DE2205084A1 - Steckkarte mit elektronischem Schaltungsaufbau - Google Patents
Steckkarte mit elektronischem SchaltungsaufbauInfo
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Description
Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9
Düsseldorf, 2. Febr. 1972
•Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A
Pittsburgh, Pa., V. St. A
.Steckkarte mit elektronischem Schaltungsaufbau .
.Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Karten mit elektronischem
Schaltungsaufbau, insbesondere Steckkarten, wie sie für elektronische Steuerungen von Geräten wie Werkzeugmaschinen Verwendung
finden.
Eine Karte mit einem elektronischen Schaltungsaufbau weist eine Mehrzahl elektronischer Schaltelemente auf, die auf einer flachen,
steifen, nicht leitenden Platte - gewöhnlich aus Phenolharz o. dgl. bestehend - befestigt sind. Diese Schaltelemente sind elektrisch
miteinander durch auf der Karte vorgesehene leitende Bahnen miteinander verbunden, so daß sie einen oder mehrere elektronische
Schaltkreise bilden. Allgemein ist eine bestimmte Schaltkarte so ausgelegt, daß sie eine bestimmte Schaltfunktion ausüben kann, so
daß beim Aufbau einer komplexen elektronischen Schaltung mehrere verschiedene Karten eingesetzt werden. Diese Karten haben üblicherweise
Rechteckform und sind innerhalb eines Steuerschrankes stapelartig angeordnet. Vorzugsweise laufen die elektronischen Schaltkreise
einer Karte jeweils in eine Mehrzahl flacher Anschlußfahnen aus, die an einer Längskante der Karte angebracht sind. Mit dieser
'Längskante ist die Karte in eine Kontaktleiste innerhalb des Steuerschrankes
einsetzbar, so daß die einzelnen Kontaktfahnen mit den
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Telefon (0211) 3208 58
zugehörigen Kontakten der Kontaktleiste in Eingriff kommen. Die
Kontakte der Kontaktleiste sind innerhalb des Steuerschrankes mit einem Kontakt derselben Kontaktleiste oder aber einer anderen Kontaktleiste
je nach der gewünschten Funktion der Steuerung verbunden. Auf diese Weise sind die einzelnen Schaltkreise der verschiedenen
Steckkarten elektrisch mit den einzelnen Schaltkreisen weiterer Karten gekoppelt, so daß eine Steuerung mit der gewünschten
Funktion entsteht und die Werkzeugmaschine den gewünschten Arbeitsablauf hat. Die Verwendung der Steckkarten erweist sich vor
allem im Zusammenhang mit komplex aufgebauten elektronischen Schaltungen als vorteilhaft, weil bei fehlerhaftem Arbeiten eines
Schaltkreises nur in bequemer Weise die Karte ausgewechselt zu werden braucht, ohne Verdrahtungen für neue Bauteile vornehmen zu
müssen.
Solche Steckkarten sind auch schon mit Anzeigelampen ausgerüstet worden. Deise Anzeigelampen sind so angeordnet, daß sie eine
visuelle Anzeige des Betriebszustandes der Steuerung geben, d. h.,
das Aufleuchten einer bestimmten Lampe zeigt das Auftreten einer
bestimmten Funktion entweder innerhalb der Steuerschaltung oder an der Werkzeugmaschine an. Es ist jedoch höchst wünschenswert, daß
eine solche optische Anzeige den Steuerzustand in einer Form darbietet, die sich durch einen Beobachter leicht verstehen läßt, so
daß bei fehlerhaftem Arbeiten entweder der Steuerung oder der Werkzeugmaschine eine rasche Lokalisierung des Fehlers möglich ist.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung einer verbesserten
Karte mit elektronischem Schaltungsaufbau für eine elektronische Steuerung, die den Steuerzustand betreffende visuelle
Information in leicht verständlicher Form darbietet, so daß eine mit der Funktion der Steuerung bzw. der Werkzeugmaschine vertraute
Bedienungsperson in der Lage ist, einen Fehler rasch zu ermitteln, und somit durch eine Behebung des Fehlers bedingte Ausfallzeiten
verkürzt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Steckkarte mit elektronischem
Schaltungsaufbau, die eine elektronische Schaltelemente tragende
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ebene Platte aufweist, die an ihrer rückwärtigen Randzone mit
einer Mehrzahl Kontaktfahnen versehen und mit diesen in eine entsprechende Kontaktleiste einsteckbar ist, erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch einen in bestimmten Bereichen mit Symbolen ausgestatteten, lösbar mit einer Vorderkante der Steckkarte verbindbaren
Sichtstreifen sowie mit bestimmten Schaltkreisen der Steckkarte verbundene Beleuchtungseinrichtungen für die selektive Beleuchtung
der bestimmten Bereiche des Sichtstreifens entsprechend dem elektrischen Zustand des Schaltkreises der Steckkarte, mit
dem die Beleuchtungseinrichtungen jeweils verbunden sind.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den nachstehenden
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäß verbesserte Steckkarte mit elektronischem Schaltungsaufbau;
Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Steckkarte der Fig. 1 in verkleinertem Maßstab;
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch
Fig. 1 längs der Linie 3-3; und ,
Fig. 4 perspektivisch eine Teilansicht des oberen Endbereiches der Karte der Fig. 1.
Im einzelnen zeigt die Zeichnung eine eine elektronische Schaltung
tragende Steckkarte 10 mit einer flachen, steifen Platte 12 aus Phenolharz, die eine im wesentlichen rechteckige Gestalt und eine
Mehrzahl daran befestigter elektronischer Schaltelemente 14 aufweist. Die elektronischen Schaltelemente 14 sind über eine Reihe
Leitungen 16 angeschlossen, von denen einige in Kontaktfahnen 18 an der rückwärtigen Randzone 20 der Platte 12 ausmünden. Mittels
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dieser Randzone 20 kann die Steckkarte 10 in eine Kontaktleiste (nicht dargestellt) einer elektronischen Steuereinrichtung eingesetzt
werden. Längs einer Vorderkante 24 der Steckkarte 10 ist mittels Schrauben 26 (oder sonstiger geeigneter Befestigungselemente)
eine Abschlußleiste 22 befestigt, die mit einem Flansch an die Platte 12 angrenzt. Die Abschlußleiste 22 erstreckt sich
von der Oberkante 30 bis zur Unterkante 32 über die ganze Höhe der Platte 12. Sie verläuft quer zur Hauptebene der Platte 12,
wobei ihre Breite erheblich größer als die Dicke der Platte 12 gewählt ist. Auf ihrer Rückseite ist die Abschlußleiste 22 hohlraumartig
ausgebildet, wobei der Hohlraum durch zwei Seitenwandungen 34 und 36, eine vertikale Rückwand 38 sowie zwei geneigte
Abschlußflächen 40 und 42 begrenzt ist. In der rückwärtigen Wand
38 sind mit gleichen Abständen voneinander kreisförmige Löcher vorgesehen, in die jeweils Anzeigelampen 46 eingesetzt sind. Jede
Lampe 46 hat eine Fassung 47, die über Drähte 48 elektrisch an den Schaltungsaufbau der Platte 12 angeschlossen ist, sowie eine am
vorderen Ende einer Fassung 47 sitzende Lampe 49, die aufleuchtet, wenn die Drähte 48 Strom führen. In Längsrichtung der Abschlußleiste
22 verlaufen an den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Seitenwandungen 34 und 36 V-förmige Nuten 52 und 54,
deren in der Zeichnung oberes Ende jeweils in eine Ausnehmung 56 ausmündet. Die V-förmigeri Nuten 52 und 54 halten einen rechteckigen
Sichtstreifen 58 aus Kunststoff, der die offene Seite der Abschlußleiste 22 abdeckt. Der Sichtstreifen 58 kann von der Abschlußleiste
22 entfernt werden, indem er - bezogen auf die Zeichnung - vertikal nach oben verschoben wird, wie das mit einem
Pfeil 60 angedeutet ist. An seinem oberen Ende weist der Sichtstreifen 58 eine etwas größere Breite auf, so daß Ansätze 62 entstehen,
die in die Aussparungen 56 fassen, wenn der Sichtstreifen 58 voll in die Abschlußleiste 22 eingeschoben wird. Die Ansätze
62 hindern den Sichtstreifen 58 daran, in verkehrter Richtung, d. h. mit seinem oberen Ende zuunterst, in die Abschlußleiste 22
eingesetzt zu werden.
Der Streifen 58 besteht vorzugsweise aus verhältnismäßig steifem lichtdurchlässigem Kunststoff und ist dabei durch aufeinander-
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folgende Grenzlinien 70 in mehrere Fenster 68 unterteilt, die sich - mit Ausnahme des obersten und des untersten Fensters 68a
bzw. 68j - unmittelbar vor einer Glühlampe 49 befinden. In die einzelnen Fenster 68 (ausgenommen Fenster 68j) sind verschiedene
Symbole eingetragen, wie das in Fig. 1 angedeutet ist. Beim Aufleuchten einer bestimmten Anzeigelampe 46 wird daher das jeweilige
Symbol innerhalb des vor dieser Lampe befindlichen Fensters 68 erleuchtet, so daß der Sichtstreifen 58 eine visuelle Anzeige des
Zustandes dieses der Steckkarte 10 zugeordneten Teils der Steuerung liefert.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der visuellen Wiedergabe oder Darstellung der Steckkarte 10 in bezug auf den Betrieb eines Teils
einer Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) beschrieben, die durch den Schaltungsaufbau der Steckkarte 10 gesteuert wird. Für die
nachstehende Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Werkzeugmaschine einen übertragungsmechanismus mit einem an einer hin
und her gehenden Transportstange sitzenden Element zur Erfassung eines Werkstückes aufweist. Die Schaltelemente 14 der Steckkarte
sind elektrisch mit verschiedenen Teilen der Werkzeugmaschine verbunden, mit deren Hilfe die Transportstange entsprechend der
Erfassung bzw. Freigabe der Werkstücke durch das Element zur Erfassung eines Werkstückes vor- bzw. zurückbewegt wird. Die Symbole
der verschiedenen Fenster 68 des Sichtstreifens 58 zeigen dabei folgendes an: Fenster 68a - Element der Werkzeugmaschine, das
durch den Schaltungsaufbau der Steckkarte 10 gesteuert wird, d. h. Transportstange; Fenster 68b - betätigter Endschalter; Fenster 68c ■
vorgerückter Endschalter; Fenster 68d - freigegebener Endschalter;
Fenster 68e - zurückgekehrter Endschalter; Fenster 68f - Rücklaufrelais; Fenster 68g - Vorlaufrelais; Fenster 68h - mit dem Vorlaufrelais
in Reihe geschaltete Sicherung; Fenster 68i - mit dem Rücklaufrelais in Reihe geschaltete Sicherung.
Zu Beginn eines Zyklus befindet sich das Element zur Erfassung eines Werkstückes in einer Lage, in der es nicht an dem Werkstück
angreift, wobei der entsprechende Endschalter betätigt wird und die Transportstange sich in der rückwärtigen Lage befindet, in der
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sie den rückwärtigen Endschalter betätigt. Es leuchten dann die Fenster 68d und 68e auf, um diesen Zustand anzuzeigen. Zu Beginn
eines.Zyklus wird der Schaltungsaufbau einer weiteren Steckkarte
(nicht gezeigt) wirksam, so daß Spannung an einen elektrisch betriebenen
Betätigungsmechanismus abgegeben wird, um das Element zur Erfassung eines Werkstückes bzw. einen Greifmechanismus zum
Angriff an dem Werkstück zu bringen. Wenn der Greifmechanismus die
Lage, in der er mit dem Werkstück nicht in Eingriff steht, verläßt, so erlischt das Licht des Fensters 68d. Sobald das Werkstück durch
den Greifmechanismus erfaßt wird, wird der diesem Zustand entsprechende
Endschalter betätigt, der dann ein Signal an die Steckkarte 10 liefert. Infolge dieses Signals leuchtet das Fenster 68b, und
der Schaltungsaufbau der Steckkarte 10 versorgt ein Vorschubrelais eines relaisbetätigten hydraulischen Ventils mit Spannung, so daß
über das hydraulische Ventil ein Leistungszylinder betätigt wird, mit dessen Hilfe die Transportstange vorwärtsbewegt bzw. zurückgeholt
wird. Da die das Fenster 68g beleuchtende Lampe auf die das Vorschubrelais beaufschlagende Spannung anspricht, leuchtet das
Fenster 68g auf, um so anzuzeigen, daß diese Spannung geliefert wird. Wenn die Transportstange vorrückt, um das von dem Greifmechanismus
erfaßte Werkstück zu verschieben, so erlischt das Licht des Fensters 68e. Wenn die Transportstange die Vorrücklage erreicht,
so wird der Vorlauf-Endschalter betätigt und damit das Fenster 68c erleuchtet. Gleichzeitig sorgt der Steuer-Schaltungsaufbau
der Steckkarte IO aufgrund der Betätigung des Vorschub-Endschalters
für eine Entregung des Vorschubrelais. Weitere Steckkarten (nicht dargestellt), die ebenfalls auf die Betätigung des Vorschub-Endschalters
ansprechen, werden dann wirksam, um den Greifmechanismus von dem Werkstück zu lösen. Bei der jetzt eintretenden
Verschiebung des Greifmechanismus erlischt die Beleuchtung des Fensters 68b, und wenn der Greifmechanismus sich in der Lage befindet,
in der er nicht mehr im Eingriff mit dem Werkstück steht, so wird der diesem Zustand entsprechende Endschalter betätigt. Die
Betätigung dieses Endschalters führt zur Beleuchtung des Fensters 68d und läßt den Schaltungsaufbau der Steckkarte 10 das Rücklaufrelais
des relaisbetätigten Ventile mit einer Spannung versorgen. Daraufhin betätigt das Ventil den Leistungszylinder, so daß die
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Transportstange in ihre Ausgangsstellung zurückgeholt wird. Wenn die Transportstange die Vorschubstellung verläßt, so wird der Vorschub-Endschalter
freigegeben, so daß das Licht des Fensters 68c erlischt. Erreicht die Transportstange die rückwärtige Endlage, so
wird der dieser rückwärtigen Endlage zugeordnete Endschalter betätigt, wodurch die Steckkarte 10 ein Signal erhält. In Abhängigkeit
von der Betätigung des der rückwärtigen Endlage entsprechenden Endschalters leuchtet das Fenster 68e auf, während der Steuer-Schaltungsaufbau
der Steckkarte IO das Rücklaufrelais entregt und die Beleuchtung des Fensters 68f erlöschen läßt. Damit ist ein vollständiger
Arbeitszyklus abgeschlossen.
Durch Beobachtung der beleuchteten Symbole auf den Fenstern 68 der
Steckkarte 10 kann eine mit der Arbeitsfolge der Maschine vertraute Bedienungsperson sich mühelos einen Überblick über den jeweiligen
Arbeitszustand der Steuerung verschaffen. Selbst wenn der Steuer-Schaltungsaufbau verwickelter gestaltet und gleichartige
Sichtstreifen 58 an anderen Steckkarten umfassen würde, so wurden die speziellen Symbole auf den verschiedenen Steckkarten einem mit
der Funktion der Maschine vertrauten Beobachter klar den Steuerzustand anzeigen. Es ist daher dann nicht mehr notwendig, sich anhand
eines Verdrahtungsplans oder sonstigen Informationsmaterials zu orientieren, wenn eine Störung im Arbeitsablauf der Maschine eingetreten
ist. Da die verschiedenen Fenster 68 sowohl Signale anzeigen, die von der Maschine (beispielsweise von den Endschaltern) erhalten
werden, als auch Signale, die der elektronische Steuer-Schaltungsaufbau der Steckkarten 10 an die Maschine (beispielsweise
die Relais) liefert, so kann die Ursache für eine Störung rasch ermittelt werden.
Wenn beispielsweise die Transportstange nicht mehr vorrückt, nachdem
der Greifmechanismus in die Lage verschoben worden ist, in der
er an dem Werkstück angreift, so kann ein kurzer Blick auf den Sichtstreifen 58 bereits die Ursache der Störung erkennen lassen.
Wenn das Fenster 68b nicht erleuchtet ist, so ist es klar, daß der der Lage, in der das Werkstück erfaßt wird, entsprechende Endschalter
nicht einwandfrei gearbeitet hat. Wenn andererseits das Fenster
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68b erleuchtet ist, das Fenster 68g dagegen nicht, so läßt sich ersehen,
daß das Vorschubrelais nicht mit Spannung versorgt wird. Das würde dann bedeuten, daß sich die Störung innerhalb des Schaltungsaufbaus
der Steckkarte 10 befindet und die Steckkarte 10 ersetzt werden muß. Für den Fall, daß beide Fenster 68b und 68g erleuchtet
sind, die Transportstange aber nicht vorläuft, so wäre zu ersehen, daß eine Störung bezüglich des für den Vorschub maßgeblichen
Teils des relaisbetätigten Ventils eingetreten ist. Ein Aufleuchten des Fensters 68h zeigt an, daß die in Reihe mit dem Vorschubrelais
liegende Sicherung durchgebrannt ist.
Der besondere Vorteil der beschriebenen visuellen Anzeige liegt in
der Möglichkeit, den Sichtstreifen 58 rasch entfernen zu können, wenn eine schadhafte Steckkarte 10 durch eine neue Karte ersetzt
wird. In einer kompliziert aufgebauten elektronischen Steuerung für eine Werkzeugmaschine mit einer großen Anzahl elektronischer
Steckkarten sind viele den speziellen Betriebselementen der Maschine zugeordneten Schaltungen identisch. Beispielsweise kann die Relation
der Grundbewegung einer Schwenkvorrichtung zu der Grundbewegung eines weiteren Maschinenelementes die gleiche wie die gerade
beschriebene Relation zwischen der Grundbewegung der Transportstange und der Grundbewegung des Greifmechanismus sein. Die Steckkarten
für die Durchführung dieser Funktionen wären daher dann identisch, mit Ausnahme der unterschiedlichen, für jeden Anwendungsfall
spezifischen Nomenklatur. Da die Sichtstreifen 58 entfernt werden können, können für beide Anwendungsfälle Steckkarten
verwendet werden, die hinsichtlich ihres Schaltungsaufbaus identisch
sind. Mithin braucht - unter Bezugnahme auf das spezielle, vorstehend angedeutete Beispiel - nicht eine besondere Steckkarte
für die Transportstange einerseits und eine gesonderte spezifische Steckkarte für die Schwenkvorrichtung andererseits hergestellt
werden, wobei diese beiden Karten sich dann nur hinsichtlich der zugehörigen Nomenklatur und Symbole unterscheiden würden.
Patentansprüche;
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Claims (13)
- Patentansprüche ;Steckkarte mit elektronischem Schaltungsaufbau, die eine elektronische Schaltelemente tragende ebene Platte aufweist, die an ihrer rückwärtigen Randzone mit einer Mehrzahl Kontaktfahnen versehen und mit diesen in eine entsprechende Kontaktleiste einsteckbar ist, gekennzeichnet durch einen in bestimmten Bereichen mit Symbolen ausgestatteten, lösbar mit einer Vorderkante (24) der Steckkarte (10) verbindbaren Sichtstreifen (58) sowie mit bestimmten Schaltkreisen der Steckkarte verbundene Beleuchtungseinrichtungen für die selektive Beleuchtung der bestimmten Bereiche des Sichtstreifens (58) entsprechend dem elektrischen Zustand des Schaltkreises der Steckkarte (10), mit dem die Beleuchtungseinrichtungen jeweils verbunden sind.
- 2. Steckkarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Verbindung des Sichtstreifens (58) eine fest mit der ebenen Platte verbundene Abschlußleiste (22) vorgesehen ist, die Einrichtungen für das lösbare Einsetzen des Sichtstreifens (58) aufweist.
- 3. Steckkarte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußleiste (22) längs der Vorderkante (24) der Platte (12) angeordnet und der Sichtstreifen (58) lösbar an der Abschlußleiste (22) angebracht ist, so daß er sich in Längsrichtung der Vorderkante (24) erstreckt.
- 4. Steckkarte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Sichtstreifens (58) im wesentlichen mit der Länge der Vorderkante (24) zusammenfällt.
- 5. Steckkarte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtstreifen (58) im wesentlichen eben ist und in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Platte (12) verläuft.
- 6. Steckkarte nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-5, da-209835/0774durch gekennzeichnet, daß der Sichtstreifen (58) lichtdurchlässig ist und die Abschlußleiste (22) Einrichtungen für die Anordnung der Beleuchtungseinrichtungen hinter dem Sichtstreifen (58) aufweist.
- 7. Steckkarte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußleiste (22) zwei im Abstand voneinander verlaufende Seitenwandungen (34, 36) aufweist, zwischen die der Sichtstreifen (58) einschiebbar ist, und daß die Beleuchtungseinrichtungen hinter dem eingeschobenen Sichtstreifen (58) und zwischen den Seitenwandungen (34, 36) angeordnet sind.
- 8. Steckkarte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußleiste (22) auf ihrer Rückseite hohlraumartig gebildet ist, so daß sie eine Rückwand (38) hat, die sich quer zu der Ebene der Platte (12) erstreckt, während die in Querrichtung im Abstand voneinander angeordneten Seitenwandungen (34, 36) von der Rückwand (38) aus unter Begrenzung des Hohlraums nach vorne ragen, und daß der Sichtstreifen (58) sich in Vorwärtsrichtung im Abstand von der Rückwand (38) erstreckt und dabei mindestens einen Teil des Hohlraums abdeckt, in dem die Beleuchtungseinrichtungen untergebracht sind.
- 9. Steckkarte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtungen in die Rückwand (38) einsetzbar sind.
- 10. Steckkarte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur lösbaren Befestigung des Sichtstreifens (58) an den Seitenwandungen (34, 36) zwei gegenüberliegende parallele V-förmige Nuten (52, 54) in den einander gegenüberliegenden inneren Stirnflächen der Seitenwandungen (34, 36) vorgesehen sind, in die die gegenüberliegenden Seitenkanten des Sichtstreifens (58) sich einführen lassen.
- 11. Steckkarte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden V-förmigen Nuten (52, 54) sich in Längsrichtung der Abschlußleiste (22) im wesentlichen über deren gesamte Länge er-209835/0774strecken und dabei die Außenkanten des Sichtstreifens (58) gleitend aufnehmen.
- 12. Steckkarte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole verschiedenen, durch den Schaltungsaufbau der Platte (12) zu steuernden Vorrichtungen entsprechen.
- 13. Steckkarte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtungen eine Mehrzahl Lampen (49) aufweisen, die jeweils mit einem Schaltkreis der Steckkarte (10) verbunden und hinter einem der bestimmten Bereiche des Sichtstreifens (58) angeordnet sind, um die Symbole des zugeordneten bestimmten Bereichs bei Einschaltung der Lampen (49) zu beleuchten.KN/hs 3209835/0774Leerseite
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