-
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kodierungsschalter
mit einem drehbaren Teil, auf dem sich eine Vielzahl von Nockenbahnen befindet,
und mit von den Nockenbahnen zu betätigenden Nockenmitnehmern, die ihrerseits einen
Satz von Schalterkontakten betätigen, von denen in Abhängigkeit von der Dreheinstellung
des Schalters ein kodiertes Ausgangssignal abnehmbar ist.
-
Es ist bereits ein elektromechanisches Zählwerk zur Betätigung von
elektrischen Kontakten bekannt, bei dem koaxiale Schaltwalzen vorgesehen sind, die
durch mindestens eine Antriebsschaltwalze kontinuierlich oder schrittweise in beiden
Drehrichtungen angetrieben werden können. Dabei ist jeder Schaltstellung eine bestimmte
Kombination der Schaltnocken zugeordnet. Die jeweilige Schaltstellung ist mit allen
daran beteiligten Schaltnocken durch ein Sperrgetriebe eindeutig fixiert. In Abhängigkeit
von der jeweiligen Dreheinstellung der Antriebsschaltwalze ist von dieser bekannten
Anordnung ein kodiertes Ausgangssignal abnehmbar.
-
Der vorstehend betrachteten bekannten Schaltanordnung haftet jedoch
der Nachteil an, daß sie nicht ohne weiteres die Richtigkeit des Betriebs der durch
ihr jeweiliges kodiertes Ausgangssignal gesteuerten Einrichtungen festzustellen
erlaubt. Um einen bei der jeweiligen Dreheinstellung der Schaltanordnung auftretenden
falschen Betrieb feststellen zu können, kann man z. B. eine zweite entsprechend
aufgebaute Schaltanordnung vorsehen und die jeweiligen Ausgangssignale beider Schaltanordnungen
für entsprechende Vergleiche ausnutzen. Hierdurch erhöht sich jedoch in nachteiliger
Weise der Schaltungsaufwand, und im übrigen ist damit auch eine Kostenerhöhung der
jeweiligen Gesamtanlage verbunden.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Kodierungsschalter
zu schaffen, dei die der vorstehend betrachteten bekannten Schaltanordnung anhaftenden
Nachteile nicht aufweist und der dabei relativ leicht die Richtigkeit des Betriebs
der jeweils gesteuerten Einrichtung und damit auch die Richtigkeit der jeweiligen
Abgabe von kodierten Ausgangssignalen einfach zu überwachen gestattet. Gelöst wird
diese Aufgabe bei einem elektrischen Kodierungsschalter der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß durch einen mit einer Impedanz zusammenschaltbaren Abgreifkontakt,
der derart angeordnet ist, daß bei Drehung des drehbaren Teiles eine relative Bewegung
zwischen dem Abgreifkontakt und der mit diesem eine Abgreif-Impedanzschaltung mit
einem von der Dreheinstellung des Schalters abhängigen Wert bildenden Impedanz auftritt.
Gegenüber der eingangs betrachteten bekannten Schaltanordnung weist der erfindungsgemäße
Kodierungsschalter den Vorteil auf, daß er- bei'eitsmt der jeweiligen Abgabe eines
kodierten Ausgangssignals ein gesondertes Ausgangssignal, nämlich ein Analog-Ausgangssignal
abgibt, das ebenfalls von der Dreheinstellung des drehbaren Teiles abhängig ist
und mithin zur Ansteuerung einer Einrichtung herangezogen werden kann, die zur Sicherheitsprüfung
der von dem kodierten Ausgangssignal gesteuerten Einrichtung dient.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen
Kodierungsschalters enthält die Impedanz einen Satz einzelner, miteinander verbundener
Impedanzelemente, zwischen denen sich jeweils Abgreifpunkte befinden, mit denen
der Abgreifkontakt in Verbindung bringbar ist. Hierdurch ist es in vorteilhafter
Weise möglich, dem jeweils abgegebenen Analog-Ausgangssignal eine gewünschte Form
zu geben. Als Impedanzelemente können nämlich Kondensatoren, Widerstände oder Induktivitäten
entsprechend zusammengeschaltet werden.
-
Es ist jedoch auch möglich, als Impedanz eine durchgehende, anzapfbare
Spule oder einen Graphit-Widerstandsstreifen zu verwenden.
-
In einigen Fällen, in denen das kodierte Ausgangssignal des erfindungsgemäßen
elektrischen Kodierungsschalters zur Steuerung von Operationstakten verwendet wird,
kann der Satz miteinander verbundener Impedanzelemente in Reihe geschaltete Widerstände
enthalten, mittels deren es durch geeignete Verbindung des Abgreifkontaktes mit
einem Kondensator möglich ist, einen zeitabhängigen RG Ladekreis herzustellen, der
zur Sicherheitskontrolle für die durch das kodierte Ausgangssignal gesteuerte Taktschaltung
verwendet werden kann.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Impedanzen
von einem drehbaren Teil getragen; der Abgreifkontakt ist dabei, bezogen auf dieses
drehbare Teil, fest angeordnet.
-
In diesem Fall kann das drehbare Teil zylinderförmig ausgebildet und
zur Drehung um seine Längsachse entsprechend gelagert sein. Dabei sind auf der einen
Stirnwand des Zylinders die Nockenbahnen vorgesehen, während von der anderen Stirnseite
die Impedanzen getragen werden. Der Zylinder kann vorteilhaft als Hohlzylinder ausgebildet
sein, in dem sich die einen Satz miteinander verbundener Elemente bildenden Impedanzelemente
befinden können.
-
Dort, wo ein Satz miteinander verbundener Impedanzelemente vorgesehen
ist, können die Abgreifpunkte auf einer isolierten Scheibe befindliche Folienüberzüge
aufweisen, die durch irgendein zur Herstellung gedruckter Schaltungen geeignetes
Verfahren aufgebracht sein können.
-
Die Nockenbahn kann durch eine Vielzahl von auf einer Oberfläche des
drehbaren Teiles vorgesehenen Erhebungen gebildet sein, welches damit eine Nockenscheibe
darstellt.
-
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Kodierungsschalters;
F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht des in F i g. 1 gezeigten Schalters; F i g. 3
zeigt eine Schnittansicht des in F i g.1 gezeigten Schalters von der dort eingetragenen
Linie III-IH aus; F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht des in F i g. 3 gezeigten Schalters
von der dort eingetragenen Linie IV-IV aus; F i g. 5 zeigt eine Teilansicht des
in F i g. 1 gzeigten Schalters von der dort eingetragenen Linie V-V aus.
-
Der in den Zeichnungen dargestellte Schalter enthält ein Gehäuse,
das aus einem Hohlbehälter 1 und einem flachen Deckel 2 besteht, der mittels vier
Schrauben 3 an dem Behälter befestigt ist. In in dem Behälter und in der Deckplatte
befindlichen Löchern 4 und 5 sind Absätze 6 und 7 einer Stahlachse 8 gelagert. Die
Achse trägt ein drehbares Teil in Form einer Hohlzylindertrommel, die an einem Ende
geschlossen ist.
Die Außenseite des geschlossenen Endes der Trommel
weist eine Nockenscheibe 10 auf. Wie besonders deutlich aus F i g. 4 hervorgeht,
sind die Nockenerhebungen auf sieben konzentrischen Bahnen um die Welle herum angeordnet.
Die erwähnten Nockenerhebungen stehen, wie F i g. 3 erkennen läßt, mit Mitnehmerstiften
12 in Verbindung, die durch in dem Behälter befindliche Löcher 13 hindurchlaufen
und Innenfederkontakte 14 von sieben Kontaktpaaren 15 berühren.
-
Der dargestellte Kodierungsschalter kann hundert Stellungen einnehmen,
wobei die Erhebungen auf der Nockenscheibe so angeordnet sind, daß über die Kontaktpaare
15 ein der jeweiligen Stellung entsprechendes Binärkode-Ausgangssignal abgegeben
wird.
-
Um die drehbare Trommel 9 in jede der hundert Stellungen einzustellen,
sind in der Trommel zwei diametral gegenüberliegende, federnd angeordnete Einstellstifte
16 vorgesehen, die in Ausnehmungen zwischen jeweils zwei von hundert kreisförmig
angeordneten Erhebungen 17 einrasten, welche auf der Innenseite des Deckels 2 radial
um das Lagerloch 5 gebildet sind.
-
Die Trommel 9 wird über einen außen überstehenden ringförmigen Ansatz
angetrieben, der eine gerändelte Außenfläche 19 aufweist, die teilweise durch die
Seite des Behälters hindurchragt, wie dies an der Stelle 20 gezeigt ist. Die numerische
Einstellung des Schalters in jede mö,gliche Stellung wird durch einen Klebstreifen
21 angezeigt, der die Zahlen von eins bis hundert trägt und der auf dem Umfang der
Seitenwand 22 der Trommel 9 befestigt ist. Der Streifen 21 ist auf der Trommel derart
winklig angeordnet, daß die auf ihm markierten, den bei der jeweiligen Einstellung
von dem Kontaktpaarsatz 15 abnehmbaren Binärkode-Ausgangssignalen entsprechenden
Zahlen bei jeder Einstellung des Schalters durch ein in der Behälterwand vorgesehenes
transparentes Vergrößerungsfenster 23 sichtbar sind.
-
Innerhalb der Trommel ist auf einem Mittenansatz 24, durch den die
Welle 8 hindurchläuft, eine aus Epoxyharz bestehende Isolier-Schaltungsplatte 25
angeordnet. Die Schaltungsplatte 25 kann zusammen mit der Trommel 9 gedreht werden,
an der sie in einem ringförmigen Absatz 26 auf der Innenseite der Seitenwand der
Trommel 9 anliegt und befestigt ist. Die Außenfläche 27 der Isolierplatte 25 stellt
eine Stirnfläche des drehbaren Teiles dar. Die Isolierplatte 25 ist mit einer gedruckten
Schaltung versehen, die hundert getrennte Kontaktstreifen 28 aufweist, welche um
die Welle 8 herum radial angeordnet sind; dabei ist ein durchgehender ringförmiger
Innenstreifen 29 mit einem der getrennten Streifen 28 verbunden, wie dies an der
Stelle 30 gezeigt ist.
-
In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind innerhalb der
Trommel 9 hundert Widerstände 31 enthalten; der Einfachheit halber sind jedoch nur
einige wenige Widerstände dargestellt. Die beiden Anschlußdrähte 32 jedes Widerstandes
31 laufen durch in der Schaltungsplatte 25 befindliche An'-* schlußlöcher 33 hindurch
und sind, wie F i g. 1 zeigt, derart an jeweils benachbarte Kontaktstreifen 28 angelötet,
daß die Widerstände in Reihe geschaltet sind und zwischen jeweils aufeinanderfolgenden
Widerständen Abgreifpunkte liegen.
-
An dem Deckel 2 des Schalters sind mit Hilfe von Schrauben und Muttern
34 bzw. 35 Abgreifkontakte 36 und 37 befestigt, die unter Federeinwirkung mit der
Schaltungsplatte 25 in Kontakt stehen; dabei stehen diese Abgreifkontakte bei jeder
Einstellung des Schalters mit dem ringförmigen Streifen 29 und mit einem der radialen
Streifen 28 in Verbindung. Es dürfte ersichtlich sein, daß zwischen den Kontakten
36 und 37 eine Reihenschaltung von Widerständen elektrisch verbunden ist, wobei
die Anzahl der Widerstände und damit die Höhe des Widerstandes von der Drehstellung
der Trommel abhängig ist.
-
Die Ausführungsform der Erfindung ist unter Verwendung von Widerständen
gezeigt und erläutert worden, die jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Radialkontaktstreifen
28 angeschlossen sind, so daß der zwischen den Abgreifkontakten 36 und 37 liegende
Widerstand in jeder der hundert Einstellungen des Schalters verschieden ist. In
einigen Anwendungsfällen des Schalters ist es jedoch nicht erforderlich, den Widerstand
bei jeder Änderung in der Satzstellung zu ändern. Verschiedentlich wird eine hinreichend
genaue Sicherheitskontrolle erzielt, wenn der Widerstand sich beispielsweise alle
zwei oder drei übergänge in der Satzstellung ändert. In diesem Fall können die Widerstände
jedes zweiten oder dritten Radialkontaktes 28 miteinander verbunden sein, wobei
die jeweils dazwischenliegenden Kontakte 28 in geeigneter Weise kurzgeschlossen
sind.
-
Die Schaltungsplatte 25 ist derart angeordnet, daß sie leicht abnehmbar
ist. Auf diese Weise ist es dann einfach möglich, eine Schaltungsplatte herauszunehmen
und gegen eine andere, für den besonderen Anwendungszweck in geeigneter Weise mit
Widerständen verdrahtete Platte auszutauschen.
-
Die sieben Kontaktpaare 15 befinden sich innerhalb eines Blockes aus
synthetischem Isolierharzmaterial 40, der an dem Behälter 1 angeschraubt ist. Die
Innenfederkontakte 14 sind normalerweise so angeordnet, daß sie außer Eingriff mit
den Außenfed'erkontakten 41 stehen, sofern sie nicht durch die durch Nockenerhebungen
11 angehobenen Mitnehmerstifte 12 zusammengedrückt werden.
-
Das Anschlußstreifenende 42 jedes: der Außenkontakte 41 ist an den
Ausgang einer von sieben Dioden 43 angelötet. Die Eingänge der Dioden 43 sind an
einen gemeinsamen Verbindungsdraht 44 angelötet, der seinerseits an den innerhalb
des Isolierblockes 40 befestigten Eingangsstreifen 45 angelötet ist.
Auf dem Behälter 1 ist eine Abdeckhaube 46 für die Kontaktpaare 15 angeordnet.
-
Einem typischen Anwendungsfall des dargestellten Schalters entsprechend
ist beispielsweise der Eingangsstreifen 45 des Kontaktpaares 15 an eine Trigger-Impulsspannungsquelle
(nicht gezeigt) angeschlossen, und die Anschlußstreifenenden 47 der Innenfederkontakte
sind an getrennte Leitungen angelötet, die an einen Binärimpulszähler (nicht gezeigt)
angeschlossen sind. Ein Impulsgenerator (nicht gezeigt) ist an den Eingang des Binärzählers
angeschlossen, dessen Ausgang mit einer automatischen Maschine, wie einer automatischen
Schweißmaschine (nicht gezeigt), verbunden ist, so daß eine zeitliche Einstellung
und Steuerung der verschiedenen Betriebsabläufe der Maschine erfolgen kann.
-
Der Schalter ist für die Dauer des erwünschten Betriebsablaufes auf
den gewünschten numerischen Wert eingestellt, so daß einige der sieben Kontaktpaare
15 von den Nockenerhebungen 11 berührt werden. Ein Triggerimpuls wird dabei von
dem Streifen
45 über die Dioden 43, über die im Eingriff
stehenden Kontaktpaare 15 und die entsprechenden Anschlußstreifenenden 47 der Innenfederkontakte
dem Binärzähler zugeführt. Damit ist ein binärkodierter Impuls dem Binärzähler zugeführt,
der so eingestellt wird, daß er eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen des Impulsgenerators
in Abhängigkeit von der Einstellung des Kodierungsschalters zählt, wobei der Zähler
imstande ist, die Dauer jedes Betriebsvorganges der automatischen Maschine zu steuern.
-
In diesem Anwendungsfall des dargestellten Schalters sind die Abgreifkontakte
36 und 37 an eine Kondensator-Ladeschaltung (nicht gezeigt) angeschlossen, die zusammen
mit der Reihenschaltung der Widerstände 31 eine Zeitschaltung bildet. Diese Zeitschaltung
ist an die automatische Maschine als Sicherheitskontrolleinrichtung für den Binärzähler
angeschlossen, wobei die Elemente dieser Schaltung hinsichtlich der Werte so gewählt
sind, daß die gleiche Zeitdauer erzielt wird wie mit dem Binärzähler in jeder eingestellten
Stellung des Schalters.
-
Normalerweise wird eine Anzahl der dargestellten Schalter an den Binärimpulszähler
angeschlossen sein, um für jede der zeitlich einzustellenden Betriebsabläufe einen
Schalter aufzuweisen. In diesem Fall werden die Kodierausgänge sämtlicher Schalter
parallel über einen gemeinsamen Satz von sieben Eingangsleitungen an den Zähler
angeschlossen sein. Jeder der Schalter ist für den besonderen Vorgang, den er steuert,
genau eingestellt, wobei die Triggerimpulse dann von der Triggerimpulsquelle, wie
oben beschrieben, jedem der Schalter zugeführt werden, wenn der Betrieb der automatischen
Maschine fortgesetzt wird. Ein irgendeinem Schalter zugeführter Triggerimpuls kann
zufolge der Wirkung der Dioden 43 die Kontaktpaare der anderen, dazu parallel geschalteten
Schalter nicht durchlaufen. In einigen Anwendungsfällen des Kodierungsschalters
ist der gesamte Bereich von hundert Stellungen nicht erforderlich, wenn ein Bereich
von sechzig Stellungen beispielsweise ausreicht. Diesem Zweck entsprechend können,
falls erwünscht, Anschläge (nicht gezeigt) vorgesehen sein, durch die die Bewegung
der Trommel 9 auf den gewünschten Bereich beschränkt ist.