DE1537946B2 - Vorrichtung zum schalten eines veraenderlichen potentials insbesondere zur verwendung als codierungsschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalrvor- eine kapazitive Kopplung von Flächen erzielt werden

richtung und insbesondere eine neuartige Schaltvor- kann. Mindestens eines der Elemente ist mit Bezug

richtung, die für Mehrfach-Tastaturschalter geeig- auf die anderen beweglich, so daß das Koppeln nur

net ist. in einer bestimmten relativen Stellung der drei EIe-

Bekanntlich arbeitet der übliche elektronische 5 mente und vorzugsweise in keiner anderen Stellung

Rechner auf der Basis eines numerischen oder logi- erfolgt. Wie sich aus dem nachfolgenden ergibt, kann

sehen Systems, das kein Dezimalsystgiii ist, wegen durch eine entsprechende Wahl der Art und der Stel-

der Schwierigkeit bei der Manipulation der Dezimal- lung der Geber- und Empfangsflächen sowie der

Schreibweise oder einer mehrwertigen Logik. Da dielektrischen Öffnungen das Codieren unmittelbar

jedoch Daten meistens in Dezimalform vorliegen, ist io durch die Schalter leicht durchgeführt werden,

eine von Hand bedienbare Eingabetastatur für einen Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich

Rechner gewöhnlich zur Informationsaufnahme in aus der nachfolgenden näheren Beschreibung einer

Dezimalform ausgebildet. Die Vorrichtung erfordert beispielsweisen Ausführungsform in Verbindung mit

daher gewöhnlich eine Einrichtung zum Codieren der den Zeichnungen, und zwar zeigt

Dezimaleingangsdaten in ein anderes numerisches 15 Fig. 1 in schematischer Darstellung eine schau-

System, gewöhnlich in ein Binärsystem, das für den bildliche Ansicht, teilweise weggebrochen, eines zu-

Gebrauch für Maschinen geeigneter ist. sammengebauten erfindungsgemäßen Schalters,

Eine herkömmliche Eingabetastatur besitzt eine F i g. 2 eine schaubildliche Ansicht in auseinander-

Vielzahl von Tasten, von denen jede zur Betätigung gezogener Darstellung, welche das Verhältnis und die

eines mechanischen Schalters angeordnet ist. 2° Einzelheiten einer Anzahl der Elemente des Schal-

Der Zustand der Tastaturschalter wird in ein geeig- ters nach Fig. 1 zeigt,

net codiertes Signal entweder durch Verwendung von F i g. 3 eine Teilansicht eines Teils der in F i g. 1

Crossbarschaltern, in welchen das Codieren uiimit- dargestellten Ausführungsform im Schnitt nach der

telbar geschieht, oder durch die Verwendung ein- Linie 3-3 in Fig. 1,

fächer mechanischer Schalter mit einer Hilfseinrich- 25 F i g. 4 in schematischer Darstellung eine schautung, beispielsweise einer Diodenmatrix zum Codie- bildliche Ansicht, welche das Verhältnis einer Anren, umgewandelt. Derjenige Teil des mechanischen zahl gewählter Elemente der Ausführungsform nach Schalters, der von Hand bev/egt wird, ist gewöhnlich F i g. 1 zeigt, wenn sich der Schalter in einer leitenein stromführendes Element, so daß das letztere so den Stellung befindet,

isoliert werden muß, daß die Bedienungsperson nicht 30 F i g. 5 eine schematische Darstellung, welche die

dem Strom ausgesetzt wird. Natürlich besteht bei den Elemente nach F i g. 4 zeigt, wenn sich der Schalter

beiden vorgenannten Arten von Schaltern eine Reihe in einer nichtleitenden Stellung befindet und

weiterer Probleme, die durch deren mechanischen F i g. 6 ein schematisches Schaltbild, teilweise in

Aufbau bedingt sind. Beispielsweise ist das Schalten Blockform, welche eine Ausführungsform der Erfin-

mit mechanischen Kontakten im allgemeinen nicht 35 dung zur Mehrfach-Signalcodierung zeigt,

geräuschlos und unterliegt Schaltstößen und dem Wie erwähnt, soll die erfindungsgemäße Schalt-

Kontaktprellen. Schalter mit mechanischen Kon'cak- einrichtung Ein- und Ausgangsklemmen durch eine

ten sind ferner an den Kontaktflächen einem Ver- kapazitive Kopplung verbinden, so daß das Signal an

schleiß ausgesetzt, so daß sie eine begrenzte Lebens- der Eingangsklemme ein sich veränderndes Potential,

dauer und Betriebszuverlässigkeit haben. 40 d. h. ein sich kontinuierlich veränderndes Potential,

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaf- beispielsweise eine sinusförmige Spannung oder ein

fung einer neuartigen Schalteinrichtung zugrunde, die sich sprunghaft veränderndes Potential, wie es z. B.

zum Codieren von Signalen besonders geeignet ist, bei einer Ansteuerung mit Impulsen od. dgl. auftritt,

ohne daß die vorerwähnten Probleme der Schalter Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform

mit mechanischen Kontakten bestehen und die Schaf- 45 der Erfindung besitzt ein Geberelement 20 mit min-

fung einer Schalteinrichtung von erhöhter Zuverläs- destens einer länglichen Platte 22 aus elektrisch lei-

sigkeit, da das Schalten ohne Kontaktlichtbogen- tendem Material, wie Kupfer od. dgl. Die eine Fläche

bildung, Prellen oder Verschleiß geschieht. der Platte trägt ein elektrisch isolierendes Element 24

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß beispielsweise aus einem Emaille- oder anderen didurch einen Schalter mit drei Elementen gelöst, bei 50 elektrischen Material. Eine weitere dünne Schicht aus welchen lediglich bei Wechselspannungen geschaltet elektrisch leitendem Material 26 liegt auf der Isolierwird. Der Schalter besitzt ein erstes Element mit schicht 24 auf. Ein Bereich oder mehrere Bereiche einer Signalabgabefläche und ein zweites Element mit der Platte 22 sind von beiden Schichten 24 und 26 einer Signalempfangsfläche, welche beiden Elemente freigelassen, so daß mindestens ein gesonderter, freiso angeordnet sind, daß ein Zwischenraum zwischen 55 liegender, nicht isolierter Flächenteil 28 des elekden beiden einander zugekehrten Flächen vorhanden irisch leitenden Materials der Platte 22 vorhanden ist, ist. Das dritte Element ist eine elektrisch leitende d. h. eine Öffnung durch die Schichten 24 und 26. elektrostatische Abschirmung, die zwischen den Wenn mehr als ein nicht isolierter Teil 28 vorgesehen Empfangs- und Abgabeflächen angeordnet ist. Wenn ist, ist jeder solcher Flächenteil von den anderen das erste Element mit einer Quelle einer sich verän- 60 durch die zwischenliegenden Schichten 24 und 26 dernden Spannung verbunden ist, verhindert natürlich getrennt. Wie ersichtlich, sind alle nicht isolierten das Vorhandensein einer elektrostatischen Abschir- Flächenteile 28 miteinander durch den Körper der mung zwischen der Empfangsfläche und der Abgabe- Platte 22 elektrisch verbunden. Die Platte 22 ist mit fläche das Auftreten einer kapazitiven Kopplung des einer Wechselspannungsquelle verbunden. Die Schicht Signals an der Abgabefläche mit der Empfangsfläche. 65 26 liegt an der Masse des Systems und bildet daher Die Abschirmung ist daher so ausgebildet, daß ein eine elektrostatische Abschirmung in bezug auf die Teil derselben nicht elektrisch leitend ist, sondern anderen Bereiche der Fläche der Platte 22, die sich eine dielektrische Öffnung aufweist, durch welche unmittelbar unter der Schicht 26 befinden.

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Im Abstand vom Element 20 ist ein Empfangs- außerdem eine elektrostatische Abschirmung 36 in element 30 vorgesehen, das bei der dargestellten Form eines Metallstreifens, der U-förmig gebogen Ausführungsform einen langgestreckten Träger in und so bemessen ist, daß er sich außerhalb des EIe-Form eines Schichtträgers 32 aus Isoliermaterial, bei- ments 20, jedoch innerhalb des Zwischenraums zwispielsweise aus Glas oder aus glasfaserverstärktem 5 sehen dem Element 20 und dem Element 30 befindet. Epoxyharz, aufweist. Auf einer Fläche, des Schicht- Das Element 36 ist zur Bewegung innerhalb des Zwiträgers 32 ist in Überdeckung mit jedem'Flächenteil schenraums zwischen dem Element 20 und dem EIe-28 (d. h. gegenüberliegend im Zwischenraum zwi- ment 30 in der folgenden Weise angeordnet: es ist sehen dem Geberelement 20 und dem Empfangs- eine obere Platte 42 mit einer Mittelöffnung 43 vorelement 30) ein entsprechendes elektrisch leitendes io gesehen, in welcher das Abschirmungselement 36 Element, z. B. ein flacher Metallstreifen 34, angeord- gleitbar angeordnet ist. Ferner sind nicht gezeigte net. Wenn mehr als ein solcher Streifen erforderlich Mittel vorgesehen, welche die Platte 42 parallel zur ist, da mehr als ein Flächenteil 28 vorhanden ist, be- Platte 40 halten. An der Innenseite des Stegteils des finden sich die Streifen voneinander in Abstand und U-förmigen Elements 36 ist starr ein Bolzen 44 angewerden durch den Schichtträger 32 voneinander elek- 15 ordnet, der sich in der Mitte zwischen den Schentrisch isoliert gehalten. kein des U-förmigen Elements und parallel zu diesen Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die erstreckt. Auf dem Bolzen 44 ist eine Schiene 46, die Elemente 20 und 30 zueinander fest angeordnet, so sich senkrecht zum Bolzen 44 erstreckt und so bedaß sich jeder Flächenteil 28 genau gegenüber einem messen ist, daß sie länger als die Breite der Abschirentsprechenden Streifen 34 befindet. Zwischen den 20 mung 36 ist, gleitbar angebracht, so daß sie sich vom beiden Elementen 20 und 30 befindet sich eine be- Stegteil der letzteren nach außen erstreckt und daher wegliche elektrostatische Abschirmung 36 aus einem an ihr die Randteile des Umfangs der Öffnung 43 in elektrisch leitenden Material, die mit mindestens einer der Platte 42 anliegen. Um den Bolzen oder Stift 44 Öffnung 38 versehen ist. Die Öffnung 38 kann ein- herum ist eine Feder 48 angeordnet, deren eines fach ein Loch sein oder ein Loch, das ein dielektri- 25 Ende am abgelegenen Ende des Stiftes verankert ist, sches Material enthält. Wenn die einander zugekehr- während ihr anderes Ende an der Schiene 46 benachten Flächen des Geberelements und des Empfangs- bart dem Bolzen oder Stift verankert ist. Ein von elements im wesentlichen eben sind, kann die elek- Hand bedienbarer Knopf 50, der an seiner Oberseite trostatische Abschirmung einfach eine flache Metall- eine Ziffer oder anderes Zeichen trägt, ist an der platte mit einer oder mehreren Öffnungen 38 in 30 Außenseite des Stegteils des Abschirmungselements geeigneter Anordnung sein, v/ie sich aus dem Nach- 36 befestigt.

folgenden ergibt. In dem in F i g. 1 dargestellten Zustand dient, Die bewegliche Abschirmung 36 ist innerhalb des wenn das Abschirmungselement 36 in der Öffnung Zwischenraumes zwischen den Elementen 20 und 30 43 der Platte 42 so angeordnet ist, daß die Schiene so angeordnet, daß in einer einzigen Stellung der 35 46 auf der Unterseite der Platte 42 aufliegt, die Feder Abschirmung jede Öffnung 38 zwischen einem sich 48 dazu, das Abschirmungselement in einer normalen überdeckenden Paar aus einem Flächenteil 28 und Stellung zu halten, in welcher (wie in F i g. 5 scheeinem Streifen 34 liegt, so daß ein sich veränderndes matisch dargestellt) die Öffnungen 38 im Abschir-Potential am Teil 28 mit dem sich in Deckung befin- mungselement 36 sich völlig außerhalb der Verbindenden Streifen 34 kapazitiv gekoppelt werden kann. 40 dungslinie zwischen jedem Flächenteil 28 dem dazu-In allen anderen Stellungen der Abschirmung ist das gehörigen Streifen 34 befindet. Wenn auf den Knopf elektrisch leitende Material der Abschirmung zwischen 50 ein Druck von Hand ausgeübt wird, um das Abdem sich in Deckung befindenden Plattenpaar ange- schirmungselement nach unten durch den Zwischenordnet. Da die Abschirmung 36 ferner an Masse liegt, raum zwischen den Elementen 20 und 30 zu bewebildet sie eine elektrostatische Abschirmung, welche 45 gen, bewegt sich, da das eine Ende der Feder 48 ineine kapazitive Kopplung verhindert, wenn sie zwi- folge der Anlage der Schiene 46 und der Platte 42 sehen einem sich in Überdeckung befindenden Platten- aneinander in fester Lage gehalten wird, das andere paar liegt. Ende der Feder zusammen mit dem Stift 44, so daß Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- die Feder unter Druckspannung gesetzt wird. Naturgemäßen Schalters, der besonders zur Verwendung 5° lieh hat die Feder nach dem Aufhören des Druckes als Tastenschalter geeignet ist, ist in F i g. 1 und 2 auf den Knopf 50 das Bestreben, das Abschirmungsdargestellt, bei welcher das Geberelement 2© eine element 36 in seine Ruhestellung zurückzuführen. U-förmig gebogene Platte ist, wobei zwischen den Für die Zwecke der Fertigung ist jedes Empfangsdie Schichten 24 und 26 tragenden Flächen das elek- element 30 vorzugsweise in einer Ausführungsform irisch leitende Material der Platte 22 freiliegt. Wie 55 von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art vorgeersichtlich, sind infolge der U-Form des Elements 20 sehen, bei welcher jedes Element 30 die gleiche Anzwei nach außen gerichtete Flächen vorhanden, von zahl Streifen 34 aufweist, von denen jeder einem denen jede eine oder mehrere Flächenteile 28 haben Codekanal entspricht. In F i g. 4 und 5 ist beispielskann. Gegenüberliegend jedem Arm des U-förmigen weise ein Element 30 dargestellt, das vier Streifen Elements 20 befindet sich daher ein entsprechendes 60 34A, 34B, 34C und 34D trägt, so daß vier Aus-Empfangselement 30, das mit mehreren Streifen 34 gangskanäle vorgesehen sind, von denen jeder seine versehen ist. Für jeden Flächenteil 28 des Elements eigene gesonderte Zuleitung 52 A, 52 B, 52 C bzw. 20 ist ein sich in Überdeckung befindlicher entsprechen- 52 D hat. Nun kann beispielsweise angenommen werder Streifen 34 vorhanden. Jedes der Elemente 30 ist den, daß nur der eine Schenkel des U-förmigen ferner fest auf einer Basis 40 im richtigen Verhältnis 65 Geberelements 20 zwei Flächenteile trägt, die in zu den nach außen gerichteten Flächen des Elements Fi g. 4 und 5 mit 28 Λ und 28 C bezeichnet sind und 20 befestigt. sich mit entsprechenden Streifen 34 Λ und 34 C in Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Schalter besitzt Deckung befinden. Aus Fig. 5 ergibt sich, daß,

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wenn sich das Abschirmungselement 36 in seiner Die Gestaltung der drei Grundelemente ist nicht Ruhestellung befindet, das elektrisch leitende Mate- besonders wichtig. Beispielsweise können die Flächen rial des Körpers des letzteren völlig zwischen dem gekrümmt, gewellt oder sonstwie sein, vorausgesetzt Teil 28,4 und dem Streifen 34,4 und zwischen dem natürlich, daß eine geeignete Bahn für die Bewegung Teil 28 C und dem Streifen 34 C liegt. Das Abschir- 5 des Abschirmungselements zwischen den Gebermungselement 36 besitzt, wie gezeigt, zwei dielektri- und Empfangselementen vorgesehen ist und die letzsche Öffnungen, die mit 38A und*38C bezeichnet teren einander eng benachbart sind, um eine kapasind. Die letzteren Öffnungen sinn "so- angeordnet, zitive Kopplung zu ermöglichen. Die Zahl und die daß, wenn das Abschirmungselement 36 in eine Anordnung der Flächenteile, dielektrischen Öffnun-Schaltstellung wie in F i g. 4 gezeigt, bewegt wird, io gen und Empfangsstreifen, die erforderlich sind, die dielektrischen Öffnungen dann zwischen dem Teil hängt natürlich von dem besonderen verwendeten 28/4 und dem Streifen 34 A, die in Überdeckung sind, Codierschema ab. Beispielsweise kann der Schalter und zwischen dem Teil 28 C und dem Streifen 34 C, verwendet werden zum Umsetzen von dezimal in die sich ebenfalls überdecken, liegen, so daß ein binär, in einen Dreier-Exzeß-Binärcode, in einen Signal von sich veränderndem Potential am Element 15 reflektierten Binärcode, um nur einige wenige der 20 nur mit diesen beiden Streifen kapazitiv gekoppelt vielen möglichen Codes zu erwähnen. Ferner ist zu werden kann. Um sicherzustellen, daß es nur eine erwähnen, daß, obwohl bei der beschriebenen Auseinzige Stellung gibt, bei welcher dies geschehen führungsform die elektrostatische Abschirmung selbst kann, da mehrere Flächenteile und entsprechende beweglich ist und die Geber- und Empfangselemente dielektrische Öffnungen vorhanden sein können, sind 20 feststehend sind, andere Ausführungsformen vorgedie Teile 28 und die Öffnungen 38 mit Bezug auf das sehen werden können, bei welchen das Geberelement Element 20 und das Abschirmungselement 36 so an- oder das Empfangseiement beweglich ist, während geordnet, daß sich keine Flächenteile mit einer Öff- die beiden anderen Elemente feststehend sind. Die \ , nung in irgendeiner anderen Stellung des Abschir- gezeigte Ausführungsform hat jedoch einen wesent- *- mungselements in Überdeckung befinden. Dies kann 25 liehen Vorteil, der darin besteht, daß das bewegliche '^i% dadurch erreicht werden, daß die dielektrischen Öff- Element an Masse liegt, so daß es keinen Strom nungen am Abschirmungselement zu der Bewegungs- führt, wenn der Schalter leitend ist, was einen wesentrichtung des Abschirmungselements verschoben liehen Sicherheitsfaktor darstellt. Durch die Verwenangeordnet sind, so daß, wenn das Abschirmungs- dung der Schichten 24 und 26 ist gewährleistet, daß element in der erwähnten Richtung bewegt wird, jede 30 Signale nur gekoppelt werden können, wenn sich die dielektrische Öffnung eine einzige Bahn mit Bezug Abschirmung in ihrer Geberstellung befindet. Außerauf das Geberelement bestreicht und nicht mehr als dem kann das Empfangselement 20 ein zusammenein einziger Flächenteil 28 innerhalb jeder solcher gesetztes Element sein, welches durch gestapelte einzigen Bahn liegt. Schichten von aufeinanderfolgend abwechselnden Bei dem gegebenen Beispiel kann ferner angenom- 35 elektrisch leitenden und elektrisch isolierenden Platinen werden, daß jeder Schalter eine besondere ent- ten gebildet wird. In diesem Falle würde das Abschirsprechende Dezimalzahl in ihr binäres Äquivalent mungselement 36 eine normale Stellung haben, in codieren soll und daß das Abschirmungselement des welcher jede seiner dielektrischen Öffnungen einer Schalters nach F i g. 4 und 5 die Dezimalzahl 5 ge- entsprechenden Isolierschicht des Geberelements bekennzeichnet. In diesem Falle bilden die Zuleitungen 40 nachbart ist, und würde in eine Stellung beweglich 52 A bis 52 D die Binär-Kanäle 1, 2, 4 und 8. Wenn sein, in welcher jede Öffnung einer elektrisch leitennun dem Element 20 ständig ein sich veränderndes den Schicht zugekehrt ist oder sich mit dieser in Potential aufgeprägt wird, und sich das Abschir- Deckung befindet.

mungselement in seiner normalen Stellung befindet, Da die vorangehend beschriebene Schaltvorrich- Γ wird keine der Ausgangsleitungen 52 A bis 52 D er- 45 tung eine direkte Codierung ermöglicht, läßt sich ^*"¹ regt. Wenn das Abschirmungselement in eine Stellung leicht ein Mehrfachtastenfeld bauen, bei dem eine nach unten gedrückt wird, in welcher eine kapazitive Anzahl solcher Schaltvorrichtungen verwendet wird. Kopplung zwischen den Flächenteilen28,4 und 28C In Fig. 6 ist ein Schaltschema einer solchen Tasta- und den entsprechenden Streifen 34,4 und 34 C statt- tür gezeigt, welche der übersichtlicheren Darstellung findet, dann werden die Ausgangsleitungen 52,4 und 50 halber auf drei solche Schalter beschränkt ist. Bei der 52C erregt. Da dies die Binär-Kanäle 1 und 4 sind, Ausführungsform nach Fig. 6 sind eine veränderergibt sich, daß durch das bloße Niederdrücken des liehe Spannungsquelle, beispielsweise ein Sinus-Abschirmungselements in seine leitende Kopplungs- Oszillator 52, und drei Schalter vorgesehen, die allstellung selbsttätig das richtige binäre Signal an den gemein mit 54, 56 und 58 bezeichnet sind. Die drei Ausgangsklemmen des Schalters geliefert wird. Wenn, 55 Schalter sind einander insofern gleich, als sie alle wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, ein Doppelschaltmecha- (nur für den Schalter 54 beispielsweise angegeben) nismus wegen der Zwillingsschenkel des U-förmigen ein Geberelement bzw. eine Geberschiene 60, ein Elements 20 und des Abschirmungselements 36 vor- Abschirmungselement bzw. eine Taste 62 und eine handen ist, kann das Ausgangssignal auf zweimal so Anzahl von fünf Empfangselementen oder Streifen viele Kanäle codiert werden als bei nur einem ein- 60 64A, 64B, 64C, 642? und 64/ aufweisen. Alle zigen Paar von Geber- und Empfangsflächen. Natur- Geberelemente der Schalter sind mit dem Oszillator lieh ist nur ein einziger Flächenteil 28 und eine ent- 52 verbunden und alle Tasten 62 liegen an Masse, sprechende dielektrische Öffnung 38 zur Lieferung Die drei Schalter unterscheiden sich voneinander eines binären Ausgangssignals an einen einzigen Bi- nur in der Zahl und in der Lage der dielektrischen närkanal erforderlich, während vier solche Flächen- 65 Öffnungen, welche in dem jeweiligen Abschirmungs- j teile und dielektrische Öffnungen zum Codieren von element bzw. in der jeweiligen Taste 62 angeordnet | Dezimalzahlen notwendig sind, die eine Aktivierung sind. Beispielsweise kann angenommen werden, daß j von mindestens vier Kanälen erfordern. die Taste 62 des Schalters 54 durch die Dezimal- j

zahl 3 gekennzeichnet ist, die Taste 62 des Schalters Der Ausgang jedes der Phasendetektoren 76, 78

56 durch die Dezimalzahl 4 und die Taste 62 des und 80 ist je mit einem entsprechenden Eingang eines Schalters 58 durch die Dezimalzahl 5, und daß die jeweiligen Ausgangstreibers oder -Verstärkers 82, 84 Schalter diese Dezimalzahlen direkt in Binärausgänge und 86 verbunden, der sich normalerweise in einem codieren sollen, wenn eine Taste gedrückt wird. 5 Ruhezustand befindet. Die Verstärker sind vorzugs-

In einem solchen Falle können die. Ausgänge der weise an eine gemeinsame Stromversorgung 88 anStreif en 64 Λ, 64 B und 64 C als die Jfinärkanäle 1, 2 schaltbar und treten bei einem solchen Anschalten in und 4 betrachtet werden. Die Taste%2 des Schalters Tätigkeit, d. h., sie liefern Ausgangssignale, die den 54 besitzt dann zwei Öffnungen, welche die Aufgabe an ihren Eingangsklemmen jeweils vorhandenen Aushaben, eine Kopplung des Signals an der Geber- io gangssignalen entsprechen. Beispielsweise können die schiene mit den Streifen 64 Λ und 64 B zu ermög- Verstärker 82, 84 und 86 Transistoren sein, deren liehen. Die Taste 62 des Schalters 56 hat nur eine Basiselektroden mit entsprechenden Phasendetektoreinzige Öffnung, die das Koppeln des entsprechenden Ausgangsklemmen verbunden sind und deren Kollek-Streifens 64 C ermöglicht, und die Taste 62 des torelektroden über eine geeignete Impedanz an die Schalters 58 besitzt Öffnungen, die das Koppeln mit 15 Stromversorgung 88 anschaltbar sind, während der den entsprechenden Streifen 64,4 und 64 C dieses Emitter an Masse liegt.

Schalters ermöglichen. Alle Streifen 64,4 aller Schal- Die Verstärker 82, 84 und 86 sind an die Strom-

ter sind miteinander verbunden und ihrerseits mit Versorgung 88 über ein Paar von in Reihe geschaldem Eingang eines Verstärkers 66 verbunden. In teten Schaltern 90 und 92 anschaltbar, die beispielsähnlicher Weise sind die Streifen 64 B miteinander 20 weise Transistoren od. dgl. sein können. Der erstere und mit dem Eingang eines Verstärkers 68 verbun- ist normalerweise leitend, während letzterer gewöhnden, während die Streifen 64 C miteinander und mit lieh gesperrt ist. Die Verstärker 82, 84 und 86 sind dem Eingang eines Verstärkers 70 verbunden sind. daher normalerweise im Ruhezustand. Diese Verbindungen bestehen vorzugsweise über ab- Die Schalter 90 und 92 sind mit den Verstärkern „

geschirmte Leitungen, um eine geringstmögliche 25 72 und 74 verbunden, so daß sie in Abhängigkeit von Signalstörung von äußeren Quellen sicherzustellen. diesen betätigt werden.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die Signale Wenn angenommen die Taste 62 des Schalters 54

an den Ausgängen der Verstärker 66, 68 und 70 (welche, wie erwähnt, die Dezimalzahl 3 darstellt) (welche zweckmäßig einfache Wechselstromverstär- gedrückt wird, kann, selbst wenn eine Kopplung zwiker sind) jeweils die Betätigung der Binärkanäle 1, 2 30 sehen der Geberschiene 60 und den Streifen 64 A und und 4 der Tastatur darstellen. 64 B stattfindet, erst ein Ausgang aus den entspre-

Außer den Codieröffnungen in jeder Taste besitzen chenden Ausgangsverstärkern 82 und 84 erhalten die Tasten je ein weiteres Paar von Öffnungen, die so werden, wenn eine Kopplung zwischen der Geberangeordnet sind, daß immer, wenn eine Taste in ihre schiene und dem Streifen 64 R stattfindet. Erst wenn Schaltstellung gedrückt wird, diese Öffnungen beide 35 das letztere geschieht, wird die Stromversorgung 88 Streifen 64/ und 64 R mit dem Geberelement kop- an die Treiberverstärker durch das entsprechende pein. Alle Streifen 64 R sind miteinander sowie mit Schließen des Schalters 90 angeschaltet. Der Ausgang dem Eingang eines Verstärkers 72 verbunden, der des Verstärkers 72 kann daher als »Lese«-Befehlsbeispielsweise dem Verstärker 66 ziemlich ähnlich leitung betrachtet werden. Dies gewährleistet, daß ist. Alle Streifen 64/ sind ebenfalls miteinander sowie 4° ein unbeabsichtigtes Koppeln, das immer dann stattmit dem Eingang eines Verstärkers 74 verbunden, finden kann, wenn die »Lese«-Leitung nicht aktiviert der jedoch vorzugsweise ein Schwellenverstärker ist, ist, dazu führt, daß keine Signale an den Ausgängen d. h. ein Verstärker, der erst ein Ausgangssignal lie- des Ausgangsverstärkers erhalten werden. Wenn die fert, wenn das Eingangssignal eine bestimmte Größe »Lese«-Leitung aktiviert ist, besteht natürlich auch bzw. einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. 45 eine Kopplung zwischen der Geberschiene und dem Wie ersichtlich, sind die Ausgangssignale aus den Streifen 64/. Die Eingangsschwelle des Verstärkers Verstärkern 66, 68 und 70 in diesem Falle Schwin- 74 ist jedoch ausreichend hoch, so daß das auf diese gungssignale und daher als Eingänge für eine her- Weise durch eine einzige Taste gekoppelte Signal kömmliche Digitaleinrichtung, die gewöhnlich einen nicht ausreicht, ein Ausgangssignal aus dem Ver-Dauerwert bzw. einen Gleichstrompegel erfordert, 50 stärker 74 herbeizuführen. Wenn sich zwei oder mehnicht besonders geeignet. Obwohl diese Schwingungs- rere Tasten gleichzeitig in Stellungen befinden, in ausgangssignale gleichgerichtet werden können, z. B.. welchen ihre Geberschienen mit ihren Streifen 64/ durch Zweiweg-Brückengleichrichter, ist es vorzu- gekoppelt sind, überschreitet das Signal am Eingang ziehen, andere Mittel zum Erzielen eines Gleich- zum Verstärker 74 den Schwellenwert, so daß der Stromausgangs zu verwenden, die jedoch auch ein 55 Verstärker 74 ein Ausgangssignal erzeugt, durch den besseres Signal-Stör-Verhältnis ergeben. Für diesen der Schalter 92 gesperrt wird. In diesem Falle ist unZweck ist der Ausgang jedes der Verstärker 66, 68 abhängig von der Aktivierung der »Lese«-Leitung und 70 mit einer Komparator-Eingangsklemme von keine Leistung zur Betätigung der Ausgangsverstär-Synchronphasendetektoren 76, 78 und 80 verbunden. ker verfügbar und der Ausgang des Verstärkers 74 Letztere können eine beliebige Anzahl bekannter 60 kann als »Sperr«-Leitung betrachtet werden. Aus Schaltungen enthalten, deren Aufgabe es ist, zwei dem Vorangehenden ergibt sich, daß die »Sperr«- Schwingungseingangssignale phasenstarr zu machen und »Lese«-Signale dazu verwendet werden, das und eine Ausgangsspannung von einem Gleichstrom- Ausblenden der binärcodierten Signale zu steuern, pegel zu liefern, welcher der effektiven Amplitude Hinsichtlich der relativen Gestaltung der dielek-

des Eingangssignals aus dem Verstärker proportional 65 irischen Öffnungen in den Tasten verändert sich die ist. Daher sind die anderen Komparator-Eingangsklem- ' Stärke des kapazitiv gekoppelten Signals etwa im men der Phasendetektoren alle gemeinsam unmittelbar fc * Quadrat des Verhältnisses des mittleren Lochdurchmit dem Ausgang des Oszillators 52 verbunden. f. ^; messers zum Abstand zwischen der Geberschienen-

fläche und dem Empfangsstreifen. Vorzugsweise soll dieses Verhältnis etwa 1:1 betragen. Die Spannung an den Geberschienen kann beispielsweise 10 Volt effektiv sein und soll weder so hoch sein, daß eine Lichtbogenbildung verursacht wird, noch so niedrig, daß ein sehr hoher Verstärkungsfaktor erforderlich ist. Die dielektrischen Öffnungen*.brauchen nicht kreisförmig zu sein und können auch schlitzförmig sein, vorausgesetzt, daß der mittlere Durchmesser im richtigen Verhältnis zum Abstand zwischen den Empfangs- und den Geberflächen ist.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schalten eines veränderliehen Potentials, insbesondere zur Verwendung als Codierungsschalter, gekennzeichnet durch ein flächenhaftes Geberelement (20), das eine Anzahl getrennter, voneinander in Abstand angeordneter elektrisch leitender Flächenteile (28, Fig. 1 bis 3; 28A, 28C, Fig. 4 und 5) aufweist, die sämtlich elektrisch miteinander verbunden und an die Quelle (52, F i g. 6) für das veränderliche Potential angeschaltet sind; ein flächenhaftes Empfangselement (30), das in einem festen Abstand von der Ebene der leitenden Flächenteile (28) des Geberelements (20) angeordnet ist und wenigstens eine gleiche Anzahl von getrennten, gegeneinander isolierten elektrisch leitenden Abschnitten (34, Fig. 1 bis 3; 34A bis 34D, Fig. 4 und 5; 64,4 bis 64C, 64/, 64R, Fig. 6) aufweist; sowie ein in dem Zwischenraum zwischen dem Geberelement (20) und dem Empfangselement (30) und in Abstand von diesen angeordnetes elektrisch leitendes Abschirmelement (36), das mindestens eine dielektrische Öffnung (38) aufweist, wobei von den die Flächenteile (28), die Abschnitte (34; 64) und die Öffnung(en) (38) tragenden Elementen (20; 30; 36) mindestens eines bezüglich der anderen beweglich so angeordnet ist, daß eine bestimmte Relativstellung der erwähnten Elemente zueinander besteht, in welcher jeweils eine Öffnung (38) eine kapazitive Kopplung zwischen paarweise aufeinander ausgerichteten Flächenteilen (28) des Geberelements (20) und Abschnitten (34, 64) des Empfängerelements (30) gewährleistet, während in allen übrigen Relativstellungen der drei Elemente (20, 30, 36) das Abschirmungselement (36) eine elektrostatische Abschirmung bildet, welche eine kapazitive Kopplung zwischen den Flächenteilen (28) und den Abschnitten (34, 64) verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmungselement (36) relativ gegenüber den anderen Elementen (20, 30) beweglich angeordnet ist und daß Mittel (42, 44, 46, 48, F i g. 1 und 2) vorgesehen sind, welche das Abschirmungselement lösbar in einer von der ausgewählten Relativstellung verschiedenen Stellung halten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement (30) und das Geberelement (20) mit Bezug aufeinander fest angeordnet sind und jeweils jeder Flächenteil (28) des Geberelements (20) einem entsprechenden leitenden Abschnitt (34; 64) des Empfangselements (30) zugeordnet ist, und daß die Öffnung(en) (38) in dem Abschirmungselement (36) bezüglich der Bewegungsrichtung des Abschirmelements in Querrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, derart, daß während der Bewegung des Abschirmungselements jeweils jede Öffnung (38) eine besondere Bahn bestreicht, mit welcher nicht mehr als ein entsprechender Flächenteil (28) des Geberelements ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flächenhafte Geberelement (20) in Form eines U-Winkels gebogen ist, an dessen beiden zueinander im wesentlichen parallelen Schenkeln die elektrisch leitenden Flächen (28) vorgesehen sind, daß das Empfangselement (30) aus zwei den beiden Schenkeln des Geberelements (20) zugeordneten und zu ihnen parallelen Teilen besteht, und daß das Abschirmungselement (36) in Form eines ebenfalls zu einem U-Winkel gebogenen metallischen Streifens ausgebildet ist, dessen beide zu einem gemeinsamen Steg senkrechte und zueinander parallele Schenkel jeweils in den Zwischen- . ⁽ raum zwischen einem Teil des Empfangselements ^« (30) und dem entsprechenden Schenkel des Geberelements (20) hineinragen und in diesem Zwischenraum verschiebbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberelement (20) aus elektrisch isolierendem Material (24) besteht und die leitenden Flächenteile (28) durch in dem isolierenden Material (24) vorgesehene Löcher (28) gebildet sind, in welchen elektrisch leitendes Material (22) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement (30, Fig. 3) aus Isoliermaterial (32) besteht, auf dessen dem Geberelement (20) zugewandter Fläche die erwähnte Anzahl von elektrisch leitenden Abschnitten in Form von metallischen länglichen Streifen (34, F i g. 3; 34.4 bis 34 D, F i g. 4 und 5) angeordnet sind, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des einen Elements (36) gegenüber den anderen (20, 30) verlaufen. (

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (38) im Abschirmungselement (36) so bemessen sind, daß das Verhältnis zwischen ihrem mittleren Durchmesser zum Abstand zwischen den miteinander zusammenwirkenden Flächen des Geberelements (20) und des Empfangselements (30) einen Wert von etwa 1:1 besitzt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung als Codierschalter zur Umwandlung von Dezimaleingangsdaten gemäß einem beliebigen Code, insbesondere eines Binärcode, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jeder leitende Abschnitt (34.4 bis 34D, Fig. 4 und 5; 64A bis 64C, Fig. 6) des Empfangselements (30; 64) einen Codekanal bildet, der einer Exponentialgröße eines bestimmten Codes entspricht, und daß die Öffnungen (38Λ, 38C, Fig. 4, 5) des Abschirmungselements (36) in solcher Anzahl und Anordnung vorgesehen sind, daß der Wert der jeweils zu codierenden Dezimalzahl mittels kapazitiver Kopplung durch die Öffnungen (38) des Abschir-

mungselements (36) entsprechend dem jeweiligen Code dargestellt wird, wodurch entsprechende Codekanäle (52.4 bis 52D, Fig. 4, 5) im Ausgang des Empfangselements (30) aktiviert werden.

9. Anordnung aus mehreren ScKaltvorrichtungen nach einem oder mehreren d^r-vorhergehenden Ansprüche in Form einer Tastatur zum Schalten eines veränderlichen Potentials, insbesondere in Ausbildung als Codierungsschalttastatür (F i g. 6).

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jeder leitende Abschnitt (64Λ bis 64C, 64i?, 64/, Fig. 6) jedes Empfangselements mit den entsprechenden Abschnitten aller anderen Empfangselemente elektrisch verbunden ist, derart, daß die Gruppen von miteinander verbundenen einander entsprechenden Abschnitten der verschiedenen Empfangselemente jeweils gesonderte Ausgangskanäle bil- den.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige (64.4 bis

64 C, Fi g. 6) der Ausgangskanäle mit der jeweiligen Eingangsklemme von Schaltmitteln (66, 76, 82; 68, 78, 84; 70, 80, 86) verbunden sind, die beim Anliegen eines Eingangssignals auf dem entsprechenden Kanal ein Gleichstromsignal an einer Ausgangsklemme liefern.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer (64/) der übrigen Kanäle mit Schaltmitteln (74, 92) verbunden ist, welche das Auftreten eines Gleichstromausgangssignals an den erwähnten Ausgangsklemmen verhindern, wenn mehr als einer der Schalter (54, 56, 58, F i g. 6) im wesentlichen gleichzeitig betätigt werden.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer (64 R) der übrigen Ausgangskanäle mit Schaltmitteln (72, 90), welche das Auftreten eines Gleichstromausgangssignals an den Ausgangsklemmen (82, 84, 86) der mit der ersten Gruppe von Ausgangskanälen (64 Λ bis 64C) verbundenen Schaltmittel verhindern, sofern nicht gleichzeitig ein Signal auf dem weiteren Kanal (64 R) auftritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen