclose a continuous air gap. By a point of discontinuity in the air gap, the local position of which changes with the rotation of one wall changes, field changes are caused which actuate the ignition device.

Aus der Technik der Steuerung des Programms von elektrischen Schweißmaschinen ist auch schon eine elektrische Schalteinrichtung bekannt, die ohne mechanische Kontaktberührung arbeitet und eine Programmscheibe verwendet. Die Programmscheibe steuert die Kraftlinien eines Elektromagneten, der so angeordnet ist, daß, je nach Anordnung der Aussparungen, der Magnetkreis geschlossen oder geöffnet ist. Bei dieser vorbekannten Steuereinrichtung erfolgt die Sperrung und Entsperrung der Entladungsstrecken durch eine Schaltvorrichtung mit mechanischer Kontaktgabe, die Steuerung der Größe des Stromes der Entladungsstrecken dagegen durch lichtelektrische oder magnetische Kontaktgabe.From the technique of controlling the program of electric welding machines is also already an electrical switching device known that works without mechanical contact and one Program disk used. The program disc controls the lines of force of an electromagnet that does so it is arranged that, depending on the arrangement of the recesses, the magnetic circuit is closed or opened is. In this previously known control device, the discharge paths are blocked and unblocked by a switching device with mechanical contact, the control of the size the current of the discharge paths, on the other hand, through photoelectric or magnetic contact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schalteinrichtung zu schaffen, die nicht nur die Erzielung hoher Schaltfrequenzen ermöglicht, sondern auch mit extrem hoher Genauigkeit und Betriebssicherheit arbeitet, so daß sie beispielsweise als Synchronisiervorrichtung, insbesondere für Impulse in Rechengeräten dienen kann.The invention is based on the object of providing an electrical switching device that does not only enables the achievement of high switching frequencies, but also with extremely high accuracy and operational reliability works, so that it can be used, for example, as a synchronizing device, especially for pulses can serve in computing devices.

Die Erfindung geht zur Lösung der gestellten Aufgabe von einer elektrischen Schalteinrichtung der obenerwähnten Art aus; ihr wesentlichstes Merkmal besteht darin, daß auf der Scheibe ein von zwei radial angeordneten Wänden gebildeter Luftspalt, in den die Schutzrohrkontakte berührungsfrei hineinragen, vorgesehen ist und daß das zwischen diesen Wänden aufgebaute magnetische Feld eine Verschiebung in mindestens einer bestimmten Lage innerhalb des Luftspaltes erfährt. Dabei wird vorzugsweise in demThe invention is based on the solution of the problem posed by an electrical switching device of the type mentioned above; their most important feature is that one of two radially on the disc arranged walls formed air gap into which the protective tube contacts protrude without contact, is provided and that the magnetic field built up between these walls is a shift in experiences at least one specific position within the air gap. It is preferably in the

Elektrische Schalteinrichtung zum
periodischen öffnen und Schließen von
Stromkreisen mit Hilfe einer mit Dauermagneten versehenen umlaufenden ScheibeElectrical switching device for
periodic opening and closing of
Circuits with the help of a rotating disc with permanent magnets

Anmelder:Applicant:

The Magnavox Company, Fort Wayne, Ind.The Magnavox Company, Fort Wayne, Ind.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Glenn Arthur Reese, Canoga Park, Calif.Glenn Arthur Reese, Canoga Park, Calif.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 15. April 1957 (652 968)V. St. v. America April 15, 1957 (652 968)

Luftspalt ein magnetisches Feld mit Hilfe eines oder mehrerer Permanentmagnete aufgebaut.Air gap a magnetic field is built up with the help of one or more permanent magnets.

Die elektrische Schalteinrichtung nach der Erfindung kann überall dort mit Vorteil Verwendung finden, wo ein Takt- oder Zeitgeber benötigt wird, um in äußerst exakt einzuhaltenden Zeitpunkten einen Stromkreis einzuschalten oder ein Stromkreiselement,The electrical switching device according to the invention can be used anywhere with advantage, where a clock or timer is required in order to be able to operate in extremely precise times To switch on a circuit or a circuit element,

z. B. eine Elektronenröhre, einen Transistor oder eine Magnetspule zu betätigen.z. B. to operate an electron tube, a transistor or a solenoid.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet sind die Multiplexschaltungen oder Wähleinrichtungen für Telephonie und Telegraphic Dort gelangen bekanntlieh stets mehrere Schalteinheiten oder Schaltelemente zur Anwendung, und die einzelnen Schalteinheiten müssen bei jeder Umdrehung der den magnetischen Fluß in dem Luftspalt erzeugenden magnetischen Teile mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit und äußerster Exaktheit nacheinander betätigt werden. Bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes liegt dann jeder einzelne Schalter in einem besonderen Stromkreis, und dieser wird in dem betreffenden Augenblick, geschlossen, in welchem das Schaltelement betätigt wird, d. h. die Stromkreise werden in ganz bestimmten zeitlichen Abständen geschlossen oder geöffnet, und der Erfindungsgegen-Another important field of application are the multiplex circuits or dialing devices for Telephony and Telegraphics As is well known, there are always several switching units or switching elements to use, and the individual switching units must be used with each revolution of the magnetic Magnetic parts generating flux in the air gap at an extremely high speed and with the utmost precision they can be operated one after the other. When using the subject matter of the invention, each individual switch is then in a special circuit, and this is closed at the relevant moment in which the Switching element is actuated, d. H. the circuits are closed at very specific time intervals or opened, and the object of the invention

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stand arbeitet dann als Folgeschalter für extrem hohe Schalthäufigkeit und bei absoluter Exaktheit der Einhaltung der Zeitintervalle.stand then works as a sequence switch for extremely high switching frequencies and with absolute accuracy of compliance the time intervals.

Im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen elektrischen Schalteinrichtungen dieser Art kann die neue Schalteinrichtung nach der Erfindung mit Schalthäufigkeiten von 30 000 bis 100 000 Schaltungen je Sekunde und mehr arbeiten.In contrast to the previously known electrical switching devices of this type, the new switching device according to the invention with switching frequencies of 30,000 to 100,000 operations work per second and more.

Ein besonderes Merkmal des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Änderungen des rotierenden Magnetfeldes, welche die Schalter betätigen, außerordentlich exakt lokalisiert und sehr scharf begrenzt werden können. Diese Tatsache ermöglicht eine Ausgestaltung der Schalteinrichtung nach der Erfindung mit einem ganz exakten Verhältnis zwischen den momentanen Winkelstellungen des rotierenden Magnetfeldes und der entsprechenden Betätigung der einzelnen Schalter. Dies wiederum ermöglicht eine genaue zeitliche Staffelung der Schalterbetätigungen. Diese genaue zeitliche Staffelung ist aber gerade eine wesentliche Anforderung, die heutzutage an zyklisch wirkende Mehrfachschalter gestellt wird.A special feature of the subject invention is that the changes in the rotating Magnetic field, which operate the switch, localized extremely precisely and very sharply limited can be. This fact enables a design of the switching device according to the Invention with a very exact relationship between the instantaneous angular positions of the rotating Magnetic field and the corresponding actuation of the individual switches. This in turn enables an exact staggering of the switch actuations. This exact time graduation is but this is precisely one of the essential requirements that are nowadays placed on cyclically acting multiple switches will.

Ein anderes Erfordernis an derartige Schalteinrichtungen besteht in der hohen Geschwindigkeit der Schaltvorgänge bei Vermeidung der Erzeugung unerwünschter Störsignale und anderer momentaner Interferenzerscheinungen. Unerwünschte Signale werden im allgemeinen durch Kontaktprellungen und unerwünschte Störschwingungen der Anker in den Schaltern hervorgerufen. Die neue Schalteinrichtung arbeitet mit zwangläufiger Betätigung der einzelnen Schalter, ohne daß den Schaltern Schwingungen aufgedrückt werden, so daß unerwünschte Geräusche als Nebenerscheinungen zu dem Schaltvorgang vermieden werden. Im übrigen können ohne weiteres besondere Dämpfungseinrichtungen vorgesehen werden. So kann z. B. jeder einzelne Schalter mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllt werden, um jede Neigung zu unterdrücken, daß der Schalteranker zusätzliche Schwingungen ausführt und unerwünschte Geräusche erzeugt.Another requirement of such switching devices is the high speed of the Switching operations while avoiding the generation of undesired interference signals and other momentary signals Interference phenomena. Unwanted signals are generally caused by contact bruises and caused undesired parasitic oscillations of the armature in the switches. The new switchgear works with forced actuation of the individual switches without the switches being subjected to vibrations so that undesirable noises as side effects of the switching process are avoided will. In addition, special damping devices can easily be provided. So z. B. each individual switch can be filled with a hydraulic pressure medium to each To suppress the tendency that the switch armature carries out additional vibrations and undesirable Generates noises.

Vom mechanischen Standpunkt aus gesehen, hat die Schalteinrichtung nach der Erfindung die besonders vorteilhaften Eigenschaften einer verhältnismäßig geringen Abnutzung, woraus sich eine extrem lange Lebensdauer und ein verhältnismäßig sehr langer störungsfreier Betrieb ergeben; überdies ist die Anordnung verhältnismäßig einfach und billig im Aufbau und im Betrieb.From the mechanical point of view, the switching device according to the invention has the particular advantageous properties of relatively low wear, which results in an extremely result in a long service life and a relatively very long trouble-free operation; moreover is the Arrangement relatively simple and inexpensive to construct and operate.

In der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Schaltanordnung nach der Erfindung zeigt, istIn the drawing, which shows an embodiment of the switching arrangement according to the invention, is

F i g. 1 eine Seitenansicht einer praktisch ausgeführten Schalteinrichtung nach der Erfindung in etwas verkleinertem Maßstab; sie zeigt die Einrichtung mit einem Antriebsmotor zur Erzeugung der gewünschten Drehbewegung eines magnetischen Feldes mit dem Ziel, eine Anzahl einzelner in der Schaltanordnung enthaltener Schaltelemente oder Schalteinheiten nacheinander zu betätigen.F i g. 1 is a side view of a practically executed Switching device according to the invention on a slightly reduced scale; she shows the facility with a drive motor to generate the desired rotary motion of a magnetic field with the aim of a number of individual switching elements or switching units contained in the switching arrangement to be operated one after the other.

F i g. 2 ist eine Ansicht auf die Schalteinrichtung von oben in gleichem Maßstab wie F i g. 1; sie zeigt ein Paar ringförmiger Teile, die so zueinander angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen ringförmigen Luftspalt begrenzen. Die Figur zeigt ferner eine Anzahl von Magneten, die einen magnetischen Fluß in dem Luftspalt erzeugen, der die einzelnen Schaltelemente betätigt, die in verschiedenen Winkelstellungen zueinander ringsherum in den Ringspalt hineinragen.F i g. 2 is a view of the switching device from above on the same scale as FIG. 1; she shows a pair of annular parts which are arranged to each other so that there is an annular between them Limit the air gap. The figure also shows a number of magnets that have a magnetic flux in generate the air gap that actuates the individual switching elements in different angular positions protrude towards each other all around into the annular gap.

F i g. 3 ist die Ansicht eines Teilschnitts nach Linie 3-3 der F i g. 2; sie zeigt die Anordnung der Magnete, die zur Erzeugung des Flusses in dem ringförmigen Luftspalt dienen.F i g. 3 is a partial sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2; it shows the arrangement of the Magnets that are used to generate the flux in the annular air gap.

F i g. 4 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, teilweise in nur als Andeutung zu wertender Umrißlinie und gegenüber den Darstellungen der F i g. 1 und 2F i g. Figure 4 is a view, partly in section, partly in outline for indicative purposes only and compared to the representations of FIG. 1 and 2

ίο in größerem Maßstab eines einzelnen in der Schaltanordnung benutzten Schaltelementes oder Schalters in seiner räumlichen Anordnung zu einem der Magnete nach F i g. 2.ίο on a larger scale of an individual in the switching arrangement used switching element or switch in its spatial arrangement to one of the magnets according to FIG. 2.

F i g. 5 a und 5 b sind bruchstückartige Draufsichten, die schematisch die Wirkung eines Ankers in dem Schaltelement nach F i g. 4 wiedergeben, und zwar in dem Augenblick, in dem der magnetische Fluß in dem Luftspalt zum Verschwinden gebracht ist, derart, daß der Anker zwischen den ersten und zweiten festen Kontakten in der Schalteinheit betätigt wird.F i g. 5 a and 5 b are fragmentary plan views showing schematically the action of an anchor in the switching element according to FIG. 4 at the moment when the magnetic Flux in the air gap is made to disappear, such that the anchor between the first and second fixed contacts in the switching unit is actuated.

Die Schalteinrichtung enthält in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als besonders wichtiges Bestandteil einen Elektromotor 10, der auf einer Grundplatte 12 steht und im allgemeinen ein Synchronmotor ist. Er besitzt eine Antriebswelle 14, die praktisch in vertikaler Richtung nach oben herausragt und mit einer Drehscheibe 16 fest verbunden ist, um dieser eine rotierende Bewegung zu erteilen. Die Drehscheibe 16 liegt in einer horizontalen Ebene und besteht aus einem nicht magnetischen Material, z. B. aus Aluminium. Der Durchmesser der Drehscheibe kann größenordnungsmäßig 228 mm betragen.
Die Drehscheibe 16 trägt ein Paar ringförmigei Teile 18 und 20. Diese Teile sind im Abstand voneinander angeordnet und liegen außerdem in der gleichen Ebene und konzentrisch zueinander; sie sind femer in einem bestimmten vertikalen Abstand von der Drehscheibe 16 angeordnet. Eine Anzahl von Blöckchen, die z. B. aus Aluminium hergestellt sein können und mit 22 bezeichnet sind, sind einerseits an der Drehscheibe, andererseits an den entsprechenden ringförmigen Teilen 18 bzw. 20 befestigt. Diese Blöckchen verbinden die ringförmigen Teile 18 und 20 starr mit der Drehscheibe 16, und die ringförmigen Teile liegen in einer Ebene oberhalb der Drehscheibe und parallel zu dieser.In the exemplary embodiment shown, the switching device contains, as a particularly important component, an electric motor 10, which stands on a base plate 12 and is generally a synchronous motor. It has a drive shaft 14 which projects upwards practically in the vertical direction and is firmly connected to a turntable 16 in order to give it a rotating movement. The turntable 16 lies in a horizontal plane and consists of a non-magnetic material, e.g. B. made of aluminum. The diameter of the turntable can be of the order of 228 mm.
The turntable 16 carries a pair of annular parts 18 and 20. These parts are spaced from one another and are also in the same plane and concentric with one another; they are also arranged at a certain vertical distance from the turntable 16. A number of blocks, e.g. B. can be made of aluminum and are denoted by 22, are attached on the one hand to the turntable, on the other hand to the corresponding annular parts 18 and 20, respectively. These blocks connect the annular parts 18 and 20 rigidly to the turntable 16, and the annular parts lie in a plane above and parallel to the turntable.

Die ringförmigen Teile 18 und 20 können aus magnetischem Material, beispielsweise aus kalt gewalztem Stahl, bestehen. Sie begrenzen einen Ringspalt 24 zwischen der äußeren Kante am Umfang des Teils 18 und der nach innen weisenden Begrenzungslinie am Umfang des Teils 20. Der Teil 18 kann beispielsweise einen inneren Durchmesser von 160,02 mm und einen äußeren Durchmesser von 190,50 mm haben, während der ringförmige Teil 20 einen inneren Durchmesser von 196,85 und einen äußeren Durchmesser von 220,98 mm haben kann.The annular parts 18 and 20 can be made of magnetic material, for example cold rolled Steel. They delimit an annular gap 24 between the outer edge on the periphery of the part 18 and the inwardly pointing boundary line on the periphery of the part 20. The part 18 can, for example have an inner diameter of 160.02 mm and an outer diameter of 190.50 mm, while the annular portion 20 has an inner diameter of 196.85 and an outer diameter of 220.98 mm.

Es ist klar, daß die Motorwelle bei sich drehendem Motor 10 die Drehscheibe 16 in Umdrehung versetzt, die ihrerseits den radial angeordneten Wänden 18 und 20 eine Drehbewegung erteilt.It is clear that when the motor 10 is rotating, the motor shaft rotates the turntable 16 offset, which in turn gives the radially arranged walls 18 and 20 a rotary movement.

Der ringförmige Teil 18 besitzt eine Reihe von Ausnehmungen 26, die in Form von Nuten in seinen äußeren Umfang hineingeschnitten sind. Jede dieser Ausnehmungen erstreckt sich in axialer Richtung längs der Peripherie der Wand 18, und jede einzelne Ausnehmung hat eine ganz bestimmte radiale Tiefe.The annular part 18 has a series of recesses 26 in the form of grooves in his are cut into the outer circumference. Each of these recesses extends in the axial direction along the periphery of the wall 18, and each individual recess has a specific radial depth.

Diese Ausnehmungen sind in ganz bestimmten Winkelstellungen zueinander am Umfang der Wand 18 verteilt.These recesses are in very specific angular positions to one another on the circumference of the wall 18 distributed.

Eine Anzahl U-förmiger Permanentmagnete, z. B. 28 in F i g. 3, sind mit Hilfe von Schrauben, beispielsweise den Schrauben 30 in F i g. 3, auf der Drehscheibe 16 fest angebracht. Diese Permanentmagnete sind so angeordnet, daß sie den Winkelstellungen der Ausnehmungen 26 in der Umfangslinie des ringförmigen Teiles 18 entsprechen; je ein solcher Permanentmagnet ist für je eine Ausnehmung vorgesehen. Jeder U-förmige Magnet 28 hat ein Paar im Abstand voneinander angeordnete parallele Schenkel, die von der Drehscheibe 16 aus nach oben ragen und mit den Wänden 18 bzw. 20 zum Zusammenwirken kommen. Der eine Schenkel stellt einen Südpol, der andere einen Nordpol dar. Die Schenkel können mit Hilfe eines Paares von Schrauben 34 an die Ringe 18 bzw. 20 angeschraubt werden.A number of U-shaped permanent magnets, e.g. B. 28 in FIG. 3, are using screws, for example the screws 30 in FIG. 3, firmly attached to the turntable 16. These permanent magnets are arranged so that they the angular positions of the recesses 26 in the circumferential line of the annular Part 18 correspond; such a permanent magnet is provided for one recess. Each U-shaped magnet 28 has a pair of spaced apart parallel legs, which protrude upward from the turntable 16 and interact with the walls 18 and 20, respectively come. One leg represents a south pole, the other a north pole. The legs can be screwed to rings 18 and 20, respectively, using a pair of screws 34.

Die Permanentmagnete 28 sind in radialer Richtung gegenüber den radial angeordneten Teilen 18 und 20 versetzt, so daß der zu dem Teil 20 gehörige Schenkel nach innen und von diesem Teil weg verschoben ist und in den ringförmigen Spalt 24 hineinragt. In ähnlicher Weise trifft der mit dem anderen Teil 18 verbundene Schenkel diesen Teil genau am Grunde der entsprechenden Ausnehmung 26 in diesem Teil.The permanent magnets 28 are opposite the radially arranged parts 18 in the radial direction and 20 offset, so that the leg belonging to the part 20 is displaced inwards and away from this part and protrudes into the annular gap 24. Similarly, the one with the other meets Part 18 connected legs this part exactly at the bottom of the corresponding recess 26 in this Part.

Die Permanentmagnete 28 wirken mit den Teilen 18 und 20 in dem Sinne zusammen, daß sie einen magnetischen Fluß in dem ringförmigen Luftspalt 24 erzeugen. Die Feldlinien des resultierenden magnetischen Feldes verlaufen in radialer Richtung von dem Teil 20 aus, der den Nordpol bildet, zu dem Teil 18, der den Südpol bildet.The permanent magnets 28 cooperate with the parts 18 and 20 in the sense that they one generate magnetic flux in the annular air gap 24. The field lines of the resulting magnetic Field run in the radial direction from the part 20, which forms the north pole, to the Part 18, which forms the South Pole.

Die Tatsache, daß die Permanentmagnete 28 in der dargestellten Weise nach innen versetzt sind und die Anordnung der Ausnehmungen 26 in der äußeren Umfangslinie des Teils 18 ergeben genau definierte und exakt lokalisierte Verschiebungen oder Änderungen des magnetischen Flusses in dem Luftspalt 24 in den Bereichen der einzelnen Ausnehmungen 26. Werden daher die Drehscheibe 16 und die Teile 18 und 20 mit ihren zugehörigen Magneten durch den Motor 10 in Umdrehung versetzt, dann rotiert auch der resultierende Fluß in dem ringförmigen Luftspalt 24.The fact that the permanent magnets 28 are offset inwardly as shown and the arrangement of the recesses 26 in the outer circumferential line of the part 18 result in precisely defined ones and precisely located shifts or changes in the magnetic flux in the air gap 24 in the areas of the individual recesses 26. Therefore, the turntable 16 and the parts 18 and 20 with their associated magnets set in rotation by the motor 10, then rotates also the resulting flow in the annular air gap 24.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, ragt der Oberteil des Motors 10 durch eine feststehende Grundplatte 50 hindurch, und die Drehscheibe 16 sowie die Teile 18 und 20. sind für die Zwecke der freien Drehbewegung auf der nach oben liegenden Seite der Grundplatte angeordnet. Die Grundplatte 50 bildet einen geeigneten Stützteil für eine Anzahl stationärer Schutzrohrkontakte 52, die in den Ringspalt 24 nach F i g. 2 hineinragen. Jeder Kontakt 52 ist an einem S-förmigen Halter 54 befestigt, der seinerseits z. B. mit Hilfe von zwei Schrauben 56 an der Grundplatte festgeschraubt ist. Die Kontakte 52 sind in bestimmten Winkelabständen am Umfang der Drehscheibe 16 verteilt. Es ist klar, daß ebensoviel einzelne Kontakte 52 vorgesehen sein müssen als aufeinanderfolgende Schaltvorgänge je Umdrehung der Drehscheibe 16 und der Teile 18 und 20 gewünscht werden.As shown in FIG. 1 can be seen, the upper part of the motor 10 protrudes through a fixed base plate 50 through it, and the turntable 16 and the parts 18 and 20 are for the purpose of free rotation arranged on the upward side of the base plate. The base plate 50 forms a suitable support part for a number of stationary protective tube contacts 52, which in the annular gap 24 after F i g. 2 protrude. Each contact 52 is attached to an S-shaped holder 54, which in turn z. B. is screwed tightly to the base plate with the aid of two screws 56. The contacts 52 are in certain Distributed angular distances on the circumference of the turntable 16. It is clear that there are just as many individual contacts 52 must be provided as successive switching operations per revolution of the turntable 16 and parts 18 and 20 are desired.

Die einzelnen Teile eines Schutzrohrkontaktes 52 sind in F i g. 4 wiedergegeben. Das Schaltelement kann unter anderem aus einem röhrenförmigen äußeren Gehäuse 58 bestehen, das vorzugsweise aus nichtmagnetischem, aber elektrisch leitendem Werkstoff, z. B. Messing, hergestellt is^t. Das Schaltelement oder die Schaltereinheit ist so angeordnet, daß das Gehäuse vertikal nach unten in den ringförmigen Luftspalt 24 nach F i g. 2 hineinragt. In dem Gehäuse 58 befindet sich ein Anker 60 aus magnetischem Material, z. B. aus weichem Eisen. Der Anker ist gegen axiale Bewegungen mit Hilfe eines elastischen Drahtes 62 festgehalten, der in einer Richtung vorgespannt oder gebogen ist, so daß der Kontaktteil 60 α an dem Anker 60 einen der festen Kontakte 68 oder 70 berührt. Andererseits kann der elastische Draht 62 eine Mittelstellung einnehmen, in der sein Kontaktteil 60 a keinen der beiden festen Kontakte 68 oder 70 berührt. Dieser Draht greift vom unteren Teil des Ankers in einen Zapfen 64 aus weichem Eisen ein, der am Boden des röhrenförmigen Gehäuses 58 mit Preßsitz in das Gehäuse eingesetzt ist.The individual parts of a protective tube contact 52 are shown in FIG. 4 reproduced. The switching element may, inter alia, consist of a tubular outer housing 58, which is preferably made of non-magnetic, but electrically conductive material, e.g. B. Brass, made is ^ t. The switching element or the switch unit is arranged so that the housing vertically downwards into the annular air gap 24 according to FIG. 2 protrudes. In the housing 58 there is an armature 60 made of magnetic material, e.g. B. made of soft iron. The armature is held against axial movements by means of an elastic wire 62 which is pretensioned or bent in one direction so that the contact part 60 α on the armature 60 contacts one of the fixed contacts 68 or 70. On the other hand, the elastic wire 62 can assume a central position in which its contact part 60 a does not touch either of the two fixed contacts 68 or 70. This wire engages from the lower part of the armature in a soft iron pin 64 which is press-fit into the housing at the bottom of the tubular housing 58.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, wird der Anker 60 von dem Draht in dem Gehäuse ,58 so gehalten, daß er in radialer Richtung nach rückwärts und nach vorn relativ zu dem Gehäuse bewegt werden kann. Da der Anker aus magnetischem Material besteht, reagiert er auf äußere magnetische Felder, die durch das nichtmagnetische Gehäuse 58 eindringen; diese Felder sind es dann, die den Anker in der einen oder anderen Richtung bewegen. Bei der dargestellten Ausführungsform verjüngt sich der Anker nach oben und besitzt dort den Kontaktteil 60 a an seinem äußersten Ende. Dieser Kontaktteil besteht beispielsweise aus 24karätigem Gold.As can be seen from the drawing, the armature 60 is held by the wire in the housing 58 so that that it can be moved in the radial direction backwards and forwards relative to the housing can. Since the armature is made of magnetic material, it reacts to external magnetic fields, which penetrate through the non-magnetic housing 58; it is these fields that are the anchor move in one direction or the other. In the embodiment shown, the tapers Armature upwards and there has the contact part 60 a at its outermost end. This contact part consists of 24 carat gold, for example.

Das röhrenförmige Gehäuse 58 kann einen inneren Durchmesser in der Größenordnung von 1,701 und einen äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 2,108 mm haben. Der nachgiebige Draht 62 kann z.B. ein Stück Klaviersaitendraht von 0,254 mm Durchmesser sein. Der Anker 60 kann in seinem unteren Teil z. B. einen Durchmesser von 2,413 mm haben, und sein Kontaktteil 60 α kann einen Durchmesser von 0,635 mm und eine Länge von 1,270 mm haben.The tubular housing 58 may have an inner diameter on the order of 1.701 and an outer diameter on the order of 2.108 mm. The resilient wire 62 can be, for example, a length of piano wire 0.254 mm in diameter. The anchor 60 can in its lower part, for. B. have a diameter of 2.413 mm, and its contact part 60 α can have a diameter of 0.635 mm and a length of 1.270 mm.

Der Schutzrohrkontakt 52 wird von dem Halter 54 in solcher Lage in dem Luftspalt 24 gehalten, daß der Nordpol eines jeden U-förmigen Magneten 28 in einer Entfernung von etwa 0,355 mm an dem Anker vorbeiläuft, wenn die Drehscheibe 16 in Umdrehung versetzt wird. Das Gehäuse 58 besitzt einen Oberteil 66, der z. B. aus einem elektrisch leitenden, nichtmagnetischen Material, z. B. Messing, besteht. Das Paar feststehender Kontaktträger 68 und 70 ist voneinander isoliert in einer Kunststoffisoliermasse 72 in diesem Teil gehalten. Diese, Kontaktstützen greifen durch die Kunststoffmasse hindurch und erstrecken sich in paralleler Lage so nach unten, daß sie auf entgegengesetzten Seiten des Ankerkontaktteiles 60 a in das Gehäuse hineinragen.The protective tube contact 52 is held by the holder 54 in the air gap 24 such that the north pole of each U-shaped magnet 28 passes the armature at a distance of about 0.355 mm when the turntable 16 is set in rotation. The housing 58 has an upper part 66 which, for. B. made of an electrically conductive, non-magnetic material, e.g. B. brass. The pair of fixed contact carriers 68 and 70 are insulated from one another in a plastic insulating compound 72 in this part. These contact supports reach through the plastic compound and extend in a parallel position downward so that they protrude into the housing on opposite sides of the armature contact part 60 a.

Jeder der beiden festen Kontakte 68 und 70 kann aus 24karätigem Gold bestehen, und sie können einen Durchmesser von beispielsweise 0,812 mm haben. Die Kontaktstützen können ungefähr auf eine Länge von 2,381 mm unter der plastischen Masse 72 herausragen, und ihr eigentlicher Kontaktbereich kann abgeplattet sein, so daß er eine Breite von un-Each of the two fixed contacts 68 and 70 can and can be made of 24 carat gold have a diameter of, for example, 0.812 mm. The contact supports can approximately on one Length of 2.381 mm protrude below the plastic mass 72, and its actual contact area can be flattened so that it is un-

gefahr 1,143 mm hat. Die erforderlichen elektrischen Verbindungen können über passende äußere Klemmen an den festen Kontakten 68 und 70 hergestellt sein. Die elektrische Verbindung zu demrisk 1.143 mm. The required electrical Connections can be made to fixed contacts 68 and 70 via appropriate external terminals be. The electrical connection to the

Anker 60 ist über eine Klemme 74 hergestellt. Die Klemme 74 ist an dem Gehäuseteil 66 befestigt. Die elektrische Verbindung mit dem Anker 60 verläuft durch die elektrisch leitenden Gehäuseteile 66 und 58 und durch den Zapfen 64 sowie durch den Draht 62 bis zu dem Anker 60.Anchor 60 is made via a clamp 74. The clamp 74 is attached to the housing part 66. the electrical connection to the armature 60 extends through the electrically conductive housing parts 66 and 58 and through the pin 64 and through the wire 62 to the anchor 60.

Es ist ohne weiteres klar, daß der Anker 60, wenn er unter dem Einfluß eines äußeren magnetischen Feldes eine Bewegung ausführt, mit dem einen oder wird und daß eine Schwerkraft von etwa 1 g wenig Einfluß auf einen derartigen Kontaktdruck haben könnte.It is readily apparent that the armature 60, when under the influence of an external magnetic Field executes a movement with the one or becomes and that a gravity of about 1 g little Could have influence on such a contact pressure.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß sämtliche Streuflüsse innerhalb des Luftspaltes zwischen den radial angeordneten Wänden 18 und 20 erzeugt werden. Dies ergibt sich wiederum aus der in sich geschlossenen Form dieser Teile 18 und 20. Da also nur verhältnismäßig sehr kleine Streuflüsse inAnother advantage arises from the fact that all leakage fluxes are within the air gap between the radially arranged walls 18 and 20 are generated. This in turn results from the in closed form of these parts 18 and 20. Since only relatively very small leakage fluxes in

dem anderen festen Kontakt 68 oder 70 in Beruh- io den Raum außerhalb der Teile 18 und 20 gelangen rung kommt. können, können auch elektrische Leitungen und ma-the other fixed contact 68 or 70 come into contact with the space outside of the parts 18 and 20 tion is coming. can, electrical cables and ma-

Das Gehäuse 58 ist vorzugsweise mit einer hydrau- gnetisch empfindliche Geräte in unmittelbarer Nähe lischen Flüssigkeit gefüllt, um unerwünschte Schwin- der Schalteinrichtung verlegt bzw. aufgestellt werden, gungen des Ankers 60 zu verhindern und eine aus- ohne daß unerwünschte Signale in der Leitung bzw. reichende Dämpfung für das Schaltelement zu er- 15 in den magnetisch empfindlichen Geräten induziert zielen. werden.The housing 58 is preferably in close proximity to a hydraulically sensitive device liquid filled in order to avoid unwanted vibrations of the switching device being relocated or set up, avoidance of armature 60 and an out- without unwanted signals in the line or sufficient damping for the switching element to be induced in the magnetically sensitive devices aim. will.

Ist das Schaltelement 52 in den ringförmigen Spalt 24 nach F i g. 2 eingesetzt, dann befindet sich der Kontakt 60λ in der in Fig. 5a gezeichneten Stellung, d. h. also in Berührung mit dem festen Kontakt 70. Dies ist die Folge des in dem Luftspalt 24 erzeugten magnetischen Flusses. Jedesmal, wenn einer der Magnete 28 bei einer Drehung der gesamten Schalteinrichtung an dem Schutzrohrkontakt 52 vorbeiläuft, verursacht die Verschiebung oder Änderung des Flusses infolge des Vorhandenseins einer Ausnehmung 26 und der versetzten Anordnung des Magneten 28 eine Bewegung des Ankers 60 in die Berührungslage mit dem festen Kontakt 68 unter Lösung des Kontaktes mit dem festen Kontakt 70.If the switching element 52 is in the annular gap 24 according to FIG. 2 is inserted, then the Contact 60λ in the position shown in Fig. 5a, d. H. that is, in contact with the fixed contact 70. This is the result of the air gap 24 generated magnetic flux. Every time one of the magnets 28 rotates the entire Switching device passes the protective tube contact 52, causes the shift or change of the flow due to the presence of a recess 26 and the staggered arrangement of the Magnet 28 a movement of the armature 60 in the contact position with the fixed contact 68 under Release of contact with fixed contact 70.

Infolgedessen bringt bei rotierender Schalteinrichtung ein Magnet jedesmal, wenn eine Ausnehmung 26 und der dazugehörige Magnet an einem Schutzrohrkontakt vorbeistreicht, den Anker aus der einen Betriebslage in die andere Betriebslage. Jeder Schalter der Gesamtheit von Schutzrohrkontakten 52 kann während jeder Umdrehung der Drehscheibe 16 je nach Anzahl der Ausnehmungen 26 und der mit diesen Ausnehmungen in Verbindung stehenden Permanentmagnete 28 beliebig oft betätigt werden.As a result, when the switching device rotates, a magnet brings a recess every time 26 and the associated magnet brushes past a protective tube contact, the armature from one Operating position in the other operating position. Each switch of the totality of protective tube contacts 52 can during each revolution of the turntable 16 depending on the number of recesses 26 and the number with these Permanent magnets 28 connected to recesses can be actuated as often as desired.

Wie oben bereits erwähnt, erzeugen die Ausnehmung 26 und die gegeneinander versetzten Magnete 28 exakt lokalisierte und genau definierte Verschiebungen oder Änderungen des magnetischen Flusses in dem Luftspalt 24, so daß die Betätigung der Schaltelemente genauestens geregelt und auch zeitlich eingestellt werden kann. Darüber hinausgehend erfolgt die Betätigung der einzelnen Schalter zwangläufig, und die Schalteranker sind auch keinen unerwünschten Schwingungen ausgesetzt. Infolgedessen sind Störgeräusche auf ein Mindestmaß herabgesetzt und man erzielt jeweils einen scharf definierten Schaltvorgang.As already mentioned above, the recess 26 and the mutually offset magnets produce 28 precisely localized and precisely defined shifts or changes in the magnetic flux in the air gap 24, so that the actuation of the switching elements is precisely controlled and also in terms of time can be adjusted. In addition, the activation of the individual switches is inevitable, and the switch armatures are also not exposed to any undesired vibrations. Consequently disturbing noises are reduced to a minimum and a sharply defined one is achieved in each case Switching process.

Die Schalteinrichtung nach der Erfindung besitzt aber auch noch eine ganze Anzahl zusätzlicher Vorteile. So ergibt sich z. B. ein besonderer Vorteil aus der Tatsache, daß die Schalteinrichtung nicht nur in einer horizontalen Ebene, sondern auch in jeder beliebigen anderen Ebene verwendet werden kann. Dieser Vorteil ergibt sich daraus, daß der Anker 60 durch eine Kraft in der Größenordnung von 50 bis 100 Gramm gegen die Kontakte 68 und 70 gedrücktThe switching device according to the invention also has a number of additional advantages. So z. B. a particular advantage from the fact that the switching device is not only in a horizontal plane, but can also be used in any other plane. This The advantage arises from the fact that the armature 60 by a force on the order of 50 to 100 grams pressed against contacts 68 and 70

Claims

Patent claims:

1. Electrical switching device for periodically opening and closing circuits with With the help of a rotating disc with permanent magnets and magnetically controlled, stationary protective tube contacts, in particular for digital calculators, and / or Devices displaying temporal progressions, characterized in that on the disc (16) an air gap (24) formed by two radially arranged walls (18, 20) into which the protective tube contacts (52) protrude without contact, is provided and that between these walls built-up magnetic field a shift in at least one specific position within of the air gap.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that a in the air gap (24) magnetic field is built up with the help of one or more permanent magnets.

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the protected Switch contacts are assigned an armature (60) which reacts to the changes in the magnetic flux responds to a selective effect between the contact part (60 a) on the armature and a to bring about a fixed contact (68 or 70).

4. Switching device according to claim 3, characterized in that the protected switch contacts (52) contain a housing (58) made of non-magnetic material and the armature (60) resiliently on a component (62), e.g. B. a wire is attached, such that at least one the fixed contacts (68) under the influence of the change in the magnetic flux stands.

5. Switching device according to claim 4, characterized in that the housing (58) with a Liquid is filled in order to prevent undesired oscillations of the armature (60).

Considered publications: German patent specifications No. 711 553, 628 014, 757, 958 971, 833 974, 699 682, 702 083.

1 sheet of drawings