DE4221625C1 - Electrical switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap or steering column - has Hall component and ferromagnetic shield assigned to housing base and cover - Google Patents
Electrical switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap or steering column - has Hall component and ferromagnetic shield assigned to housing base and coverInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem vom Patent 41 26 345 umfaßten Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.The present invention is based on that of the patent 41 26 345 included the generic term of the main claim electrical switch off.
Derartige elektrische Schalter sind dafür vorgesehen, einen elektrischen Stromkreis mit möglichst geringer Schalthysterese genau ein- bzw. auszuschalten. Solche elektrische Schalter sind z. B. für die verschiedensten Funktionen in Kraftfahrzeugen vorgesehen und werden dabei z. B. als Drosselklappenschalter, Lenkstockschalter und Getriebeschalter mit nachgeschalteter Elektronik usw. eingesetzt.Such electrical switches are intended for one electrical circuit with the lowest possible switching hysteresis switch on or off exactly. Such electrical switches are e.g. B. for various functions in motor vehicles provided and are z. B. as a throttle switch, Steering column switch and gear switch with downstream Electronics etc. used.
Durch die DE 33 33 497 A1 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender elektrischer Schalter bekanntgeworden. Die beiden Dauermagneten sind in einem mehrteiligen Gehäuse angeordnet und liegen sich mit den dieselbe Polarisierung aufweisenden Polen mit Abstand gegenüber. Zwischen diesen Polen der beiden Dauermagneten ist ein Hall-Schaltbaustein angeordnet. Der erste Dauermagnet ist am Betätigungsglied des Schalters befestigt und der zweite Dauermagnet ist justierbar am Gehäuse gehalten. Der Abstand zwischen dem zweiten Dauermagneten und dem Hall-Schaltbaustein wird bei diesem elektrischen Schalter über ein als Stellschraube ausgebildetes Stellmittel justiert, wobei der zweite Dauermagnet direkt an der Stellschraube festgelegt ist. Zur Ansteuerung des Hall-Schaltbausteines wird der erste Dauermagnet über das Betätigungsglied parallel zu der ihm zugeordneten Hauptfläche in den Meßbereich des Hall- Schaltbausteines hineinbewegt. Bei einem derartig ausgebildeten elektrischen Schalter wird der erste am Betätigungsglied befestigte Dauermagnet somit Stück für Stück in den als Erfassungskegel ausgebildeten Meßbereich des Hall- Schaltbausteines hineingeschoben. Da jedoch der Erfassungskegel von Hall-Schaltbausteinen in seiner Wirkausdehnung nicht unerheblichen Toleranzen unterliegt, kann es dazu kommen, daß die Schalthysteresen solcher elektrischer Schalter gleicher Produktion von Schalter zu Schalter relativ unterschiedlich ausfallen und daß auch die Schaltpunkte der einzelnen elektrischen Schalter dadurch nur recht aufwendig genau eingestellt werden können.DE 33 33 497 A1 is a preamble of the Main claim corresponding electrical switch known. The two permanent magnets are in one multi-part housing arranged and lie with the poles with the same polarization at a distance across from. Between these poles is the two permanent magnets a Hall switch module arranged. The first permanent magnet is attached to the actuator of the switch and the second Permanent magnet is adjustable on the housing. The distance between the second permanent magnet and the Hall switching module is used as a Adjusting screw trained adjusting means, the second permanent magnet is fixed directly on the set screw. The first one is used to control the Hall switch module Permanent magnet over the actuator parallel to it assigned main area in the measuring range of the Hall Switch module moved into it. With such a trained electrical switch becomes the first on the actuator attached permanent magnet piece by piece in the as Detection cone-shaped measuring range of the Hall Switch module inserted. However, since the capture cone of Hall switch modules in its effective expansion is subject to insignificant tolerances, it can happen that the switching hysteresis of such electrical switches the same Production from switch to switch relatively different fail and that the switching points of each electrical switch only very complex can be adjusted.
Dem Gegenstand nach dem Patent 41 28 345 liegt die Aufgabe zugrunde, einen eine kleine Schalthysterese aufweisenden elektrischen Schalter der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß sich der Schaltpunkt der einzelnen elektrischen Schalter auf einfache Art und Weise genau einstellen läßt und elektrische Schalter gleicher Produktion von Schalter zu Schalter eine möglichst gleich geartete kleine Schalthysterese aufweisen. Zusätzlich zu dieser bereits durch die Merkmale des Patentes 41 26 345 bewältigten Aufgabe sollen durch ferromagnetisches Material bzw. durch magnetische Störgrößen von außen auf den Schalter und damit auf die Schalthysterese bzw. auf die Schaltpunkte einwirkende Einflüsse weitestgehend ausgeschaltet werden. The object of the patent 41 28 345 is the task on the basis of a switching hysteresis electrical switch of the type mentioned above to further develop that the switching point of each electrical switch in a simple and accurate way can be set and electrical switches of the same production from switch to switch a small one of the same type as possible Have switching hysteresis. In addition to this already through the features of the patent 41 26 345 task accomplished by ferromagnetic material or by magnetic External disturbances on the switch and thus on the Switching hysteresis or influences acting on the switching points are largely switched off.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the Main claim specified features solved.
Ein solcher elektrischer Schalter ist gegenüber einem Schalter nach dem Patent 41 26 345 deshalb besonders vorteilhaft, weil ein voll abgeglichener elektrischer Schalter, ohne daß negative Auswirkungen eintreten, auch an Befestigungsstellen plaziert werden kann, die aus ferromagnetischem Material bestehen bzw. in dessen Nähe Bauteile aus ferromagnetischem Material angeordnet sind.Such an electrical switch is opposite a switch according to the patent 41 26 345 particularly advantageous because a fully balanced electrical switch with no negative Effects occur, also placed at fastening points can be made of ferromagnetic material or nearby components made of ferromagnetic material are arranged.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigenFurther advantageous embodiments of the invention Subject matter are specified in the subclaims and are based on one shown in the drawing Embodiment explained in more detail. Show
Fig. 1 einen Vollschnitt durch einen elektrischen Schalter, Fig. 1 is a full sectional view of an electrical switch,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen elektrischen Schalter gemäß der Linie A-A der Fig. 1. Fig. 2 shows a section through an electrical switch according to the line AA in FIG. 1.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist ein solcher elektrischer Schalter ein aus einem Gehäusegrundkörper 1 und Gehäusedeckel 2 bestehendes, aus Kunststoff hergestelltes Gehäuse auf. Die Bodenwand 18 des Gehäusegrundkörpers 1 ist jedoch aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. In dem Gehäuse ist zwischen einem ersten an einem Betätigungsglied 3 gehaltenen Dauermagneten 4 und einem zweiten als Abgleichmittel dienenden Dauermagneten 5 ein analoge oder digitale Signale abgebender Hall-Schaltbaustein 6 angeordnet.As can be seen from the drawing, such an electrical switch has a housing made of plastic consisting of a housing base body 1 and housing cover 2 . However, the bottom wall 18 of the basic housing body 1 is made of a ferromagnetic material. In the housing, an analog or digital signal-emitting Hall switching module 6 is arranged between a first permanent magnet 4 held on an actuator 3 and a second permanent magnet 5 serving as a balancing means.
Das aus Kunststoff hergestellte Betätigungsglied 3 des elektrischen Schalters ist im wesentlichen stößelartig ausgebildet. Seitlich weist dieses Betätigungsglied 3 einen nasenförmigen Ansatz 3a auf, in dem eine erste für den ersten Dauermagneten 4 vorgesehene Aufnahmekammer 7 eingeformt ist. Der erste Dauermagnet 4 ist als runder Stabmagnet ausgebildet und mit seiner Mittelachse auf das Zentrum der zugewandten Hauptfläche des Hall-Schaltbausteines 6 ausgerichtet. Damit liegt die Stirnfläche des ersten Dauermagneten 4 dem als Erfassungskegel ausgebildeten Meßbereich des Hall- Schaltbausteines 6 direkt gegenüber. Der erste Dauermagnet 4 befindet sich somit permanent im Meßbereich des Hall- Schaltbausteines 6, so daß sich Toleranzen der Wirkausdehung nicht auf die Schalthysterese bzw. den Schaltpunkt auswirken. Gegen die Federkraft einer Schraubendruckfeder 8 ist das Betätigungsglied 3 auf übliche Art und Weise längsverschiebbar im Gehäuse gehalten.The actuator 3 of the electrical switch made of plastic is essentially designed like a plunger. Laterally, this actuator 3 has a nose-shaped projection 3 a, in which a first receiving chamber 7 provided for the first permanent magnet 4 is formed. The first permanent magnet 4 is designed as a round bar magnet and is aligned with its central axis to the center of the facing main surface of the Hall switching module 6 . The end face of the first permanent magnet 4 is thus directly opposite the measuring range of the Hall switching component 6, which is designed as a detection cone. The first permanent magnet 4 is thus permanently in the measuring range of the Hall switching module 6 , so that tolerances of the effective expansion do not affect the switching hysteresis or the switching point. Against the spring force of a helical compression spring 8 , the actuating member 3 is held in the housing in the usual manner in a longitudinally displaceable manner.
Der Hall-Schaltbaustein 6 ist als sogenanntes Hall-IC ausgebildet und in einer zweiten in den Gehäusegrundkörper 1 eingeformten Aufnahmekammer 9 ortsfest gehalten. Die als Anschlußbeinchen ausgeführten Anschlußkontakte 10 des Hall- Schaltbausteines 6 sind an ihren freien Enden elektrisch leitend mit den Leiterbahnen einer ortsfest im Gehäusegrundkörper 1 gehaltenen Leiterplatte 11 verbunden. Außerdem sind mehrere aus dem Gehäuse nach außen geführte Anschlußstifte 12 elektrisch leitend an die Leiterbahnen der Leiterplatte 11 angeschlossen. Damit über die Anschlußstifte 12 keine Kräfte auf die Anschlußstellen der Leiterplatte 11 übertragen werden, sind in die Anschlußstifte 12 Fanglöcher 13 eingebracht, in die an den Gehäusedeckel 2 angeformte Dome 14 eingreifen. Die freien Enden der Dome 14 greifen zur positionsgenauen Befestigung der Anschlußstifte 12 am Gehäuse darüberhinaus in entsprechende Ausnehmungen 15 des Gehäusegrundkörpers 1 ein.The Hall switching module 6 is designed as a so-called Hall IC and is held stationary in a second receiving chamber 9 molded into the basic housing body 1 . The connecting contacts 10 of the Hall switching component 6, which are designed as connecting pins, are connected at their free ends in an electrically conductive manner to the conductor tracks of a circuit board 11 held stationary in the basic housing body 1 . In addition, a plurality of connecting pins 12 which are led outward from the housing are electrically conductively connected to the conductor tracks of the printed circuit board 11 . So that no forces are transmitted to the connecting points of the circuit board 11 through the terminal pins 12, 12 catch holes 13 are introduced, engage the integrally formed on the housing cover 2 dome 14 in the pins. The free ends of the domes 14 also engage in corresponding recesses 15 in the basic housing body 1 for the positionally accurate attachment of the connecting pins 12 to the housing.
In Betätigungsrichtung des Betätigungsgliedes 3 hinter der zweiten Aufnahmekammer 9 für den Hall-Schaltbaustein 6 ist eine dritte Aufnahmekammer 16 in den Gehäusegrundkörper 1 eingeformt. In dieser dritten Aufnahmekammer 16 ist der zweite, als Abgleichmittel dienende Dauermagnet 5 einstellbar gehalten. Auch der zweite Dauermagnet 5 ist durch die Anordnung in seiner Aufnahmekammer 16 mit seiner Mittelachse auf das Zentrum der zugewandten Hauptfläche des Hall-Schaltbausteines 6 ausgerichtet. Damit liegt die Stirnfläche des zweiten Dauermagneten 5 dem Meßbereich des Hall-Schaltbausteines 6 direkt gegenüber, so daß die beiden Dauermagneten 4, 5 achsausgerichtet im Gehäuse des elektrischen Schalters angeordnet sind. Der zweite Dauermagnet 5 ist mit einer als Stellschraube ausgebildeten, das Stellmittel 17 bildenden Kunststoffmasse umspritzt. In der dritten Aufnahmekammer 16 ist ein entsprechendes Gewinde eingeformt, so daß der Abstand zwischen dem zweiten Dauermagenten 5 und dem Hall- Schaltbaustein 6 über eine einfache Drehbewegung genau eingestellt werden kann. Durch die Einstellung des Abstandes zwischen dem zweiten Dauermagneten 5 und dem Hall- Schaltbaustein 6 ergibt sich gleichzeitig der genaue Schaltpunkt des elektrischen Schalters, d. h. ein Schalten des Hall-Schaltbausteines 6 erfolgt immer dann, wenn das Betätigungsglied 3 mit dem ersten Dauermagneten 4 um einen bestimmten genau definierten Betrag in Richtung auf den Hall- Schaltbaustein 6 verschoben worden ist. Eine Rückführung des Betätigungsgliedes 3 in seine Ausgangslage erfolgt dann, wenn die Betätigungskraft vom Betätigungsglied 3 genommen wird und sich die zugeordnete Schraubendruckfeder 8 entspannt. Bei der Rückführung des Betätigungsgliedes 3 erfolgt ein erneutes Schalten des Hall-Schaltbausteines 6, und zwar immer dann, wenn das Betätigungsglied 3 die beim Niederdrücken des Betätigungsgliedes 3 zum Schalten des Hall-Schaltbausteines 6 führende Position um einen sehr kleinen Betrag (Schalthysterese) überschritten hat.In the direction of actuation of the actuating member 3, behind the second receiving chamber 9 for the Hall switching module 6 , a third receiving chamber 16 is molded into the basic housing body 1 . In this third receiving chamber 16 , the second permanent magnet 5 serving as a balancing means is held adjustable. The arrangement of the second permanent magnet 5 in its receiving chamber 16 also has its central axis aligned with the center of the facing main surface of the Hall switch module 6 . So that the end face of the second permanent magnet 5 is directly opposite the measuring range of the Hall switch module 6 , so that the two permanent magnets 4, 5 are arranged axially aligned in the housing of the electrical switch. The second permanent magnet 5 is extrusion-coated with a plastic compound formed as an adjusting screw and forming the adjusting means 17 . A corresponding thread is formed in the third receiving chamber 16 , so that the distance between the second permanent magnet 5 and the Hall switching module 6 can be set precisely by a simple rotary movement. By adjusting the distance between the second permanent magnet 5 and the Hall switching module 6 , the exact switching point of the electrical switch is obtained at the same time, that is, the Hall switching module 6 is switched whenever the actuator 3 with the first permanent magnet 4 by a certain amount precisely defined amount has been moved in the direction of the Hall switching module 6 . The actuator 3 is returned to its starting position when the actuating force is taken from the actuator 3 and the associated helical compression spring 8 relaxes. On return of the actuator 3, a re-shift of the Hall switch block 6 is carried out, namely, whenever the actuator has passed the leading upon depression of the actuator 3 for switching the Hall switch block 6 position by a very small amount (hysteresis) 3 .
Der Gehäusegrundkörper 1 besteht - wie bereits beschrieben - im wesentlichen aus einem magnetisch unwirksamen Kunststoff, wobei die Bodenwand 18 jedoch aus einem ferromagnetischen Material besteht. Die Bodenwand 18 dient somit gleichzeitig als Abschirmmittel. Die Bodenwand 18 kann dabei z. B. als ein mit zumindest in Teilbereichen mit dem Kunststoffmaterial des Gehäusegrundkörpers 1 umspritztes Blechteil ausgebildet sein. Es besteht aber z. B. auch die Möglichkeit, den Gehäusegrundkörper 1 durch ein Mehrmaterial-Spritzverfahren herzustellen, wobei nur das Kunststoffmaterial der Bodenwand 18 mit ferromagnetischen Teilchen durchsetzt ist. Von außen auf den elektrischen Schalter einwirkende Einflüsse durch in der Nähe des elektrischen Schalters befindliches ferromagnetisches Material bzw. von außen einwirkende magnetische Störgrößen werden somit wirkungsvoll abgeschirmt.As already described, the basic housing body 1 consists essentially of a magnetically ineffective plastic, but the bottom wall 18 consists of a ferromagnetic material. The bottom wall 18 thus simultaneously serves as a shielding means. The bottom wall 18 can, for. Example, be formed as a sheet metal part which is overmolded with the plastic material of the housing basic body 1 at least in partial areas. But there is z. B. also the possibility of producing the housing base body 1 by a multi-material injection molding method, only the plastic material of the bottom wall 18 being interspersed with ferromagnetic particles. Influences which act on the electrical switch from the outside due to ferromagnetic material located in the vicinity of the electrical switch or magnetic disturbances which act from the outside are thus effectively shielded.
Der elektrische Schalter ist an seinen Einbauort so zu befestigen, daß dem ferromagnetischen Material bzw. den magnetischen Störgrößen der Gehäusegrundkörper 1 mit seinem Bodenteil 18 zugewandt ist.The electrical switch is to be fastened to its installation location in such a way that the base part 18 of the housing basic body 1 faces the ferromagnetic material or the magnetic disturbance variables.
Selbstverständlich kann als Abschirmmittel aber auch ein aus einem ferromagnetischen Material bestehendes Blech in den Gehäusegrundkörper 1 eingelegt sein. An den Stellen, wo elektrisch leitende Bauteile, wie z. B. Anschlußstife 12 zur Anlage an das Abschirmmittel kommen, sind entsprechende Isolierschichten aufgebracht, so daß es nicht zu Fehlfunktionen des elektrischen Schalters kommen kann. Weil die Einstellung der Schalthysterese bzw. der Schaltpunkte bei vollständig montiertem elektrischen Schalter durch ein Verdrehen des Stellmittels 17 erfolgt, werden auch alle durch das ferromagnetische Abschirmmittel (Bodenwand 18 des Gehäusegrundkörpers 1) auftretenden Einflüsse mit abgeglichen, so daß die einmal eingestellte Schalthysterese bzw. die einmal eingestellten Schaltpunkte relativ unverändert bestehen bleiben.Of course, a shield consisting of a ferromagnetic material can also be inserted into the basic housing body 1 as a shielding means. At the points where electrically conductive components, such as. B. pins 12 come to rest on the shielding means, appropriate insulating layers are applied so that there can be no malfunction of the electrical switch. Because the setting of the switching hysteresis or the switching points is carried out by turning the adjusting means 17 when the electrical switch is fully installed, all the influences which occur due to the ferromagnetic shielding means (bottom wall 18 of the basic housing body 1 ) are also compared, so that the switching hysteresis or the set value once set switching points remain relatively unchanged.
Es ist somit ein elektrischer Schalter entstanden, der sich aus besonders wenigen, kostengünstig herzustellenden Bauteilen zusammensetzt. Durch die geringe Anzahl von beweglichen Bauteilen ist darüberhinaus ein elektrischer Schalter entstanden, der über hohe Stellungswechselzahlen zuverlässig die einmal eingestellte Schalthysterese bzw. die einmal eingestellten Schaltpunkte genau einhält. Durch das ferromagnetische Abschirmmittel (Bodenteil 18 des Gehäusegrundkörpers 1) ist der elektrische Schalter zusätzlich gegenüber von außen auf die Schalthysterese bzw. Schaltpunkte einwirkenden Einflüsse von ferromagnetischen Bauteilen bzw. gegen von außen einwirkende magnetische Störgrößen wirkungsvoll abgeschirmt.An electrical switch has thus arisen which is composed of a particularly small number of components which can be produced inexpensively. Due to the small number of moving components, an electrical switch has also been created, which reliably maintains the switching hysteresis or switching points once set via high position change numbers. By means of the ferromagnetic shielding means (base part 18 of the basic housing body 1 ), the electrical switch is additionally effectively shielded against influences of ferromagnetic components acting on the switching hysteresis or switching points from the outside or against magnetic disturbance variables acting from the outside.
Um einen möglichst hohen Schutz gegen von außen einwirkende elektromagnetische Störgrößen (EMV) zu erreichen, können dem Gehäuse des elektrischen Schalters selbstverständlich mehrere aus ferromagnetischem Material bestehende Abschirmmittel der unterschiedlichsten Ausbildungen zugeordnet sein. So können, um einen Rundumschutz zu gewährleisten, z. B. der Gehäusegrundkörper 1 und der Gehäusedeckel 2 aus ferromagnetischem Material bestehen. Selbstverständlich können mehrere, als Einzelteile angebrachte Abschirmmittel zur Erhöhung der Abschirmung miteinander leitend verbunden und an ein Potential, z. B. Masse, angeschlossen sein. Zur Unterdrückung spezieller Störgrößen können selbstverständlich für das Abschirmmittel, die dazu dem Fachmann bekannten, besonders geeigneten Materialien eingesetzt werden. Dabei kann das Abschirmmittel auch aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien aufgebaut sein.In order to achieve the highest possible protection against external electromagnetic disturbances (EMC), the housing of the electrical switch can of course be assigned several shielding means made of ferromagnetic material of the most varied designs. So to ensure all-round protection, e.g. B. the housing body 1 and the housing cover 2 are made of ferromagnetic material. Of course, several shielding means attached as individual parts can be conductively connected to one another to increase the shielding and connected to a potential, e.g. B. ground, be connected. To suppress special disturbance variables, it is, of course, possible to use the particularly suitable materials known to the person skilled in the art for the shielding means. The shielding means can also be constructed from several layers of different materials.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924221625 DE4221625C1 (en) | 1991-08-09 | 1992-07-01 | Electrical switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap or steering column - has Hall component and ferromagnetic shield assigned to housing base and cover |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914126345 DE4126345C1 (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Electric switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap, steering column or drive - assigns permanent magnets of same polarity to both ends of Hall element, one magnet being connected to adjustable actuator and other adjustable for balancing control |
| DE19924221625 DE4221625C1 (en) | 1991-08-09 | 1992-07-01 | Electrical switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap or steering column - has Hall component and ferromagnetic shield assigned to housing base and cover |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4221625C1 true DE4221625C1 (en) | 1993-04-01 |
Family
ID=25906201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19924221625 Expired - Lifetime DE4221625C1 (en) | 1991-08-09 | 1992-07-01 | Electrical switch suitable for motor vehicle e.g. throttle flap or steering column - has Hall component and ferromagnetic shield assigned to housing base and cover |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE4221625C1 (en) |
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Legal Events
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| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4126345 Format of ref document f/p: P |
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| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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| 8330 | Complete disclaimer |