-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befehlsgerät mit einem Gehäuse mit
einem Grundkörper,
in dem mindestens ein von einer Bedienseite aus betätigbares
Bedienelement gelagert ist und mindestens ein elektrisches Schaltelement,
gegebenenfalls auch ein Beleuchtungsmodul, angeordnet ist bzw. sind,
wobei das Schaltelement über
das Bedienelement betätigbar
ist, wobei das Schaltelement, gegebenenfalls auch das Beleuchtungsmodul, über Anschlusselemente
kontaktierbar ist bzw. sind.
-
Ein
derartiges Befehlsgerät
ist beispielsweise aus der
DE
35 23 732 C2 bekannt.
-
Aus
der DE-A-27 33 275 ist ein Befehlsgerät mit einem Gehäuse mit
einem Grundkörper
bekannt, in dem mindestens ein von einer Bedienseite aus betätigbares
Bedienelement gelagert ist und in dem mindestens ein elektrisches
Schaltelement und auch ein Beleuchtungsmodul angeordnet sind. Das
Schaltelement ist über
das Bedienelement betätigbar.
Das Schaltelement und das Beleuchtungsmodul sind über Anschlusselemente
kontaktierbar. Das Bedienelement, das Schaltelement und auch das
Beleuchtungsmodul sind mit dem Grundkörper lösbar verbunden, nämlich verrastet.
-
Aus
der DE-A-32 06 324 ist bekannt, einen Anschlusselementeblock zu
verwenden.
-
Die
bekannten Befehlsgeräte
werden insbesondere zur Kommandoeingabe bei industriellen Steuerungen
eingesetzt. Sie sind in der Regel sehr komplex aufgebaut. Insbesondere
sind dadurch Konfigurationsänderungen
des Befehlsgeräts
im Feld nur sehr umständlich
oder gar nicht möglich.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Befehlsgerät derart
auszugestalten, dass es auf einfache Weise – vorzugsweise auch durch den
Endanwender – flexibel
konfigurierbar ist.
-
Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
- – dass
die Anschlusselemente in einem Anschlusselementeblock angeordnet
sind,
- – dass
das Bedienelement, das Schaltelement und der Anschlusselementeblock,
gegebenenfalls auch das Beleuchtungsmodul, mit dem Grundkörper lösbar verbunden,
insbesondere verrastet, sind,
- – dass
zumindest das Schaltelement unabhängig von dem Anschlusselementeblock
und/oder dem Bedienelement mit dem Grundkörper verbindbar bzw. von ihm
lösbar
ist und
- – dass
das Bedienelement, das Schaltelement und der Anschlusselementblock,
gegebenenfalls auch das Beleuchtungsmodul, derart ausgebildet sind,
dass eine mechanische Wirkverbindung zwischen dem Bedienelement
und dem Schaltelement sowie erforderliche elektrische Verbindungen
zwischen dem Anschlusselementeblock und dem Schaltelement, gegebenenfalls
auch dem Beleuchtungsmodul, durch das Verbinden des Bedienelements,
des Schaltelements und des Anschlusselementeblocks, gegebenenfalls
auch des Beleuchtungsmoduls, mit dem Grundkörper hergestellt werden.
-
Denn
dann ist das Befehlsgerät
nach Bedarf konfigurierbar. Insbesondere sind unabhängig voneinander
einzelne Bedienelement, Schaltelemente und Anschlusselementblöcke (gegebenenfalls
auch Beleuchtungsmodule) beliebig miteinander kombinierbar.
-
Das
Bedienelement kann z. B. nach Bedarf als Drucktaster, als Leuchtdrucktaste,
als Pilzdrucktaste, als Druckschalter, als verrastender oder nicht verrastender
Drehantrieb, als Schlüsselschalter
oder als Notaus-Taste ausgebildet sein.
-
In ähnlicher
Weise kann auch die Anschlusstechnik beliebig gewählt werden.
Beispielsweise können
Käfigzugfedern,
Schraubklemmen, Schneidklemmen oder Aufnahmen für vorkonfektionierte ein- oder
mehrpolige Stecker verwendet werden.
-
Auch
die Schaltelemente können
nach Bedarf ausgebildet sein, insbesondere als Kurzhubschaltelemente
mit Sprungschaltcharakteristik.
-
Der
Anschlusselementeblock ist in der Regel an einer Anschlussseite
angeordnet, die der Bedienseite gegenüber liegt. Wenn in diesem Fall
der Grundkörper
von der Bedienseite aus gesehen einen Querschnitt aufweist und der
Anschlusselementeblock ebenfalls einen Querschnitt aufweist, der
jedoch maximal so groß wie
der Querschnitt des Grundkörpers
ist, ist das Befehlsgerät
mit montiertem Anschlusselementblock in eine Schalttafel oder an einem
anderen Montageort montierbar und auch demontierbar.
-
Wenn
der Grundkörper
mindestens eine Aufnahme aufweist, von der das Schaltelement, gegebenenfalls
auch das Beleuchtungsmodul, vollständig aufnehmbar ist, ist das
Befehlsgerät
auch mit eingesetztem Schaltelement (gegebenenfalls auch eingesetztem
Beleuchtungsmodul) an seinem Montageort montierbar bzw. von ihm
demontierbar. Die Aufnahme kann dabei – je nach Ausgestaltung des
Befehlsgeräts – von der
Bedienseite aus gesehen von hinten, von vorne oder von der Seite
zugänglich
sein.
-
Wenn
die Aufnahme von der Bedienseite aus gesehen von hinten zugänglich ist,
ist es alternativ möglich,
dass die Aufnahme durch den Anschlusselementeblock verdeckt wird
oder der Anschlusselementeblock mindestens eine Ausnehmung aufweist, durch
die hindurch das Schaltelement, gegebenenfalls auch das Beleuchtungsmodul,
in seine Aufnahme einführbar
bzw. aus ihr entnehmbar ist.
-
Wenn
die Aufnahme von der Bedienseite aus zugänglich ist, wird sie bei montiertem
Bedienelement von diesem verdeckt.
-
Das
Gehäuse
weist in der Regel an der Bedienseite einen mit dem Grundkörper verbundenen Anlageflansch
auf. Wenn hierbei die Aufnahme von der Seite zugänglich ist, weist die Aufnahme
vom Anlageflansch vorzugsweise einen Abstand von mindestens 8 mm
auf. Denn Schalttafeln und dergleichen weisen üblicherweise eine Dicke von
maximal 7 mm auf. Durch den Abstand von mindestens 8 mm ist daher
gewährleistet,
dass das Schaltelement, gegebenenfalls auch das Beleuchtungsmodul,
auch bei montiertem Befehlsgerät
montierbar bzw. demontierbar ist.
-
Wenn
das Befehlsgerät
mindestens ein Beleuchtungsmodul aufweisen kann, ist das Bedienelement
vorzugsweise durchscheinend ausgebildet.
-
Wenn
das Bedienelement über
ein elastisches Zwischenelement auf das Schaltelement einwirkt,
ergibt sich automatisch ein Toleranzenausgleich. Ferner ergeben
sich dadurch größere Flexibilitäten bei
der Anordnung der einzelnen Elemente des Befehlsgeräts. Bei
Verwendung eines Kurzhubschaltelements mit Sprungschaltcharakteristik
wird darüber
hinaus das Sprungschaltverhalten unterstützt.
-
Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
-
1 ein
in einer Schalttafel angeordnetes Befehlsgerät,
-
2 und 3 Schnitte
durch das Befehlsgerät
von 1 längs
Linien II-II bzw. III-III,
-
4 ein
Beleuchtungsmodul,
-
5 eine
Kontaktanordnung,
-
6 und 7 weitere
Befehlsgeräte
und
-
8 einen
Schnitt durch das Befehlsgerät von 7.
-
Gemäß den 1 bis 3 weist
ein Befehlsgerät
ein Gehäuse 1 auf.
Das Gehäuse 1 weist vorzugsweise
Außenabmessungen
entsprechend DIN EN 947-5-1 auf. Es besteht aus einem Grundkörper 2 und
einem mit dem Grundkörper 2 verbundenen
Anlageflansch 3. Der Anlageflansch 3 ist an einer Bedienseite 4 des
Befehlsgeräts
angeordnet.
-
Ferner
weist der Grundkörper 2 von
der Bedienseite 4 aus gesehen überall einen kleineren Querschnitt
auf als der Anlageflansch 3. Es ist daher beispielsweise
möglich,
das Befehlsgerät
vorzumontieren und erst dann in eine ausschnittweise dargestellte
Schalttafel 5 einzumontieren. Es wird dabei mittels eines
Gegenelements 1' gehalten.
Das Gegenelement 1' kann
beispielsweise mit dem Gehäuse 1 verschraubt
oder verspannt sein.
-
Im
Grundkörper 2 ist
ein Bedienelement 6 gelagert. Das Bedienelement 6 ist
gemäß 2 als Drucktaster
ausgebildet, der – z.
B. mit einem Finger oder zwei Fingern einer Bedienperson – gegen
die Rückstellkraft
einer Rückstellfeder 7 niedergedrückt werden
kann. Das Bedienelement 6 kann aber auch anders ausgebildet
sein. In jedem Fall ist es aber von der Bedienseite 4 aus
betätigbar.
-
Die
Betätigungskraft,
mit der das Bedienelement 6 betätigt werden muss, ist durch
die Rückstellfeder 7 bestimmt.
Durch entsprechende Auslegung der Rückstellfeder 7 lässt sich
somit die Betätigungskraft
nach Wunsch einstellen. In ähnlicher
Weise lässt
sich ein Stellweg s durch entsprechende Dimensionierung des Bedienelements 6 und
etwaiges Vorsehen von nicht dargestellten Anschlägen einstellen.
-
Im
Grundkörper 2 sind
zwei elektrische Schaltelemente 8 angeordnet. Der Aufbau
der Schaltelemente 8 ist beispielsweise in der US-A-5,990,772 und
in der älteren,
nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 102 23 543.0 ausführlich beschrieben. Bereits
aus 2 ist aber ersichtlich, dass die Schaltelemente 8 Kontaktbrückenträger 9 mit
domartigen Wirkbereichen 10 aufweisen. Auch ist ersichtlich,
dass es sich im vorliegenden Fall um Kurzhubschaltelemente mit Sprungschaltcharakteristik
handelt. Alternativ könnten
aber auch andere Schaltelemente 8, z. B. solche mit Schleichschaltcharakteristik,
verwendet werden.
-
Wenn
das Bedienelement 6 niedergedrückt wird, lenkt es elastische
Zwischenelemente 11 aus. Das Bedienelement 6 wirkt
auf die Zwischenelemente 11 dabei vorzugsweise über eine
Schräge 12 oder eine
Nase. Die Zwischenelemente 11 wirken dann auf die Wirkbereiche 10.
Dadurch werden die Kontaktbrückenträger 9 von
ihrer Ruhestellung in ihre Betätigungsstellung
ausgelenkt bzw. überführt. Das
Betätigungselement 6 wirkt
also über
die Zwischenelemente 11 auf die Schaltelemente 8 ein.
-
Gemäß 2 sind
die Zwischenelemente 11 als Federzungen ausgebildet. Es
sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
-
Gemäß 2 weist
das Befehlsgerät
ein einziges Bedienelement 6 auf, mittels dessen mehr als
ein Schaltelement 8 betätigt
wird. Es wäre
aber auch möglich,
dass das Befehlsgerät
mehrere – insbesondere
zwei zueinander komplementär
wirkende – Bedienelemente 6 aufweist.
-
Im
Grundkörper 2 ist
ein Beleuchtungsmodul 13 anordenbar. Mittels des Beleuchtungsmoduls 13 ist
das Bedienelement 6 hinterleuchtbar, wenn es durchscheinend
ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Bedienelement 6 aus
Milchglas bestehen oder eine Streuscheibe enthalten. Die Hinterleuchtung kann
insbesondere in Abhängigkeit
von äußeren Zuständen variiert
werden. Wenn das Beleuchtungsmodul 13 mehrere Leuchtelemente,
z. B. mehrere Leuchtdioden, aufweist, ist sogar eine sehr vielseitige Variation
der Beleuchtung denkbar.
-
Wie
besonders deutlich aus 2 ersichtlich ist, weist das
Befehlsgerät
einen Anschlusselementeblock 14 auf, in dem Anschlusselemente 15 angeordnet
sind. Die Anschlusselemente 15 sind im vorliegenden Fall
als Käfigzugfedern
ausgebildet. Es sind aber auch andere Ausführungsformen möglich. Die
Schaltelemente 8 und das Beleuchtungsmodul 13 sind über die
Anschlusselemente 15 kontaktierbar.
-
Ersichtlich
ist der Anschlusselementeblock 14 an einer Anschlussseite 16 angeordnet,
die der Bedienseite 4 gegenüber liegt. Ferner ist ersichtlich, dass
der Anschlusselementeblock 14 von der Bedienseite 4 aus
gesehen einen Querschnitt aufweist, der ebenso groß wie der
Querschnitt des Grundkörpers 2 ist.
Gegebenenfalls könnte
der Querschnitt des Anschlusselementeblocks 14 auch kleiner
gewählt
werden. Größer sollte
er aber nicht sein.
-
Gemäß 1 weist
das Bedienelement 6 Rastelemente 17 auf, die in
korrespondierenden Rastausnehmungen 18 des Grundkörpers 2 geführt sind.
Durch einfaches Einsetzen von der Bedienseite 4 aus ist
das Bedienelement 6 daher mit dem Grundkörper 2 verbindbar.
-
Die
Rastelemente 17 sind von außen zugänglich. Durch Ansetzen beispielsweise
eines Schraubendrehers ist die Verrastung daher auch wieder lösbar und
so das Bedienelement 6 vom Grundkörper 2 lösbar.
-
In ähnlicher
Weise weist auch der Anschlusselementeblock 14 Rastelemente 19 auf,
mittels derer er mit dem Grundkörper 2 verrastet
ist. Auch hier sind die Rastelemente 19 wieder von außen zugänglich,
so dass der Anschlusselementeblock 14 durch Aushebeln der
Rastelemente 19 – beispielsweise mittels
eines Schraubendrehers – wieder
vom Grundkörper 2 lösbar ist.
-
4 zeigt
das Beleuchtungsmodul 13, das in den Grundkörper 2 einsetzbar
ist, in isolierter Darstellung. Auf dem Beleuchtungsmodul 13 ist
symbolisch die Beschaltung dargestellt. Ferner ist ersichtlich,
dass es beidseitig Rastausnehmungen 20 aufweist. Auch das
Beleuchtungsmodul 13 ist daher mit dem Grundkörper 2 lösbar verbindbar,
nämlich
verrastbar.
-
Die
elektrische Anbindung des Beleuchtungsmoduls 14 erfolgt über Kontaktflächen 21,
von denen in 4 nur eine sichtbar ist. Die
andere Kontaktfläche 21 ist
auf der gegenüberliegenden
Seite des Beleuchtungsmoduls 13 angeordnet.
-
Die
Schaltelemente 8 sind ähnlich
ausgebildet wie das Beleuchtungsmodul 13, so dass hier
von einer eigenen Darstellung abgesehen werden kann. Auch sie sind
somit mit dem Grundkörper 2 lösbar verrastbar.
-
5 zeigt
den Grundkörper 2 des
Befehlsgeräts
der 1 bis 3 von unten. Es sind erkennbar
sechs Durchtrittsöffnungen 22 vorhanden, über die
je ein Anschlusskontakt 23 zugänglich ist. Jeder der Anschlusskontakte 23 ist – siehe 2 – mit einer
Federzunge 24 verbunden. Je zwei der Federzungen 24 kontaktieren
je eines der Schaltelemente 8 bzw. das Beleuchtungsmodul 13.
Die Anschlusskontakte 23 werden beim Aufrasten des Anschlusselementeblocks 14 automatisch
mit den Anschlusselementen 15 elektrisch verbunden.
-
Auch
die Federzungen 24 werden beim Einsetzen der Schaltelemente 8 und
des Beleuchtungsmoduls 13 automatisch mit den korrespondierenden Kontaktflächen 21 verbunden.
Erforderliche elektrische Verbindungen zwischen dem Anschlusselementeblock 14 und
den Schaltelementen 8 sowie dem Beleuchtungsmodul 13 werden
also durch das Verbinden mit dem Grundkörper 2 automatisch
und zwangsweise hergestellt.
-
In ähnlicher
Weise ist auch das Bedienelement 6 derart ausgebildet,
dass die Wirkverbindung zu den Schaltelementen 8 durch
das Verrasten des Bedienelements 6 und der Schaltelemente 8 automatisch
und zwangsweise hergestellt wird.
-
Wie
besonders deutlich aus 3 ersichtlich ist, weist der
Grundkörper 2 Aufnahmen 25, 26 für die Schaltelemente 8 und
das Beleuchtungsmodul 13 auf. Von den Aufnahmen 25, 26 sind
die Schaltelemente 8 und das Beleuchtungsmodul 15 dabei
vollständig
aufnehmbar. Dies ist besonders deutlich aus 2 ersichtlich.
-
Aus
den 2 und 3 ist ferner ersichtlich, dass
die Schaltelemente 8 und das Beleuchtungsmodul 13 und
damit auch die korrespondierenden Aufnahmen 25, 26 bei
abgenommenen Bedienelement 6 von der Bedienseite 4 aus
zugänglich
sind. Bei aufgesetztem Bedienelement 6 hingegen sind sie vom
Bedienelement 6 verdeckt. Mittels eines geeigneten Werkzeugs,
beispielsweise einer kleinen Zange oder einer Pinzette, sind die
Schaltelemente 8 und das Beleuchtungsmodul 13 daher
bei abgenommenem Bedienelement 6 aus den Aufnahmen 25, 26 entfernbar.
Das Einsetzen in die Aufnahmen 25, 26 kann gegebenenfalls
sogar ohne Werkzeug erfolgen. Die Schaltelemente 8 und
das Beleuchtungsmodul 13 sind daher unabhängig vom
Anschlusselementeblock 14 mit dem Grundkörper 2 verbindbar
bzw. von ihm lösbar.
-
6 zeigt
nun einen Schnitt durch ein weiteres Befehlsgerät. Das Befehlsgerät von 6 entspricht
dabei im Wesentlichen dem Befehlsgerät, das oben stehend in Verbindung
mit den 1 bis 5 beschrieben
wurde. Bei diesem Befehlsgerät
sind aber die Aufnahmen 25, 26 von der Anschlussseite 16 aus
zugänglich.
Die Zugänglichkeit
von der Anschlussseite 16 aus kann dabei alternativ oder
zusätzlich
zur Zugänglichkeit
von der Bedienseite 4 aus bestehen.
-
Wenn
auf das Befehlsgerät
gemäß 6 ein Anschlusselementeblock 14 aufgerastet
wird, der wie der in 2 dargestellte Anschlusselementeblock 14 ausgebildet
ist, werden die Aufnahmen 25, 26 durch den Anschlusselementeblock 14 verdeckt.
In diesem Fall sind die Aufnahmen 25, 26 von der
Anschlussseite 16 aus nur bei abgenommenen Anschlusselementeblock 14 zugänglich.
Bei aufgesetztem Anschlusselementeblock 14 hingegen sind
die Aufnahmen 25, 26 verdeckt. Auch bei dieser
Ausgestaltung ist es aber bereits möglich, die Schaltelemente 8 und das
Beleuchtungsmodul 13 unabhängig vom Bedienelement 6 mit
dem Grundkörper 2 zu
verbinden bzw. von ihm zu lösen.
-
Vorzugsweise
aber weist der Anschlusselementblock 14, wie in 6 dargestellt,
Ausnehmungen 27, 28 auf, durch die hindurch die
Schaltelemente 8 bzw. das Beleuchtungsmodul 13 in
seine Aufnahmen 25, 26 einführbar und auch aus ihnen entnehmbar
sind. In diesem Fall sind die Schaltelemente 8, das Beleuchtungsmodul 13,
der Anschlusselementeblock 14 und das Bedienelement 6 völlig unabhängig voneinander
mit dem Grundkörper 2 verbindbar und
von ihm lösbar.
-
Die 7 und 8 zeigen
nun ein weiteres Befehlsgerät,
bei dem die Schaltelemente 8, das Beleuchtungsmodul 13,
der Anschlusselementeblock 14 und das Bedienelement 6 unabhängig voneinander
mit dem Grundkörper 2 verbindbar
bzw. von ihm lösbar
sind. Auch dieses Befehlsgerät
entspricht im Wesentlichen den oben stehend beschriebenen Befehlsgeräten. Im
Unterschied hierzu sind bei diesem Befehlsgerät aber die Aufnahmen 25, 26 von
der Bedienseite 4 aus gesehen von der Seite zugänglich. Die
Aufnahme 26 für
das Beleuchtungsmodul 13 ist dabei selbstverständlich näher an der
Bedienseite 4 angeordnet als die Aufnahmen 25 für die Schaltelemente 8.
Auch diese Aufnahme 26 weist aber vom Anlageflansch 3 noch
einen Abstand a von mindestens 8 mm, vorzugsweise von mindestens
10 bis 15 mm, auf. Denn dann ist auch diese Aufnahme 26 sogar
dann zugänglich,
wenn das Befehlsgerät
in die Schalttafel 5 eingebaut ist. Die Schaltelement 8 und das
Beleuchtungsmodul 13 sind also auch bei eingebautem Befehlsgerät in das
Befehlsgerät
einsetzbar bzw. aus ihm entnehmbar.
-
Wie
insbesondere aus 8 ersichtlich ist, sind die
Schaltelemente 8 und das Beleuchtungsmodul 13 mit
einer Trägerplatte 29 verbunden.
Die Trägerplatte 29 dient
als Leiterplatte zur Führung
von Leiterbahnen zur Anschlussseite 16. Auf die Trägerplatte 29 kann
beispielsweise ein nicht dargestellter mehrpoliger Stecker aufgesetzt
werden, so dass mittels einer einzigen Montagevorgangs alle Kontakte zu
den Schaltelementen 8 und dem Beleuchtungsmodul 13 herstellbar
sind. Auf die Trägerplatte 29 kann
aber auch ein eigener Anschlusselementeblock 14 aufgesetzt
werden, so dass auch andere Anschlusstechniken realisierbar sind.
-
Die
Schaltelemente 8 werden gemäß den 8 über einen
Stößel 30 betätigt, der
auf die elastischen Zwischenelemente 11 einwirkt. Der Stößel 30 wird
vom Bedienelement 6 über
eine zentral angeordnete Nase 31 ausgelenkt.
-
Mittels
der erfindungsgemäß ausgestalteten Befehlsgeräte kann
somit auf einfache Weise ein modularer Aufbau des Befehlsgeräts erreicht
werden, der nicht nur vom Hersteller, sondern auch vom Anwender
nach Bedarf modifizierbar ist.