DE2246930A1

DE2246930A1 - Bedienelement fuer elektronische anlagen

Info

Publication number: DE2246930A1
Application number: DE19722246930
Authority: DE
Inventors: Horst Morgott
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1974-04-11
Also published as: BE805270R; DE2246930B2; FR2200654A2; NL7312293A; GB1388070A; US3818393A; IT1043901B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 2 5. SER 137 2

Berlin und München ' Wittelsbacherplatz 2

72/2127

Bedienelement für elektronische Anlagen

Das Hauptpatent (Deutsche Patentanmeldung

P 21 62 306.3) "bezieht sich auf ein nach dem Baukastenprinzip aufgetautes Bedienelement für elektronische Anlagen, das durch wahlweises Austauschen einzelner Teile für mehrere Bedienfunktionen verwendbar ist und bei geringen und gleichbleibenden Außenabmessungen sowie einheitlicher Anschlußart in ein rasterförmig gegliedertes und mit automatischen Anschlußtechniken herstellbares Bedienfeld einsetzbar ist, mit einer von zwei gleichartig ausgebildeten Gehäusehälften umschlossenen und als gedruckte Schaltung ausgeführten Leiterplatte mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektronischen Bauelementen und mit Signalanschlüssen auf einer Kontaktleiste, die über eine Steckverbindung an ein Verdrahtungsfeld geführt "gind, mit einem dazu parallel im Gehäuse längsbeweglich geführten und von einer Gehäusekappe aus betätigbaren Schieber^ mit einem dem Schieber zugeordneten und auf einer Schaltwelle in beiden Gehäusehälften drehbeweglich gelagerten Schaltrad, das durch den Eingriff einer Schaltnase des Schiebers schrittweise schaltbar ist und mit einem der Bauelementeseite der Leiterplatte benachbart auf der Schaltwelle starr angeordneten Dauermagneten, den ein am Gehäuse festgelegtes Polblech teilweise derart umfaßt, daß das Schaltrad eindeutige Raststellungen besitzt und der in ausgewählten Raststellungen über einen magnetischen Hebenschluß auf induktive beeinflußbare Schaltelemente auf der Leiterplatte einwirkt.

Oft ist eine Vielzahl von solchen Bedienelementen in sogenannten Bedienfeldern elektronischer Anlagen angeordnet, die zum Einscha1-

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ten, Steuern und Überwachen der Anlage dienen. Dabei haben diese Bedienelemente verschiedene Punktionen und dienen zum Beispiel als Anzeigelement, als Taste, als Schalter, als Kippschalter. Zusätzlich kann auch der Betriebszustand optisch angezeigt werden. Diese nach der Lehre des Hauptpatentes im Baukastenprinzip aufgebauten Bedienelemente haben sich bewährt und sind besonders vorteilhaft, da sie sich in Einzel- oder Mosaikanordnung beliebig zui übersichtlichen Bedienfeldern zusammensetzen lassen und dabei leicht auszuwechseln sind, weil sie von oben in das Bedienfeld einsteckbar sind. Zudem ist jedes Bedienelement aus prellarmen oder sogar prellfreien Kontaktelementen aufgebaut und mit niedriger, über die Länge des Schaitweges nur geringfügig ansteigender Kraft zu betätigen.

Jedoch hat die Praxis gezeigt, daß diese Bedienelemente bisher noch nicht in allen Fällen genügend betriebssicher sind, weil bei heftiger Betätigung von als Drucktasten oder Druckschalter ausgebildten Bedienelementen unerwünschte Doppelimpulse auslösbar sind. Dieser Fehler tritt dann auf, wenn ein gedrückter Drucktasten- oder Schalterknopf abrupt freigegeben wird. Die Freigabe hat dann ein ungedämpftes Zurückschnellen des Schiebers zur Folge und führt zu einem zweiten Impuls. Untersuchungen haben gezeigt, daß nicht etwa ein Zurückprellen des Schiebers aus seiner oberen Ruhelage die Pendelbewegung des Schaltrades und damit den fehlerhaften zweiten Impuls auslöst, sondern daß es sich hier um einen gedämpften Einschwingvorgang der durch den zurückschnellenden Schieber beschleunigten Masse des Schaltrades und des Magneten beim Einlauf in die Raststellung handelt·

Die dabei auftretenden Probleme seien anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Schematisch sind dort die beiden um 90° gegeneinander versetzten Raststellungen eines Dauermagneten 1 dargestellt, in dessen induktivem Nebenschluß als induktiv beeinflußbare Schaltelemente zwei Reed-Kontakte 3 angeordnet sind. Der Dauermagnet 1

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ist auf einer Schallwelle 2 festgelegt, die ihrerseits das nicht mehr dargestellte Schaltrad trägt, das, die-längsbewegung eines -Schiebers beim Betätigen des Bedienelementes in eine Drehbewegung umsetzt. Auf die Eigenschaften der Reed-Kontakte 2 ist es zurückzuführen, daß bei dem bisher verwendeten induktiven Schaltsystem mit einem zweipoligen Dauermagneten der eingeschaltete Zustand einen wesentlich größeren Winkelbereich als der ausgeschaltete Zustand umfaßt. Dies ist durch die beiden Winkel φ = 70 - 80° für den eingeschalteten Zustand und

φ = 10 - 20°, für den ausgeschalteten Zustand in Pig. 1 und 2 angedeutet. Der Einschwingbereich, entsprechend einem Winkel von 2Γ, des Magnetsystemes bei der Rückkehr in die Raststellung ist aber bei einer abrupten Freigabe des gedrückten Tastenknopfes größer als der tatsächliche Winkelbereich ψ im ausgeschalteten Zustand. Dies führt zu einer mit T. bezeichneten Überschneidung des Winkelbereiches für den ausgeschalteten Zustand. Der Winkel

T. gibt also den Bereich an, in dem von dem einschwingenden Magnetsystem ein zweiter fehlerhafter Impuls auslösbar ist.

Nun könnte man versuchen, diesen Einschwingvorgang des in die Raststellung zurückkehrenden Magnetsystemes durch eine entsprechende Gestaltung des bremsenden Polbleches besser zu dämpfen, doch bringt dies nur geringfügige Verbesserungen. Der Erfindung; liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bedienelement nach der Lehre des Hauptpatentes derart weiterzubilden, daß sich die Winkelbereiche w und QP für den eingeschalteten bzw. den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes möglichst· gleichmäßig aufteilen. Bei einem Bedienelement der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dauermagnet zwei in bezug auf die Schaltwelle zueinander spiegelbildlich angeordnete Polpaare besitzt, wobei die Pole auf dem Umfang des Dauermagneten gleichmäßig verteilt sind.

Mit dieser sehr einfachen Lösung erfährt das Schaltverhalten der Bedienelemente eine wesentliche Verbesserung» im Gegensatz zu

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einen zweipoligen Dauermagneten sind bei einem vierpoligen Dauermagneten die Schaltbereiche, d.h. die Winkelbereiche Φ und Φ-, die dem eingeschalteten bzw. dem ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes zugeordnet sind, nicht mehr vorwiegend durch die Größe des wirksamen Magnetfeldes bestimmt. Vielmehr hängt die Aufteilung der Winkelbereiche nun von der geometrischen Form bzw. der magnetischen Symmetrie des Dauermagneten ab. Somit ist eine gleichmäßige Aufteilung dieser Winkelbereiche wesentlich leichter zu erreichen und die Ursache für die Auslösung des Doppelirapulses zu beheben. Zugleich steht bei einem vierpoligen Dauermagneten eine größere magnetische Energie zur Verfugung, so daß sich auch das Pesthalten des Dauermagneten in einer Raststellung verbessert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Neben den beiden bereits geschilderten Fig. 1 und 2 zeigt dabei Fig. 3 und Fig. 4 in schematisierter Form je eine Ansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Dauermagneten mit den dahinterliegenden Reed-Kontakten im eingeschalteten bzw. ausgeschalteten Zustand.

In Fig. 3 bzw. Fig. 4 ist analog zu Fig. 1 bzw. Fig. 2 jeweils nur ein nun vierpoliger Dauermagnet 1' schematisch dargestellt, der auf einer Schaltwelle 2 verdrehungssicher festgelegt ist. Symmetrisch zu der Achse der Schaltwelle 2 liegt hinter dem Dauermagneten 1' ein Paar von Reed-Kontakten 3» die ia dem Bedienelement auf einer hier nicht mehr dargestellten Leiterplatte angeordnet sind. Bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Dauermagneten 1' ist jedem Reed-Kontakt 3 eines der beiden Polpaare NS des Dauermagneten 1' derart zugeordnet, daß der Reed-Kontakt 3 im induktiven Nebenschluß eines Polpaares NS liegt. Um dies zu Verdeutlichen, ist wie in den Fig. 1 und 2 das geschlossene Magnetfeld durch eine Feldlinie symbolisiert. Vergleicht man nun die bis auf die Dauermagneten 1 bzw. 1¹ gleichartig bezeichneten Fig. 1 und 3, in denen jeweils der eingeschal-

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te Zustand des Bedienelementes dargestellt ist, dann zeigt sich, daß sieh der WinkeIbereich ψ für den eingeschalteten Zustand des Bedienelementes "bei der Verwendung eines vierpoligen Dauermagneten 1' von 70 Ms 80° auf den idealen Wert von 45° reduziert. Trotzdem ist dieser Bereich noch groß genug, um den Einschwingbereich des Dauermagneten in die Raststellung zu überdecken, der in beiden Pig. Ί bzw. 3 durch den Winkel T angedeutet ist.

In Pig. 4 ist der vierpolige Dauermagnet 1· in der Räststellung gezeigt, die den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes bestimmt. Aus der Betriebslage wird diese Raststellung durch die Drehung des Dauermagneten 1' um 90 in Pfeilrichtung erreicht. Nun liegen gleichnamige Pole S,S bzw. if,Ii des Dauermagneten 1¹ parallel zu den Reed-Kontakten 3, die aus diesem Grunde geöffnet sind. Aus der magnetischen Symmetrie des vierpoligen Dauermagneten 1' ergibt sich, daß auch der Winkelbereich für den ausgeschalteten Zustand Φ mit dem idealen Wert von 45 übereinstimmt. Ein Vergleich von Pig. 2 mit Pig. 4 ergibt, daß der. dem Einschwingbereich des Magnetsystemes entsprechende Winkelbereich T bei der Verwendung eines vierpoligen Dauermagneten V den Winkelbereich

ψ_Β für den ausgeschalteten Zustand des Bedienelementes nicht mehr überschneidet, so daß im Bedienelement bei der Rückkehr in seine Ruhelage, d.h. in den ausgeschalteten Zustand mit Sicherheit zwar Einzelimpulse, jedoch keine Doppelimpulse auslösbar sind.

1 Patentanspruch
4 Piguren

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4 0981 5/OUQ

Claims

Patentanspruch

Nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement für **ische Anlagen, das durch wahlweises Austauschen einzelner Teile für mehrere Bedienfunktionen verwendbar ist und bei geringen und gleichbleibenden Außenabmessungen sowie einheitlicher Anschlußart in ein rasterförmig gegliedertes und mit automatischen Anschlußtechniken herstellbares Bedienfeld einsetzbar ist, mit einer von zwei gleichartig ausgebildeten Gehäusehälften umschlossenen und als gedruckte Schaltung ausgeführten Leiterplatte mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektrischen Bauelementen und mit Signalanschlüssen auf einer Kontaktleiste, die über eine Steckverbindung an ein Verdrahtungsfeld geführt sind, mit einem dazu parallel im Gehäuse längsbeweglich geführten und von einer Gehäusekappe aus betätigbaren Schieber, mit einem dem Schieber zugeordneten und auf einer Schaltwelle in beiden Gehäusehälften drehbeweglich gelagerten Schaltrad, das durch den Eingriff einer Schaltnase des Schiebers schrittweise schaltbar ist und mit einem der Bauelementeseite der Leiterplatte benachbart auf der Schaltwelle starr angeordneten Dauermagneten, den ein am Gehäuse festgelegtes Polblech teilweise derart umfaßt, daß das Schaltrad eindeutige Raststellungen besitzt und der in ausgewählten Raststellungen über einen magnetischen.Nebenschluß auf induktiv beeinflußbare

Schaltelemente auf der Leiterplatte einwirkt nach Patent

(deutsche Patentanmeldung P 21 62 306.3), dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (1¹) zwei in bezug auf die Schaltwelle (2) zueinander spiegelbildlich angeordnete Polpaare (N,S) besitzt, wobei die Pole auf dem Umfang des Dauermagneten gleichmäßig verteilt sind.

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