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Schaltgerät nach Art eines Kreuzschienenverteilers od. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Schaltgerät nach Art eines Kreuzschienenverteilers od. dgl.
zur Speicherung von Schaltverbindungen, vorzugsweise zur Aufzeichnung von Arbeitsgängen
oder Programmen für Arbeitsmaschinen-, insbesondere Werkzeugmaschinensteuerungen,
wobei das Gerät eine Anzahl einzelner Magnetsysteme bzw. Vielfachmagnetsysteme oder
Gruppen solcher Systeme enthält, in welchen eine Übertragung von Wechselspannungen
oder Impulsen von einer oder mehreren Primärwicklungen aus auf eine Sekundärwicklung
erfolgt. Es ist ein Kreuzschienenvertciler von der Art, bei dem eine Gruppe von
Leitungen, die nachfolgend als Horizontalschienen bezeichnet werden, nach Wahl beliebig
mit Schienen einer anderen Gruppe, die nachfolgend als Vertikalschienen bezeichnet
werden, in Verbindung zu bringen sind. Von derartigen Schaltgeräten hat man vielfach
bei der Steuerung von Arbeitsmaschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen, Gebrauch
gemacht, um Arbeitsgänge oder Programme derselben zu speichern. Darüber hinaus hat
die Erfindung aber auch Bedeutung für zahlreiche andere Anwendungsfälle, bei denen
es darum geht, Schaltverbindungen nach bestimmten vorgegebenen Wünschen speichern
zu können.
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Die gebräuchlichen Kreuzschienenverteiler in ebener oder gekrümmter
Bauform weisen für jede Kreuzungsstelle sowohl für die Horizontal- wie die Vertikalschiene
je eine Kontaktstelle auf. Mit Hilfe geeigneter, eine elektrische Kontaktgabe vermittelnde
Einsatzstücke, z. B. Kontaktstöpsel, ist es auf diese Weise möglich, beliebige Kontaktverbindungen
zu bewerkstelligen.
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In vielen Anwendungsfällen ist die Verwendung elektrischer Kontaktstellen
mit Nachteilen verbunden, vor allem, wo mit Verschmutzung der Kontaktstellen oder
chemischem Angriff derselben zu rechnen ist. Man muß gegebenenfalls auch damit rechnen,
daß infolge starker mechanischer Erschütterungen eine Kontaktunsicherheit an den
Übergangsstellen zu befürchten ist.
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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzschienenverteiler
zu bauen, bei dem offene elektrische Kontaktstellen vermieden werden.
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Es ist bereits eine kontaktlose elektrische Schalteinrichtung für
Fernmeldeanlagen bekanntgeworden, bei der die Schienen, über die eine Signalübertragung
stattfinden soll, als geschlossene magnetische Kreise ausgebildet sind, die an den
Kreuzungspunkten von einer Spule umgeben sind. Eine Signalübertragung von einer
Schiene des einen Systems auf eine Schiene des anderen Systems erfolgt nur dann,
wenn die den Kreuzungspunkt der entsprechenden Schienen umhüllende Spule an eine
Hochfrequenzwechselstromquelle gelegt wird. Ein derartiges Gerät erfordert jedoch
einen ganz erheblichen Aufwand, da zumindest ein Schienensystem infolge des erforderlichen
magnetischen Rückschlusses die doppelte Länge aufweisen muß und stets ein weiteres
Verteilersystem vorgesehen sein muß zur Auswahl und Einspeisung der die Schienen
an den Kreuzungspunkten umgebenden Spulen mit Hochfrequenz.
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Bei einem- Schaltgerät der eingangs beschriebenen Art wird gemäß der
Erfindung die vorstehende Aufgabe in wesentlich einfacherer Weise dadurch gelöst,
daß die Schaltverbindungen durch Einsetzen von Stücken erhöhter magnetischer Leitfähigkeit
in eine Lücke im Magnetsystem hergestellt werden.
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In einfacher Weise kann die Anordnung so getroffen sein, daß Magnetsysteme
verwendet werden, die im Kraftlinienweg einen Luftspalt oder eine andere in diesem
Sinne wirkende Lücke aufweisen und bei denen durch den sogenannten Stöpsel oder
ein sonstiges geeignetes Einsatzstück od. dgl. auf direktem oder indirektem Wege
ein Schließen dieser Lücke erfolgt, d. h. ein entsprechendes Stück erhöhter magnetischer
Leitfähigkeit eingebracht wird. Es ist naturgemäß auch möglich, an Stelle eines
ferromagnetischen Einsatzstückes von magnetisch weicher Beschaffenheit einen Dauermagneten
zum Schließen des magnetischen Kreises heranzuziehen.
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Der Eisenweg kann durch ein Magnetjoch gebildet werden, das in günstiger
Form ausgestaltet ist. So kann in einfacher Weise eine rechteckige, insbesondere
quadratische oder auch gekrümmte Querschnittsform gewählt werden, wobei es lediglich
darauf ankommt, eine Lücke zu schließen. Wenn diese Lücke nicht geschlossen ist,
so findet keine nennenswerte Leistungsübertragung von der Primärwicklung zur Sekundär-
Wicklung
hin statt. Erst durch Einführen des Einsatzstückes' die Kopplung so eng, daß die
zu übertragenden Leistungen von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung übermittelt
werden.
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Die Wahl der Querschnittsform für das Magnetsystem hängt unter anderem
auch davon ab, ob gegebenenfalls zusätzlich zur Sekundärwicklung noch eine Tertiärwicklung
oder deren mehr angebracht werden sollen, um damit einerseits entweder weitere Verbraucher
anzuschließen oder andererseits Überwachungsstromkreise zu speisen, die eine Kontrolle
erlauben und gegebenenfalls zur Rückmeldung geeignet ausgebildet sind. Mit solchen
tertiären Stromkreisen können auch Steuervorgänge ausgelöst werden, so z. B. die
selbsttätige Aufhebung der vorher bestandenen Verbindung oder Vorbereitungen für
später vorzunehmende Schalthandlungen.
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Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise, niederohmige, kontaktlos
gewonnene Schaltbefehle an den Ausgängen des so gebildeten Kreuzschienenverteilers
zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Die Steuersignale werden in einfacher
Weise durch Wechselstromsignale gebildet. Sie können dabei sowohl in Form von Einzelimpulsen
als auch getasteten Impulsen durchgegeben werden. Schließlich ist es auch möglich,
einen längere Zeit oder dauernd fließenden Wechselstrom zu nehmen.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die
Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen
in stark vereinfachter schematischer Darstellung.
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Es handelt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um einen
Ausschnitt aus einem Kreuzschienenverteiler, von dem drei waagerechte und vier senkrechte
Schienen veranschaulicht sind. Die Stromzuführung erfolgt an den Klemmen 1 und 2,
wobei z. B. eine Gleichspannung von 24 V zum Betrieb der Transistoren T11, T12.
. . Tlrz herangezogen wird. Die entsprechenden senkrechten Schienen sind mit S1,
S2, S3 ... S" bezeichnet. Die einzelnen Verbraucher liegen an den waagerechten
Ausgangsschienen Al, A2 . . . An,
wobei die Verbraucher durch die Transistoren
TU, T12 ... und Tln versinnbildlicht sind. An jedem Kreuzungspunkt der waagerechten
und senkrechten Schienen ist ein als offener Ringkern dargestellter Magnetkern vorgesehen,
dessen Luftspalt durch Einführen eines ferromagnetischen Steckers ganz oder nahezu
vollkommen ausgefüllt werden kann. Auf diese Weise wird an dem jeweiligen Kreuzungspunkt
gewissermaßen eine Verbindung geschaffen und eine Einspeicherungsmöglichkeit gebildet.
Die einzelnen Ringkerne sind mit 3 bezeichnet und weisen Luftspalte 4 auf. Einige
dieser Luftspalte sind durch eingesetzte Stecker 5 geschlossen.
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Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, eine Anordnung zu schaffen,
bei der die Löcher des Kreuzschienenverteilers nicht bis zum Luftspalt der Kerne
durchgeführt sind, also bei denen der Stecker selbst nicht unmittelbar den Luftspalt
überbrückt. Es kann z. B. durch Einführen eines gewissermaßen als Blindstecker zu
bezeichnenden Steckers ein magnetischer Körper, z. B. auch ein Dauermagnet oder
ein magnetisierbarer Körper in den Luftspalt gedrückt werden. Zweckmäßig werden
die Ringkerne aus magnetisch hochwertigem Werkstoff gefertigt, so z. B. aus Ferrit.
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Ist bei einem der dargestellten Ringkerne der Luftspalt geschlossen
und somit an dieser Stelle eine Markierung vorgenommen, so wird durch Anlegen eines
Spannungsimpulses an die Schienen Si, SZ usw. bei allen zu dieser Leitung gehörenden
Ringkernen die Primärwicklung unter Strom gesetzt. Es sind dies die mit 6 bezeichneten
Wicklungen. Nur bei den durch den Stecker markierten Kernen erfolgt jedoch eine
ausreichend große Signalübertragung auf die Sekundärwicklung, die mit 7 bezeichnet
ist und den waagerechten Kreuzschienen zugeordnet wird. An den Ausgängen Ap A2 .
. . und An erscheint dann dieser Impuls. Die an den Ausgängen auftretende Spannung
kann weiterverarbeitet und z. B. in den Transistoren T11, 7,12 und T1 n verstärkt
werden. Bei dieser Anordnung kommt es naturgemäß darauf an, daß von den Schienen
Si bis S" jeweils nur eine Schiene einen Spannungsimpuls erhält, die anderen Schienen
dagegen möglichst hochohmig gegen jeden Pol der Spannungsquelle liegen. Durch diese
Maßnahme werden innere Kopplungen, wie sie bei Kreuzschienenverteilern auftreten,
vermieden. Die Polarität der Ausgangssignale kann mittels Gleichrichtern oder ähnlichen
Einrichtungen, falls dies als erforderlich erscheint, zusätzlich festgelegt werden.