DE10304985B3

DE10304985B3 - Schaltgerät

Info

Publication number: DE10304985B3
Application number: DE2003104985
Authority: DE
Inventors: Gerald Kroening
Original assignee: Mentor GmbH and Co Praezisions Bauteile KG
Current assignee: MENTOR GMBH & CO. PRAEZISIONS-BAUTEILE KG, 40699 ER
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2023-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein manuell betätigbares Schaltgerät mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines mit einer Auswerteelektronik (6) gekoppelten, auf Annäherung bzw. Berührung ansprechenden Sensors (9), wobei das Gehäuse in Form eines topfförmigen, auf einer Montageplatte (3) feststehend befestigbaren Betätigungsknopfes (1) ausgebildet ist, entlang dessen Mantelfläche (8) eine Vielzahl von mit der Auswerteelektronik (6) gekoppelten Sensoren (9) angeordnet ist, wobei die Auswerteelektronik (6) bei aufeinanderfolgender Betätigung der Sensoren (9) anspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf Schaltpulten, an Frontplatten von elektrischen bzw. elektronischen Schaltgeräten oder -schränken werden häufig Ein- und Ausschalter gegebenenfalls mit Potentiometerfunktion verwendet, die einen Drehknopf mit einer Betätigungswelle als Betätigungsorgan umfassen, wobei der Drehknopf auf einer Montageplatte drehbar angeordnet, die Betätigungswelle durch die Montageplatte hindurchgeführt und rückseitig von der Montageplatte mit einer entsprechenden Schalteinrichtung verbunden ist.
Ferner ist es bekannt, den Drehknopf nicht über eine Betätigungswelle, sondern berührungslos mit der Schalteinrichtung zu koppeln.

So ist aus DE 199 36257 A1 ein berührungssensitiver Mehrfachdrehknopf bekannt, der aus mehreren konzentrisch angeordneten Drehknöpfen besteht, die jeweils mit Berührungssensoren versehen sind, so daß nur die Drehung des erfaßten Drehknopfes ausgewertet wird.

Aus US 5 450 075 A ist ein Schaltgerät für ein Musikmischpult mit einem drehbaren Betätigungsknopf bekannt, der eine Vielzahl von an seiner Stirnseite mündenden Bohrungen für Lichtleiter aufweist, die von LED's illuminierbar sind. Die LED's selbst sind über eine berührungssensitive Steuerung ansteuerbar. Aus GB 2 361 292 A ist ein Schaltgerät bekannt, mit dem zwei Parameter durch zwei übereinander angeordnete, unabhängig voneinander drehbare und berührungssensitive Teile eines Knopfes variierbar sind.

Aus US 6 188 332 B1 ist ein Schaltgerät mit einem hohlen Drehknopf bekannt, an dessen Innenwandung ein magnetisches Material mit abwechselnder Polarität bzw. abschnittweise angebracht ist, das von einem entsprechenden Sensor beim Drehen des Drehknopfes abtastbar ist, wobei die dadurch gewonnenen Signale elektronisch ausgewertet werden.

Aus DE 199 47 529 A1 ist eine Kodiervorrichtung mit einem drehbaren Druckknopf bekannt, wobei über zwei optische Gabeln entsprechend der Drehrichtung des Druckknopfes phasenverschobene, analoge, elektrische Signale an eine Auswerteeinheit geliefert werden.

Aus DE 36 05 088 C2 ist ein Schaltgerät mit einem Drehknopf bekannt, dessen Abweichung von einer Null-Lage eine erste Steuergröße und dessen Winkelgeschwindigkeit und -richtung eine zweite Steuergröße liefert. Hierbei sind konzentrisch zur Drehachse des Drehknopfes eine Ringspule und eine mit dieser in magnetischer Wirkverbindung stehende Bremsscheibe angeordnet, die mit dem Drehknopf bis auf eine vorbestimmte Winkelabweichung drehfest verbunden ist. Die Steuergrößen werden von einer Verarbeitungselektronik an ein zu steuerndes Gerät unter Rückmeldung an den Bedienenden durch Erregen der Ringspule weitergegeben.

Nachteilig ist bei allen diesen Geräten allerdings, daß die Betätigungsorgane abfallen und damit verloren gehen können, oder daß Dichtigkeitsprobleme gegenüber Staub bzw. Feuchtigkeit aufgrund der Bohrung für die Betätigungswelle zu einem Ausfall führen können, zumal zur Betätigung zwischen dem Drehknopf und der Montageplatte ein Spalt vorzusehen ist.

Außerdem sind Näherungsschalter bekannt, die ein Gehäuse zur Aufnahme eines mit einer Auswerteelektronik gekoppelten, auf Annäherung bzw. Berührung ansprechenden Sensors umfassen. Diese Näherungsschalter dienen jedoch allgemein zu Überwachungsaufgaben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das die Funktion eines Drehknopfschalters hat, ohne daß der Knopf drehbar ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird ein manuell betätigbares Schaltgerät mit einem Betätigungsknopf geschaffen, der die Funktion eines Drehknopfes aufweist, jedoch feststehend montiert wird. Hierdurch kann der Betätigungsknopf normalerweise weder verloren gehen, noch zu Undichtigkeiten führen. Außerdem sind die Gestaltungsmöglichkeiten gegenüber bekannten Drehknöpfen wesentlich erweitert.

Bei dem Drehknopf handelt es sich um einen solchen mit einer Stirnfläche und einer senkrecht dazu umlaufend verlaufenden Mantelfläche, allgemein hier als topfförmig bezeichnet, bei dem es sich sowohl um einen topfzylindrischen als auch um einen Knebelknopf handeln kann. Gegebenenfalls kann auch ein Zeigerelement an die Mantelfläche angeformt sein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Betätigungsknopfs für ein manuell betätigbares Schaltgerät.
2 zeigt eine Draufsicht auf den Betätigungsknopf von 1.
3 zeigt schematisiert und im Schnitt den Betätigungsknopf von 1 im Schnitt im montierten Zustand.
4 und 5 zeigen ausschnittweise und im Radial- und Axialschnitt eine weitere Ausführungsform eines Betätigungsknopfes.
Das dargestellte, manuell betätigbare Schaltgerät umfaßt einen topfzylindrischen Betätigungsknopf 1, der beispielsweise über einen mit Gewinde versehenen Mittelzapfen 2 auf einer Montageplatte 3 befestigt werden kann, indem der Mittelzapfen 2 durch eine Bohrung in der Montageplatte 3 gesteckt und von der Rückseite der Montageplatte 3 mittels einer Mutter 4 befestigt wird.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Betätigungsknopf 1 an der der Montageplatte 3 zugewandten umlaufenden Kante mit einer Dichtung 5 versehen wird, die den einseitig durch die Montageplatte 3 begrenzten Innenraum des Betätigungsknopfes 1 nach außen hin abdichtet. Statt dessen oder zusätzlich kann auch eine Dichtung zwischen Mutter 4 und Montageplatte 3 vorgesehen sein.
Das Schaltgerät umfaßt ferner eine Auswerteelektronik 6, die bei entsprechender Größe im Betätigungsknopf 1 untergebracht sein kann. Sie kann aber auch getrennt vom Betätigungsknopf 1 auf der diesem abgewandten Seite der Montageplatte 3 etwa in einem separaten Gehäuse angeordnet sein, so daß entsprechende Zuleitungsdrähte 7 vom Betätigungsknopf 1 durch eine Öffnung der Montageplatte 3 zur Auswerteelektronik 6 führen.
Der Betätigungsknopf 1 besitzt entlang seines Mantels 8 vorzugsweise gleichmäßig verteilt eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Sensoren 9, die auf Annäherung bzw. Berührung ansprechen. Hierbei kann es sich um Sensoren 9 handeln, die piezoelektrisch, kapazitiv, induktiv, über Lichtreflexion etc. arbeiten. Bei Sensoren 9, die über Lichtreflexion arbeiten, sind im Mantel 8 entsprechende Durchbrüche anzuordnen, in die Lichtleiter eingesetzt sind, die innenseitig des Betätigungsknopfes 1 eine LED und ein Photoelement tragen, dessen Lichtempfang durch Annäherung eines Fingers entsprechend verändert wird. Piezoelektrisch wirkende Sensoren 9 sind zweckmäßigerweise eng an die Innenwand des Mantels 8 zu montieren, während kapazitiv oder induktiv arbeitende Sensoren 9 an der Innenseite des Mantels 8 des Betätigungsknopfes 1 etwa auf einem eigenen, eingesetzten Trägerelement angeordnet werden können.
Die Auswerteelektronik 6 ist derart ausgelegt, daß sie bei aufeinanderfolgender Betätigung der Sensoren 9 anspricht, d.h. wenn die Finger wie bei der Betätigung eines Drehknopfes geführt werden, wobei allerdings der Betätigungsknopf 1 feststehend ist und sich die Finger aufeinanderfolgend entlang der Sensoren 9 bewegen.
Zusätzlich ist es zweckmäßig, wenn der Betätigungsknopf 1 stirnseitig wenigstens einen zusätzlichen Sensor 10, insbesondere einen piezoelektrisch wirkenden Sensor, aufweist, über den eine Zusatzfunktion zuschaltbar ist. So kann ein Sensor 10 vorgesehen sein, um die Auswerteelektronik 6 zu aktivieren.
Außerdem können durch zusätzliche Sensoren 10 unterschiedliche Modi des Schaltgeräts einstellbar sein. So kann beispielsweise einstellbar (oder fest eingestellt) sein, daß die von den Sensoren 9 abgegebenen Ausgangssignale entsprechend der Umlaufrichtung ihrer Betätigung von der Auswerteelektronik 6 auswertbar sein sollen. Ferner kann einstellbar (oder fest eingestellt) sein, daß die von den Sensoren 9 abgegebenen Ausgangssignale entsprechend der Geschwindigkeit der Betätigung aufeinanderfolgender Sensoren 9 von der Auswerteelektronik 6 auswertbar sein sollen.
Mit dem jeweiligen zusätzlichen Sensor 10 ist zweckmäßigerweise ein Anzeigeelement, insbesondere eine LED, gekoppelt, die von der Auswerteelektronik 6 aktiviert, wenn der zugehörige zusätzliche Sensor 10 betätigt wurde, so daß dessen Betätigung angezeigt wird. Zusätzlich oder anstelle eines optischen Anzeigeelements etwa in Form einer LED kann auch akustischer oder taktiler Signalgeber als Anzeigeelement vorgesehen sein.
Ferner kann es zweckmäßig sein, eine aus zwei mit der Auswerteelektronik 6 verbundenen Piezosensoren bestehende Sensoreinrichtung 11 vorzusehen, die auf die "Drehrichtung" anspricht, d.h. darauf, ob sich die Finger zum Betätigen des Betätigungsknopfes 1 in oder entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegen. Hierzu ist an der Innenseite des Mantels 8 eine Nase 12 angeformt, die von der Sensoreinrichtung 11, die von einer klauenartigen Aufnahme 13 aufgenommen wird, gegebenenfalls über ein nicht dargestelltes Zwischenstück fest umgriffen wird, so daß eine entsprechende Kraftübertragung stattfindet. Druckabhängig werden sich dann die von der Sensoreinrichtung 11 abgegebenen Signale verändern. Die Aufnahme 13 kann an dem Mittelzapfen 2 über eine Bohrung 14 oder an der Montageplatte 3 befestigt werden.
Außerdem ist es möglich, die von den Fingern ausgeübte "Drehbewegung" über die Messung der Torsion, d.h. des Drehmomentes des Mittelzapfens 2 mittels entsprechender Sensoren abzutasten.

Claims

Manuell betätigbares Schaltgerät mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines mit einer Auswerteelektronik (6) gekoppelten, auf Annäherung bzw. Berührung ansprechenden Sensors (9), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in Form eines topfförmigen, auf einer Montageplatte (3) feststehend befestigbaren Betätigungsknopfes (1) ausgebildet ist, entlang dessen Mantelfläche (8) eine Vielzahl von mit der Auswerteelektronik (6) gekoppelten Sensoren (9) angeordnet ist, wobei die Auswerteelektronik (6) bei aufeinanderfolgender Betätigung der Sensoren (9) anspricht.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren (9) abgegebenen Ausgangssignale entsprechend der Umlaufrichtung ihrer Betätigung von der Auswerteelektronik (6) auswertbar sind.
Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren (9) abgegebenen Ausgangssignale entsprechend der Geschwindigkeit der Betätigung aufeinanderfolgender Sensoren (9) von der Auswerteelektronik (6) auswertbar sind.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Betätigungsknopfes (1) wenigstens ein weiterer, mit der Auswerteelektronik (6) gekoppelter Sensor (10) für eine Zusatzfunktion angeordnet ist.
Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über einen an der Stirnseite des Betätigungsknopfes (1) angeordneten Sensor (10) die Auswerteelektronik (6) aktivierbar ist.
Schaltgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine weitere Sensor (10) ein druckempfindlicher Sensor ist.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Betätigungsknopfes (1) wenigstens ein von der Auswerteelektronik (6) gesteuertes Anzeigeelement angeordnet ist.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (1) einen mittigen Gewindezapfen (2) besitzt.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (1) unterseitig mit einer umlaufenden Dichtung (5) versehen ist.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Betätigungsknopf (1) eine auf ein Dreh- bzw. Torsionsmoment ansprechende Sensoreinrichtung (11) für die Betätigungsrichtung vorgesehen ist.
Schaltgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) an einem mittigen Gewindezapfen (2) des Betätigungsknopfs (1) angreift.
Schaltgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrchtung (11) zwei an einer Nase im Mantel (8) des Betätigungsknopfs (1) in Betätigungsrichtung angreifende Sensoren vorgesehen sind.
Schaltgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) von einer klauenartigen Aufnahme (13) aufgenommen ist.
Schaltgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (13) von einem mittigen Gewindezapfen (2) des Betätigungsknopfs (1) gehalten ist.