DE2616854C2 - Vorrichtung zum Umschalten einer elektrischen Schaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umschalten einer elektrischen Schaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (US-PS 83 274) ist ein einfacher Ein- und Ausschalter, bei dem die Kontaktelemente von einer lichtaussendenden Diode und einem lichtempfangenden Photoelement gebildet sind und der Strahlengang zwischen diesen Elementen durch Eindrücken des Druckknopfes unterbrochen werden kann.

Aus der DE-OS 21 35 722 ist eine Taste zum prellfreien Schalten mehrerer Stromkreise bekannt, die eine Lochblende mit einer Mehrzahl von Lichtdurchtrittsöffnungen aufweist, welche jeweils einem Ein- und ausschalter zugeordnet sind, der aus einer Leuchtdiode und einer Photodiode besteht. Beim Verschieben der Lochblende werden alle Schalter gleichzeitig betätigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Vorrichtung derart auszugestalten, daß mit ihr nicht nur ein Ein- und Ausschalten eines oder mehrerer Stromkreise, sondern eine Vielzahl von unterschiedlichen Schaltungen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, durch entsprechende Anordnung einer Mehrzahl von Kantaktelementen oder Kontaktelement-Paaren bzw. denen Betätigungseinrichtungen und durch entsprechende Ausbildung des Druckknopfes ermöglicht, daß für jede vorbestimmte Winkelstellung des Druckknopfes eine bestimmte Schaltung (oder tuch mehrere Schaltungen) vorprogrammiert wird, die nun dadurch ausgeführt wird, daß der Druckknopf in die betreffende Winkelstellung gebracht und in dieser eingedrückt wird, wobei viele Schaltungen z. B. Relaisschaltungen, durch einen kurz andauernden Impuls, der einer vorbestimmten Kombination von Leitzuständen der Kontaktelememte entspricht, verwirklicht werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. i einen Längsschnitt einer Schaltvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit lh-Ütaussendenden und lichtempfangenden Elementen,

F i g. 2 eine abgewickelte Darstellung des rohrförmigen Fortsatzes des Druckknopfes in F i g. 1, der die lichtempfangenden Elemente wahlweise abdeckt oder freigibt,

Fig.3 einen Querschnitt entlang Linie III-III in Fig. 1,

F i g. 4 einen Längsschnitt einer Schaltvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Kontaktelemente aus elastisch verformbaren Plättchen bestehen, die veränderliche Widerstände, veränderliche Kapazitäten oder Halleffekt-Elemente bilden, und

F i g. 5 einen Schnitt entlang Linie V-V in F i g. 4.

!n Fig. 1 ist im axialen Schnitt eine Vorrichtung dargestellt, die ein rohrförmiges Gehäuse 1 aus isolierendem Material, zum Beispiel aus Kunststoff, aufweist, das an einem Ende eine Wand 2 mit einer kreisförmigen Öffnung 3 aufweist, in der ein Druckknopf 4 gleitet, welcher einen Kopf 5 umfaßt, dessen Durchmesser größer als jener der öffnung 3 ist. Der Druckknopf 4 erstreckt sich in das Innere des Gehäuses und besitzt einen ringförmigen Bund 6 mit einer aufgesetzten Scheibe 7 aus magnetischem oder ferromagnetischem Material, die mit einem ringförmigen, mit der Wand 2 des Gehäuses iesl verbundenen Dauermagneten 8 zusammenwirkt. An seinem dem Kopf 4 entgegengesetzten Ende endet der Druckknopf 4 mit einer zylinderförmigen Verlängerung 9, deren Eride mit einer Platte 10 aus isolierendem Material in Berührung gebracht werden kann. Diese Platte 10 verschließt das offene, der Wand 2 entgegengesetzte Ende des Gehäuses 1 und ist zu diesem Zweck in eine ringförmige Mut 11 eingesetzt oder durch andere Mittel am Gehäuse 1 angebracht

Die Platte 10 aus isolierendem Material trägt die notwendigen Kontaktelemente, die in diesem Fall zum Beispiel aus einem lichtaussendenden Element 12, wie einer elektrisch erregten lichtaussendenden Diode, und aus mehreren zum Beispie! vier lichtempfangenden Elementen 13, wie Photptransistoren, bestehen. Die Platte 10 kann auf einer seiner Flächen oder auf beiden .Flächen mit einer elektrisch leitenden gedruckten Schaltung versehen werden. ■ '.

Die Kontaktelciiiente, die von dem im Mittelpunkt der Platte angeordneten lichtaussendenden Element 12 sowie den am Umfang eier Platte angeordneten lichtempfangenden Elemente 13 gebildet werden, sind auf der Innenfläche der Platte 10 angeordnet und auf der Außenfläche dieser Platte 10 an einen Speisekreis sowie an eine elektrische oder elektronische Schaltung angeschlossen, deren Umschaltung durch die Vorrichtung gesteuert wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform und wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, weist die zylinderförmige Verlängerung 9 des Druckknopfes einen Schlitz 15 auf, der sich ausgehend von dem Ende der Verlängerung 9, das gegenüber der Platte 10 liegt, über eine bestimmte Höhe erstreckt Wenn der Druckknopf durch einen auf seinen Kopf 5 ausgeübten Druck eingedrückt wird, wird der Schlitz 15 zwischen das lichtaussendende Element 12 und ein lichtempfangendes Element 13 gebracht.

Der Druckknopf 4 kann um seine Längsachse 16 gedreht werden, um ihn in verschiedene Winkelstellungen zu bringen. Es sind in diesem Fall vier Winkelstellungen vorgesehen und der Umfang des Bundes S des Druckknopfes besitzt entsprechend vier Nuten 17, die mit einem Winkelabstand von 90° angeo-^net sind. Die Innenwand des zylinderförmigen Teile·; des Gehäuses 1 weist vier Rippen 18 auf, die ebenfalls in einem Winkelabstand von 90° angeordnet und in bezug auf die Nuten 17 des Druckknopfes höhenmäßig so versetzt sind, daß, wenn der Druckknopf sich in der auf F i g. 1 dargestellten Ruhestellung befindet, die Nuten 17 mit den Rippen 18 nicht in Eingriff stehen, sondern sich über letzteren befinden. In dieser Stellung kann der Druckknopf um seine Längsachse 16 frei gedreht werden.

Der Kopf 5 des Druckknopfes kann mit einer gravierten Markierung versehen werden, die durch Drehung des sich in Ruhestellung befindenden Druckknopfes 4 um seine Längsachse 16 gegenüber vier entsprechenden auf der Wand 2 des Gehäuses 1 gravierten Markierungen eingestellt werden kann. Dadurch kann erreicht werden, daß der Schlitz 15 vor ein bestimmtes lichtempfangendes Element 13 gebracht wird. Bei dieser vorbestimmten Winkelstellung des Druckknopfes 4 urn seine Längsachse 16 befinden sich die Nuten 17 genau in fluchtender Anordnung mit den entsprechenden Rippen 18 les Gehäuses 1, so daß der Druckknopf nun so weit gedrückt werden kann, bis er mit der isolierenden Platte 10 in Berührung steht

Die Arbeitsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende:

Das hchtaussendende Element 12 ist dauernd gespeist und wenn sich der Druckknopf 4 unter der Wirkung der magnetischen Rückholmittel 7 und 8 in der in F i g 1 dargestellten Ruhestellung befindet, werden alle lichtempfangenden Elemente 13 der Strahlung des lichtaussendenden Elementes 12 ausgesetzt und sie weisen demzufolge einen Leitzustand auf, den man in der Folge ais »>0«-7'is'.and bezeichnet. Durch die Drehung des Druckknopfes 4 in der Ruhestellung um seine Längsachse 16 wird eine vorbestinmte Information gewäiih Diese information wird dann wirksam, wenn der Druckknopf 4 so weit gedrückt wird, daß seine zylinderförmige Verlängerung 9 auf der Platte 10 liegt.

In dieser Stellung befindet sich der Schlitz 15 gegenüber einem der lichtempfangenden Elemente 13, wobei letzteres dabei einen Leitzustand »0« aufweist. Die anderen lichtempfängenden Elemente 13~sifcä nicht mehr der Strahlung des lichtaussendenderi Elementes 12 ausgesetzt, die durch die zylinderförmige Verlängerung 9 abgeschirmt wird, uml gehbn dann in den Leitzustand »1« über. Von einer Kombination von Leitzuständen »0-0-0-0« für die lichtempfängenden Elemente 13, wenn

der Druckknopf 4 sich in seiner Ruhestellung befindet, geht man zu einer Kombination von Leitzuständen »1-1-1-0« über, wenn der Druckknopf 4 in die Arbeitsstellung eingedrückt ist. Durch Drehung des Druckknopfes 4 um seine Längsachse 16 kann man folgende Leitzustandskombinationen erzielen: »1-1-0-1«, Wl-O-I-Iw₁WO-I-I-Iw.

Selbstverständlich können in der zylinderförmigen Verlängerung 9 des Druckknopfes mehrere Schlitze 15 vorgesehen werden, deren jeweilige Anordnung verändert werden kann. Wie 2. B. aus F i g. 2 ersichtlich, kann die zylinderförmige Verlängerung 9 mit zwei Schlitzen 15' versehen sein, die auf der Zeichnung durch strichpunktierte Linien gezeigt sind. Die zylinderförmige Verlängerung 9 kann auch drei Schlitze aufweisen, die durch die zwei mit strichpunktierten Linien dargestellten Schlitzen 15' sowie durch den mit vollausgezogenen Linien dargestellten Schlitz 15 gebildet werden.

Wie die Zeichnungen zeigen, kann der Druckknopf 4 mit einer zylinderförmigen Bohrung 20 versehen werden, die sich vom Inneren der Verlängerung 9 bis zur äußeren Fläche des Kopfes 5 erstreckt und dazu dient, einen Teil der Strahlung des lichtaussendenden Elements 12 zur Beleuchtung der Oberfläche des Kopfes 5 des Druckknopfes zu verwenden. In der Bohrung 20 kann auch ein Bündel von optischen Fasern zur Beleuchtung der Oberfläche des Kopfes 5 gemäß einem vorbestimmten Muster vorgesehen werden.

Um die Weiterdrehung des Druckknopfes 4 in seiner Ruhestellung zu verhindern, wenn er sich in einer der Winkelstellungen, die der Wahl einer Information entsprechen, befindet, können besondere Mittel vorgesehen sein. Diese Mittel können ähnlich wie die Rippen 18 des Gehäuses ebenfalls durch Rippen gebildet werden, die jedoch über den Nuten 17 des Druckknopfes angeordnet sind, wie das zum Beispiel in F i g. 4 gezeigt ist, oder können in Form von radialen Riefelungen an der inncmiäCnc «£3 t-icHiCutCS σ oüSgCiüiift Werden, "welche mit entsprechenden radialen Nuten an der Oberfläche der Scheibe 7 aus magnetischem Material zusammenwirken.

Auf diese Wejse kann der Druckknopf 4 sicher in eine der vorbestimmten Winkelstellungen gebracht werden.

In den F i g. 4 und 5 ist eine Variante dargestellt, in welcher die lichtaussendenden und -empfangenden EIemente durch veränderliche Widerstände, veränderliche Kapazitäten und/oder Halleffekt-Elemente ersetzt sind. Diese Widerstände, Kapazitäten oder Elemente sind in Form von unter Druck elastisch verformbaren Plättchen 25 ausgeführt, deren Komprimierung zu einem plötzlichen Widerstands-, Kapazitäts- oder Spannungssprung führt.

Die in den Fi g. 4 und 5 dargestellte Vorrichtung umfaßt wie im vorher beschriebenen Beispiel ein Gehäuse 31 mit einem nngförmigen oberen Rand 32, der vom Druckknopf 34 durchgesetzt wird. Die entgegengesetzte Seite des Gehäuses 31 wird mit Hilfe einer isolierenden Platte 40 geschlossen, die die Plättchen 25 trägt weiche ihrerseits in kleinen Hohlräumen in der Innenfläche der Platte 40 so angeordnet sind, daß sie von dieser eo Fläche um einen Betrag vorstehen, der der normalen Zusammendrückung der Plättchen entspricht, die den genannten Widerstands-, Kapazitäts- oder Spannungssprung hervorruft.

An seinem der Platte 40 zugewandten Ende ist der Druckknopf 34 ebenfalls durch ein zylhiderfönniges Teil 39 verlängert, das an seinem Ende mit einer VerschlußDlatte 26 versehen ist deren Unterseite eine bestimmte Anzahl von Klötzen oder vorspringenden Flächen 27 trägt, die auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist.

Auch bei dieser Ausführung weist die Innenwand des Gehäuses Rippen 48 auf, die mit an der Außenseite des zylinderförmigen Teiles 39 vorgesehenen Nuten 47 zusammenwirken und jeweils die verschiedenen Winkelstellungen des Druckknopfes 34 bestimmen. Die Innenwand des Gehäuses 31 weist außerdem Rippen 50 auf, die mit den Rippen 48 fluchten und über letzteren mit einem derartigen Abstand angeordnet sind, daß der Druckknopf 34, wenn er nur leicht gedruckt wird, zwischen den Rippen 48 und 50 frei gedreht werden kann. Alternativ können entsprechende Rippen und Nuten jeweils radial auf der Unterseite des mit dem Gehäuse fest verbundenen Magnets 38 und radial an der Oberfläche der Scheibe 37 aus magnetischem Material, die mit dem Druckknopf 34 fest verbunden ist, vorgesehen sind. Die Ränder dieser Rippen und Nuten können aufgeweitet sein, damit der Druckknopf sanft in eine seiner vorbestimmten Winkelstellungen um seine Längsachse 46 gebracht werden kann, so daß letzterer durch einfache Drehung und ohne daß ein starker Druck in Richtung der Achse 46 ausgeübt werden muß, von einer Winkelstellung in die andere gebracht werden kann, ohne die Leitzustände der Elemente 25 zu ändern.

Wie insbesondere F i g. 5 zeigt, sind die Elemente 25 auf demselben Radius in einer Reihe angeordnet und die Klötze 27<is;r Unterseite der Platte 26 sind in geeigneter Weise auf vier konzentrische Kreise verteilt, welche jeweils über ein Element 25 verlaufen. Der Druckknopf 34 kann acht verschiedene Winkelstellungen annehmen, die um die Längsachse 46 mit gleichem Abstand verteilt sind, wobei jede Winkelstellung einer vorbestimmten Kombination von Leitzuständen der vier Elemente 25 entspricht. Wenn man mit »0« den Leitzustand eines Elementes 25, bei welchem der Druckknopf 34 sich in ==~=r :— F^:~ A H--'-""··=!¹»'"! DiikactölliiniT KofinHot

OeiflCI III X Ig.^ um g^J^vtnv» ■-»uiivu***iiui>Q w. · ■ ■«.,

und mit »1« den Leitzustand eines Elementes 25 bezeichnet bei dem es mit einer bestimmten Druckkraft durch einen Klotz 27 zusammengedrückt ist erhält man die folgenden Leitzustandkombinationen, je nachdem, im welcher Winkelstellung sich der Druckknopf 34 befindet:

Stellungen des	Leitzustand der	0	0	1
Knopfes 34		0	1	0
1	Kontaktelemente 25	0	1	1
2	0	1	0	0
3	0	i	0	1
4	0	1	1	0
5	0	1	1	1
6	0	0	0	0
7	0
8	0
1

Der Zustand »0-0-0-0« der Kontaktelemente 25 entspricht dabei der Ruhestellung des Druckknopfes 34.

Es genügt daher, daß man eine vorbestimmte Kombination der Leitzustände der Kontaktelemente 25 wählt und dabei den Druckknopf 34 um seine Längsachse 46 dreht wenn letzterer sich in seiner Ruhestellung befindet und daß man dann den in der gewünschten Stellung gebrachten Knopf drückt um die gewählte Kombination wirksam zu machen.

Selbstverständlich sind zahlreiche Varianten der be-

7

schriebenen Ausführungsbeispiele denkbar, ohne den

Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kön- |

nen die Schlitze 15 in der zylinderförmigen Verlängerung 9 des Druckknopfes der F i g. 1 durch reflektieren- § de Bereiche oder jeweils durch durchlässige Zonen mit 5 § entsprechender Anordnung von lichtaussendenden und -empfangenden Elementen ersetzt werden.

Die magnetischen Mittel zum Rückholen des Druckknop'i&i in seine Ruhestellung können auch als Mittel eingesetzt werden, um den Druckknopf in die ge- ίο wünschte Winkelstellung zu bringen, und zwar zum Beispiel dadurch, daß eine Reihe von kleinen Dauermagneten an der ringförmigen Innenfläche der Wand 2 (oder 32) des Gehäuses vorgesehen wird, die alle gleich orientiert und mit gleichem Abstand voneinander verteilt sind, während auf dem ringförmigen Rand des Druckknopfes (anstatt der Scheiben 7 oder 37) kleine Magnete angeordnet sind, die so gerichtet sind, daß die magnetische Anziehungskraft zwischen den Magneten des Gehäuses und jenen des Druckknopfes letzteren einerseits in seine Ruhestellung zurückbringt und andererseits um seine Längsachse in eine jeweilige Winkelstellung einstellt.

Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß durch den Einsatz von lichtempfangenden Elementen, Widerständen, veränderlichen Kapazitäten oder Halleffekt-Elementen Impulsformerschaltungen und Verstärkungsschaltungen entfallen, wobei der Unterschied zwischen den Ausgangspegeln, die den zwei Leitzuständen der Kontaktelemente entsprechen, ausreichend groß ist, um Schaltkreise. Steuerkreise oder logische Schaltungen zu erregen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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40

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umschalten einer elektrischen Schaltung, mit einem Gehäuse, einem Druckknopf, der sich durch eine Öffnung in einer ersten Wand des Gehäuses hindurcherstreckt und zwischen zwei jeweils einem Schaltzustand der Schaltung entsprechenden Stellungen bewegbar ist und durch magnetische Mittel in seine Ruhestellung zurückbringbar to ist, wobei eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand des Gehäuses von einer Platte aus isolierendem Material gebildet ist, die Kontaktelemente, beispielsweise miteinander zusammenwirkende lichtaussendende und lichtempfangende Elemente trägt, welche von einem ersten Zustand, der einem ersten Schaltzustand der Schaltung entspricht, in einen zweiten Zustand, der einem zweiten Schaltzustand der Schaltung entspricht, übergehen, wenn der Druckknopf von einer Stellung in die andere gsbracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopr(4:34) in oder nahe seiner Ruhestellung um seine Längsachse drehbar und in verschiedene Winkelstellungen bringbar ist, die jeweils einer vorbestimmten Kombination von Zuständen der Kontaktelemente (12, 13; 25) entsprechen, und aus seiner Ruhestellung nur dann eindrückbar ist, nachdem er in oder nahe seiner Ruhestellung auf eine der genannten Winkelstellungen eingestellt wurde, daß zumindest ein Teil der Kontaktelemente (12,13; 25) auf der isolierenden Platte (10; 40) auf mindestens einem zur Drehachse des Druckknopfes (4; 34) konzentrischen Kreis in einem Winkelabstand oder in einem radialen Abstand voneinahder angeordnet ist, und daß die Kontaktetemente (12,13; 25) betätigende Körper (9; 27) auf mindestens jinem zur Drehachse des Druckknopfes (4; 34) konzentrischen Kreis in einem Winkelabstand voneinander auf einer der isolierenden Platte (10; 40) gegenüberliegenden Stirnwand (26) des Druckknopfes (4; 34) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopf (4, 34) Nuten (17, 47) aufweist, in welche an der Innenwand des Gehäuses (1,31) angeordnete, parallel zur Längsachse (16,46) des Druckknopfes (4,34) verlaufende Rippen (18,48) eingreifen, wenn der Druckknopf ganz oder teilweise eingedrückt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (Rippen 50) zur Verhinderung einer Drehung des Druckknopfes (34) in seiner Ruhestellung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Mittel (7, 8; 37, 38) zum Zurückführen des Druckknopfes (4, 34) gleichzeitig Mittel zum Einstellen des Druckknopfes in eine der verschiedenen Winkelstellungen bilden und einerseits von gleichmäßig verteilt am Gehäuse angeordneten und andererseits von am Druckknopf angeordneten Dauermagneten gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente mindestens ein lichtaussendendes Element (12) und mehrere lichtempfangende Elemente (13) aufweisen, die auf der Innenfläche der isolierenden Platte (10; 40) angeordnet sind und einerseits mit einem Speisekreis und andererseits mit der Schaltung verbunden sind, und daß mit dem Druckknopf (4) ein Bauteil (9) verbunden ist, das in an sich bekannter Weise den Strahlengang des lichtaussendenden Elements (12) zu einem lichtempfangenden Element (13) in der einen Stellung des Druckknopfes unterbricht und in der anderen Stellung freigibt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtaussendende Element (12) in der Längsachse (16) des Druckknopfes (4) angeordnet ist und daß das mit dem Druckknopf (4) verbundene Bauteil (9) rohrförmig ist und sich in Längsrichtung des Druckknopfes erstreckt und eine Mehrzahl von Schlitzen (15,15') oder Löchern aufweist, die in einer Stellung des Druckknopfes den Strahlengang des lichtaussendenden Elements (12) zu einem oder mehreren lichtempfangenden Elementen (13) freigeben, während in der anderen Stellung des Druckknopfes der Strahlengang von dem Bauteil (9) unterbrochen ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Druckknopf (4) verbundene Bauteil (9), das zwischen den lichtaussendenden und lichtempfangenden Elementen (12 bzw. 13) in Abhängigkeit von der Stellung des Druckknopfes (4) verschoben wird, mit reflektierenden oder durchlässigen Bereichen versehen ist, welche in einer Stellung des Druckknopfes die Strahlung des lichtaussendenden Elementes zu mindestens einigen der lichtempfangenden Elemente reflektieren bzw. durchlassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente einerseits von veränderlichen Widerständen oder veränderlichen Kapazitäten und/oder Halleffekt-Elementen in Form von unter Druck verformbaren Plättchen (25) an der Innenfläche der isolierenden Platte (40) und andererseits von diesen Plättchen (25) gegenüberliegenden Flächen oder Klötzchen (27) an einer entsprechenden Fläche (26) des Druckknopfes (34) gebildet sind, durch welche die bzw. einzelne Plättchen beim Eindrücken des Druckknopf»* elastisch verformt werden.