DE10020696A1 - Programmierbarer Drehschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren Drehschalter. Das zu lösende Problem besteht darin einen programmierbaren Drehschalter, wie etwa einen Nockenschalter, derart weiterzubilden, dass dieser in seiner Funktionalität auf einfache Weise veränderbar ist. Dazu umfaßt der Drehschalter eine drehbetätigbare Kontakteinrichtung (2) mit einem Eingang (2a) zum Anschluß einer Versorgungsspannung (U1) und mit mindestens einem Ausgang (2b) zum Anschluß eines Kodiermittels (4), wobei das Kodiermittel (4) einstellbar ist, derart, dass wahlweise unterschiedliche elektrische Ausgangsstufen (6) ansteuerbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren Drehschalter.

Aus dem Anwendungshandbuch der Firma Klöckner Moeller, "Automatisieren und Energie verteilen - Technische Informationen", 1991, Bestellangabe KM 01-2019, Seite 4/18-4/23, sind Nockenschalter bekannt. Diese Nockenschalter sind drehbetätigbar und weisen eine Schaltkammer auf, in der in gegenüberliegenden Wandungsbereichen druckbetätigbare Brückenkontakte angeordnet sind. Diese Brückenkontakte werden über Nockenscheiben betätigt. Dadurch, dass Nockenscheiben unterschiedlicher Kontur je nach gewünschter Anwendung einsetzbar beziehungsweise austauschbar sind, ist ein derartiger Nockenschalter in seiner Funktion programmierbar. Für eine Vielzahl von Anwendungen gibt es eine Vielzahl von Standardnockenschaltern. Wird eine Sonderapplikation gewünscht, wird diese in der Regel in einer Sonderanfertigung aufwendig vom Anbieter gefertigt. Bekannte Nockenschalter sind ferner in ihrer Anzahl von Schaltfunktionen zumindest physikalisch eingeschränkt, da mit der Anzahl von hintereinander geschalteten Schaltkammern auch die Betätigungskräfte für die Drehbetätigung steigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen programmierbaren Drehschalter zu schaffen, der die genannten Nachteile beseitigt und dessen Funktionen auf vereinfachte Weise zu verändern sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Durch die Realisierung der Kodiermittel als veränderbares Schaltelement, d. h. die einstellbare Festlegung in welcher Schaltstellung der Kontakteinrichtung welche Ausgangsstufe angesteuert wird, wird ein programmierbarer Drehschalter geschaffen, der eine erhöhte Funktionalität und eine einfachere Programmierung gewährleistet. Dadurch, dass die Betätigung einzelner Schaltelemente der Kontakteinrichtung durch mechanische Nocken entfällt, wird sichergestellt, dass unabhängig von der Anzahl der zu schaltenden Ausgangsstufen (Ausgangskontakte) eine gleichbleibende Stellkraft erhalten bleibt.

In einer bevorzugten Ausführung sind die Kodiermittel und/oder die Ausgangsstufen erweiterbar und/oder austauschbar. Durch die Erweiterung eines erfindungsgemäßen Drehschalters mit Kodiermitteln und/oder Ausgangsstufen kann der Drehschalter auf einfache Weise durch den Nichtfachmann erweitert und in seiner Funktionsvielfalt (Anzahl und Funktionalität der schaltbaren Ausgangskontakte) erweitert werden. Die vorzugsweise steckbaren Ausgangsstufen können durch die Verwendung von vorschaltbaren Funktionsblöcken in ihrer Funktion noch wesentlich erweitert werden. Derartige Funktionen sind zum Beispiel Anzeigen, Verzögerungen, Strommessung, Spannungsmessung, Leistungsmessung, galvanische Trennung (z. B. Optokoppler) oder dergleichen. Aufgrund der Austauschbarkeit der Kodiermittel, der Ausgangsstufen und der Funktionsblöcke sind auch defekte Teile einfach austauschbar.

Mit Vorteil ist die Kontakteinrichtung derart ausgebildet, dass eine mit dieser zusammenwirkende Handhabe bei Verstellung der Schaltpositionen die Schaltpositionen eines Nockenschalters gleicher Funktionalität nachbildet. Hierfür ist die Kontakteinrichtung vorzugsweise als Kontaktscheibe die mit einem drehbaren Kontaktelement zusammenwirkt ausgebildet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Drehschalter in schematischer Darstellung der Schaltungsanordnung;

Fig. 2a-d den schematischen Aufbau eines zuschaltbaren Funktionsblockes; und

Fig. 3 eine mögliche Bauteilanordnung des Drehschalters gemäß Fig. 1.

Nach Fig. 1 umfaßt ein erfindungsgemäßer programmierbarer Drehschalter eine drehbetätigbare Kontakteinrichtung 2 mit einem Eingang 2a zum Anschluß einer Versorgungsspannung U1 und mit mindestens einem Ausgang 2b zum Anschluß eines elektrischen Kodiermittels 4. Dabei ist das Kodiermittel 4 erfindungsgemäß einstellbar ausgebildet derart, dass durch unterschiedliche Einstellungen des Kodiermittels 4 unterschiedliche elektrische Ausgangsstufen 6 ansteuerbar sind. Die Kontakteinrichtung 2 umfaßt vorzugsweise eine Kodierscheibe 3 mit den Ausgängen 2b und ein, den Eingang 2a der Kontakteinrichtung 2 darstellendes, drehbetätigbares Kontaktmittel 5 (insbesondere Schleifkontakt). Je nach Schaltstellung der Kontakteinrichtung 2 wird die Versorgungsspannung U1 über den Eingang 2a auf einen der Ausgänge 2b geschaltet und von dort mit dem Eingang 4a des Kodiermittels 4 verbunden. Über den Eingang 4a des Kodiermittels 4 wird die Versorgungsspannung U1 je nach Einstellung des Kodiermittels 4 über einen oder mehrere seiner Ausgänge 4b auf eine elektrische Ausgangsstufe 6 geschaltet. Eine Vervielfachung der Kontakte zur Ansteuerung mehrerer Ausgangsstufen 6 mit einem Ausgang 4b eines Kodiermittelkontaktes ist durch anschließende Parallelschaltung zusätzlicher Kontakte 9 möglich.

Das Kodiermittel 4 ist vorzugsweise als DIL-Schalter oder DIP-Schalter (z. B. 12-polig) ausgeführt. Alternativ ist allerdings auch eine Ausführung als umschaltbarer oder programmierbarer Elektronikbaustein vorstellbar. Dann wäre die Einstellung der Kodiermittel 4 programmiertechnisch vorzunehmen.

Die Ausgangsstufen 6 sind mit Vorteil als Relais ausgebildet. Alternativ ist eine Ausführung als Halbleiterschalter, z. B. Transistor, Triac oder dergleichen realisierbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kodiermittel 4 und die Ausgangsstufen 6 austauschbar ausgebildet. Hierfür sind Steckplätze für die Aufnahme der tauschbaren Bausteine vorgesehen. Um Kontaktierungsprobleme zu vermeiden können die Bausteine zusätzlich über eine Rast- oder Schraubverbindung in ihren Steckplätzen fixiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung mit einer Vielzahl von Steckplätzen einerseits für weitere Kodiermittel 4 und andererseits für weitere Ausgangsstufen 6, so dass der erfindungsgemäße Drehschalter in seiner Funktionalität nahezu grenzenlos erweiterbar ist.

Für die Erweiterung der Kodiermittel 4 werden weitere Anschlüsse für DIL- Schalter bzw. deren Stecksockel vorinstalliert, z. B. auf einer Leiterplatte mit Leiterbahnen entsprechend im Layout berücksichtigt. Dabei ist jedem Kodiermittel 4 ein Ausgang 2b der Kontakteinrichtung 2 zugeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Ausgang 2b mit der Eingangsseite (Eingang 4a) eines DIL-Schalters verbunden, der dann wiederum ausgangsseitig mit einem oder mehreren seiner Ausgänge 4b ein Relais ansteuert. Hierfür ist der Eingang der jeweiligen Relaisspule mit dem Ausgang 4b des DIL-Schalters und der Ausgang der Relaisspule mit dem Bezugspotential der Versorgungsspannung U1 verbunden. So wird bei einer bestimmten Schaltstellung der Kontakteinrichtung 2 je nach Einstellung der DIL-Schalter keine, eine oder auch mehrere Ausgangsstufen 6 (hier z. B. Relais) angesteuert.

Der Drehschalter wird in der Regel durch eine übliche Handhabe 8, wie einen Knebelgriff betätigt. Die mit einer Antriebswelle 10 für den Antrieb der Kontakteinrichtung 2 zusammenwirkende Handhabe 8 bewegt den Schleifkontakt 5, der über die Kodierscheibe 3 (z. B. eine herkömmliche, vorzugsweise kreisförmige Kontakt- bzw. Leiterplatte) gleitet. Die Kontaktstellen (Ausgänge 2b) sind radial verteilt (Aufteilung nach festgelegten Winkelgraden) auf der Kodierscheibe 3 angeordnet derart, dass durch die mit dem Schleifkontakt 5 zusammenwirkende Handhabe 8 die Schaltstellungen der Handhabe eines Nockenschalters gleicher Funktionalität nachgebildet werden können. Hierfür wirkt eine vorzugsweise auswechselbare Nockenscheibe 12 mit der Antriebswelle 10 zusammen. Durch Austausch der Kodierscheibe 3 (mit einer gewünschten Anzahl von Ausgängen 2b) und Verwendung einer zugehörigen Nockenscheibe 12 kann der erfindungsgemäße Nockenschalter problemlos auch bezüglich seiner Anzahl von Schaltpositionen erweitert werden.

Fig. 2a-2d zeigt den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Ausgangsstufe 6 in Verbindung mit einem vorgeschalteten Funktionsblock 7. Da sowohl der Funktionsblock 7 als auch die Ausgangsstufe 6 austauschbar, insbesondere steckbar, ausgebildet sind ist eine nachträgliche Erweiterung des erfindungsgemäßen Drehschalters oder eine Reparatur defekter Einheiten problemlos durch den Anwender selbst möglich. Ein derartiger Funktionsblock 7 kann die verschiedensten Funktionen beinhalten. So z. B. als Verzögerungsstufe, Timer, Zähler, Anzeige, galvanische Trennung, Strommesser, Spannungsmesser, Leistungsmesser oder dergleichen. Je nach Aufbau des Drehschalters, kann der Funktionsblock in einer einfachsten Ausführung eine einfache Leitungsbrücke (Fig. 2b) beinhalten. Andererseits könnte dieser Funktionsblock dann auch ganz entfallen und die Ausgangsstufe unmittelbar in die für den Funktionsblock 7 vorgesehenen Steckplatz eingebracht werden.

In der dargestellten Ausführung gemäß Fig. 3 wirkt die Antriebswelle 10 zur definierten Schaltstellung der Kontakteinrichtung 2 über zumindest einen Nocken mit einer mechanischen Nockenscheibe 12 zusammen. Mit Vorteil ist die Nockenscheibe 12 ebenfalls auswechselbar ausgeführt. Eine gewünschte Rastung für die Einstellung der Schaltwinkel ist über den Einsatz einer entsprechenden Nockenscheibe 12 wählbar.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So ist in einer Weiterbildung der Erfindung der Drehschalter mit automatischer Betätigung vorgesehen. Hierfür wird die Nockenscheibe 12 oder die Kodierscheibe 3 oder die, die Antriebswelle 10 über einen Elektromotor 14 angetrieben. Der Einsatz einer Rutschkupplung wäre hierbei empfehlenswert. Auf diese Weise kann auch einfach ein Schrittschaltwerk realisiert werden.

Bezugszeichenliste

2

Kontakteinrichtung

2

a Eingang (Kontakteinrichtung)

2

b Ausgang (Kontakteinrichtung)

3

Kodierscheibe

4

Kodiermittel

4

a Eingang (Kodiermittel)

4

b Ausgang (Kodiermittel)

5

Kontaktmittel (Schleifkontakt)

6

Ausgangsstufe

7

Funktionsblock

8

Handhabe

9

zusätzliche Kontakte

10

Antriebswelle

12

Nockenscheibe

14

Elektromotor

Claims (13)

1. Programmierbarer Drehschalter mit einer Antriebswelle (10), umfassend eine drehbetätigbare elektrische Kontakteinrichtung (2) mit einem Eingang (2a) zum Anschluß einer Versorgungsspannung (U1) und mit mindestens einem Ausgang (2b) zum Anschluß eines Kodiermittels (4), wobei das Kodiermittel (4) einstellbar ist derart, dass in Abhängigkeit von der Einstellung der Kodiermittel (4) unterschiedliche Ausgangsstufen (6) ansteuerbar sind.

2. Programmierbarer Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kodiermittel (4) als elektrisches Schaltelement, insbesondere DIL-Schalter, ausgebildet ist.

3. Programmierbarer Drehschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kodiermittel (4) auswechselbar, insbesondere steckbar, ausgebildet ist.

4. Programmierbarer Drehschalter, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steckplätze für Kodiermittel (4) vorhanden sind.

5. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausgangsstufe (6) als Relais ausgebildet ist.

6. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausgangsstufe (6) als Halbleiter insbesondere als Transistor oder Triac ausgebildet ist.

7. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steckplätze für Ausgangsstufen (6) vorhanden sind.

8. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor jede Ausgangsstufe (6) ein insbesondere wechselbarer Funktionsblock (7) vorschaltbar ist.

9. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) der Kontakteinrichtung (2) über einen Elektromotor (14) automatisch antreibbar ist.

10. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (2) einen Schleifkontakt (5) und eine vorzugsweise auswechselbare Kodierscheibe (3) umfaßt.

11. Programmierbarer Drehschalter nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge (2b) der Kontakteinrichtung (2) umfänglich verteilt auf der Kodierscheibe (3) angeordnet sind.

12. Programmierbarer Drehschalter nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Ausgänge (2b) in bestimmten Winkelgraden erfolgt derart, dass durch eine mit dem drehbetätigbaren Schleifkontakt (5) zusammenwirkende Handhabe (8) die Positionen eines Nockenschalters gleicher Funktionalität nachbildbar sind.

13. Programmierbarer Drehschalter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) mit einer insbesondere wechselbaren Nockenscheibe (12) wirkverbunden ist und die Nockenscheibe (12) mit Rastmitteln zusammenwirkt um eine definierte Schaltstellung der Kontakteinrichtung (2) zu gewährleisten.