DE1303409B - - Google Patents

Description

Die Erfindiiiitx bezieht sich auf einen kapazitiven Tastschalter, bestehend aus einem Oszillator und einem diesem nacligesclialtetcn SchaItcrkrcis sowie einem dem Verstimmen des Oszillators dienenden Tastelement.

HeimSteuern von Arbeitsmaschinen ist es bekannt, kapazitive Tastschalter zu verwenden, die im wesentlichen aus einem schwingenden und einem schaltenden Kreis bestehen.

Bei einem bekannten, kapazitiven Tastschalter dieser Art wird der schwingende Kreis im wesentlichen von einem Glimmiampcnkippgcnerator gebildet, der wiederum von einem Widerstand und mehreren Kondensatoren besteht und hinter dem der eigentliche Schaltkreis angeschlossen ist. Zusätzlich zu diesem Schaltkreis ist an dem schwingenden Teil dieses Tastschalter ein die Schwingimgsamplitudc des Kippgcncrators beeinflussendes Tastelemcnt vorgesehen. Dieses Tastelcmcnt nutzt die Körperkapazität des Bedienenden, um die Schwinguiigsamplitude des Kippgcncrators zu erhöhen. Diese erhöhte Schwingungsamplitiide wird dem Schalterkrcis und hier insbesondere einem Thyristor zugeführt, der wiederum ein ihm nachgeschaltctes Schaltreiais betätigt. Der auf diese Weise dem SchaIlcrkreis zu entnehmende Impuls wird der Steuerung der zu bedienenden Arbeitsmaschine zugeführt. Bei dem bekannten Tastschalter wird es als störend empfunden, daß durch die Anwendung einer Glimmlampe als Bestandteil des Kippgencralors eine hohe Betriebsspannung erforderlich ist, die im wesentlichen weit über der üblichen Betriebsspannung üblicher llalblcitcrschaltclcmcntc liegt. Ferner ist zur Anpassung an eine normale Relaisbetricbsspannung ein Transformator erforderlich, wodurch der Schaltcrkrcis erheblich aufwendig wird (Zeitschrift »Electronics World«, Mai 1963, S. 34 bis 37).

Es ist ferner bekannt, einen Schwingungserzeuger zu fertigen, bei dem zwei aufeinander abgestimmte Schwingkreise nach der Huth-Kiihn-SchaItungzusamniengeschaltet sind. Bei dieser Huth-Kühn-Schaltung zeichnen sich die Schwingkreise dadurch aus, daß der Gitter- und Anodenkreis auf die zu erzeugende Frequenz abgestimmt sind. Die Rückkopplung der Schwingkreise erfolgt dabei über die Gitter-Anoden-Kapazität der Röhre. (Lueger-Lexikon der Technik, 4., vollständig neu bearbeitete und erweiterte Auflage, Bd. 2, Grundlagen der Elektrotechnik und Kerntechnik.)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kapazitiven Tastschalter zu schaffen, der verschlcißfrei in einem niederen Spannungsbcreich arbeitet, zu FehlschaItungcn keinen Anlaß gibt und zudem sich für übliche Kontaktstciicrungen eignet.

Diese Aufgabe wird bei einem kapazitiven Tastschalter der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Oszillator gebildet ist aus zwei Schwingkreisen und einem Transistor, der durch integrierte Schirmung eine geringe Kapazität zwischen Kollektor und Basis aufweist, und daß parallel zum Basis- und Kollckloranschhiß des Transistors ein regelbarer Kondensator zugeschaltet ist.

Durch diese Maßnahmen ist die Fertigung eines Taslschaliers möglieh, der sich durch besondere Fimktionssicherheit auszeichnet. Dieser Tasischailer ist völlig unempfindlich gegen Störinipulse und Sireiispannungen, da er im Gegensatz zu Kaltkathodcn, Rclaisröhren, Thyratrons oder Feldeffekttransistoren

keine hohe Eingangsimpedanz hat. Ebenso hat dieser Tastschalter bei Betätigung desselben durch eine mit Reibungselektrizität aufgeladene Bedienungsperson eine geringe Eingangsimpedanz, um die Spannung 5 ohne die Gefahr der Zerstörung von Bauteilen abzubauen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Tastschalter infolge UncmpfindIicIikcit gegen Störimpulsc, die beispielsweise durch direkte Sonneneinstrahlung oder hohe Umgebungstemperatur hcrvorgerufen werden können, keinen Anlaß zu Dauerkommandos gibt, so daß seine Anwendung beispielsweise für Aufzugsanlagcn besonders vorteilhaft ist. Im Gegensatz hierzu können Kaltkathodcn, Rclaisröhren oder Thyratrons bei direkter Sonncncinstrahlung oder hoher Umgebungstemperatur, insbesondere bei Bränden, zu derartigen, unerwünschten Fchl- bzw. Daucrkommandos führen. Der Tastschalter gemäß der Erfindung eignet sich darüber hinaus besonders für Steuerpulte mit einer Vielzahl von Tastschaltern, da dessen Schaltung so ausgeführt ist, daß weder eine den HF-Gesetzen widersprechende Störstrahlung noch eine gegenseitige Beeinflussung der Tastschalter auftritt. Außerdem kann der Tastschalter gemäß der Erfindung infolge einer optimalen Empfindlichkeit von einer Handschuhe tragenden oder sonstwie isolierenden Person betätigt werden, was insbesondere bei sterilen Arbeiten, wie in Operationsräumen od. dgl. wesentlich ist. Außerdem läßt sich der Tastschalter ais Massenartikel ohne großen Aufwand fertigen. Darüber hinaus kann die Empfindlichkeit des Taslschallers mittels des regelbaren Kondensators so fein eingestellt werden, daß selbst ein Annähern des Tastschaltcrs auf 1 bis 2 mm ein Auslösen des Impulses bewirkt.

Um die erforderliche hohe Tastempfindlichkeit zu erreichen, ist es erforderlich, an sich bekannte Transistoren in sogenannter IS-Technik (integrierte Schirmung) im Oszillator vorzusehen. Derartige Transistoren haben gegenüber solchen ohne Schirmung versehenen Transistoren eine so geringe Kapazität zwischen Kollektor und Basis, daß diese Transistoren weder die Oszillatorschwingungcn einleiten, noch diese aufrechterhalten können.

In der Zeichnung ist der Tastschalter gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Der Tastschalter 1 wird im wesentlichen von zwei Schwingkreisen 2, 3 und einem zwischen diesen liegenden Transistor 4 sowie einem am einen Schwingkreis 2 angeschlossenen Tastelement gebildet. Der eine Schwingkreis 2, der aus einer Induktivität 6 und einem Kondensator 7 besteht, ist mit einem seiner Anschlüsse mit dem Tastelement 5 und mit einem weiteren Anschluß mit der Basis des Transistor 4 verbunden. Der andere Schwingkreis-, der eine InduktivitätS und einen einstellbaren Kondensator 9 aufweist, ist über eine Anzapfung der Induktivität mit dem Kollektor des Transistors 4 verbunden. Der Transistor 4 weist eine interne Rückkopplungskapazität .10 auf, die allein nicht ausreicht, um eine Schwingung zu entfachen oder aufrechtzuerhalten. Um dies zu ermöglichen, ist parallel zum Basis- und Kollekloraiischluß des Transistors 4 eine einstellbare Kapazität 11 vorgesehen. Diese Kapazität 1I ermöglicht eine so feine Einslellung des von den beiden Schwingkreisen 2, 3 gebildeten Oszillators, daß emc geringe Veisiininuing des einen Schwingkreises 1 durch Annähern oder Beriihivn des Tastelemcntes S von eTncr"Person die Sciiwiiigung abreißen läßt. In-

Claims (1)

1. folge dieser feinen Einstelluiigsmöglichkcit mittels der einstellbaren Kapazität Il wird erreicht, daß schon bei einer Anniiliei iiiig von I bis 2 mm die Schwingung im Oszillator abreißt. Uni den Befehl, der durch das Annähern oiler Berühren des TastclementesS ausgelöst wird, auf einen Steuerkreis überleiten zu können, ist der eine, der sogenannte Kollektorsehwiiigkreis 3 mit einer Wicklung 12 versehen, mittels der die Schwingung abgeglitten, in einem Gleichrichter 13 gleichgerichtet und einer SchaItstufe .14 zugeführt wird. Die SehaIlstufc 14 wird dabei von einem Transistor gebildet, dessen Basis mil dem Gleichrichter 13 und dessen Kollektor mit einem Belastungswiclcrstand verbunden ist. Diese vorbeschriebene Schaltung ist über einen Widerstand 16 mit der Vcrsorgungsspannung verbunden. Durch die Veränderung der Belastungsverhältnisse, verursacht durch die Kriterien Schwingen bzw. Nichtschwingen der OszillatorscIiaI-tung, ergibt sich eine Spannungsänderung am Punkt 17. Diese Spanmingsänderung wird in einer TriggcrschaltungJS in diskrete Werte umgesetzt, wobei in der Triggerschaltiiiig noch ein Verstärker vorhanden sein kann, der ein Relais 19 zum Ansprechen bringt.

   Letztgenanntes ist der Fall, wenn mit dem elektronischen Tastschalter 1 normale Schütz- oder Rclaisschailungcn betätigt werden sollen. Falls Steuerungen in Halbleitcrtechnik benutzt werden, wird das Ausgangssignal der Triggerschallung 18 direkt zur Befehlsgabe benutzt. Die Schaltung des elektronischen

   Tastschalters 1 ist mil einem weiteren Kondensator 20 verseilen, welcher verhindert, daß die Oszillalorwechsclspannung zu einer Vcrbindungslcitung 21 gelangt, und daß von der Vcrbiiulungslcitung aufgcfangene Slörsignalc den Tastschalter 1 bccinP.usscn. Dies ist ein besonderer Vorteil, wenn zwischen dem elektronischen Tastclcnient 5 und der zugehörigen Triggcrschaitung 18 längere Leitungen nötig sind, wie dies beispielsweise bei Aufzugsanlagcn, bei denen die

   ίο Kommandogabe an den Haltestellen und in der Kabine durch die elektronischen Tastclcmentc 5 erfolgt, und die Ausgangssignale der Tastclcmcntc über Schachtlcitungen und Hängckabcl den Triggern in der Aufzugsstcucrimg im Maschinenraum zugeführt werden, wie dies in der Regel der Fall ist.

   Patentanspruch:

   Kapazitiver Tastschalter, bestehend aus einem ao Oszillator und einem diesem nachgeschalteten Schalterkreis sowie einem dem Verstimrhen des Oszillators dienenden Tastelcmcnt, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator gebildet ist aus zwei Schwingkreisen (2, 3) und einem Transistor (4), der durch integrierte Schirmung eine geringe Kapazität, zwischen Kollektor und Basis aufweist, und daß parallel zum Basis- und Kollcktoranschliiß des Transistors (4) ein regelbarer Kondensator (11) zugeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen