DE3533719A1 - Switch arrangement having a plurality of control elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung mit einer Mehrzahl von Bedienelementen.The invention relates to a switch arrangement with a Plurality of controls.
Schalteranordnungen dieser Art werden für die vielfältigsten Anwendungsbereiche, insbesondere auch im Maschinenbau, zur manuellen Auslösung von Maschinenfunktionen benötigt.Switch arrangements of this type are used for the most varied Areas of application, especially in mechanical engineering, for manual triggering of machine functions required.
Aus dem Stand der Technik bekannte Schalteranordnungen mit einer Mehrzahl von Bedienelementen lassen sich im wesent lichen in zwei große Gruppen einteilen. Die erste Gruppe umfaßt Tastaturen, die aus einzelnen Tasten aufgebaut sind, die überwiegend mit speziellen Gravuren der Bedien elemente und in spezieller Anordnung auf Kundenwunsch erstellt werden. Es handelt sich hierbei um Schalteran ordnungen, die auch später noch vom Kunden bezüglich der Gravuren und bezüglich der Schalterfunktionen durch Blind stopfen und dergleichen modizifiert werden können. Dies ist in fast allen Anwendungsfällen im Maschinen- und Gerätebau notwendig, da der Maschinenanwender in der Regel eine auf seine speziellen Verhältnisse zugeschnittene Schalteran ordnung wünscht. Problematisch ist bei dieser ersten Gruppe der Schalteranordnungen eine hinreichend feuchtigkeits- und staubdichte Abdichtung der Tasten, ohne die eine betriebs sichere Funktion der Schalteranordnungen in rauhen Umgebungs bedingungen nicht sichergestellt werden kann. Als Not lösung zur Behebung des Problems wird vielfach eine transparente Dichtmasse verwendet, die über alle Be dienelemente bzw. Tasten der Schalteranordnung ausge spannt wird, und die zumindest zeitweilig eine störungs freie Betätigung der Bedienelemente gewährleistet. Andererseits sind sogenannte Folientastaturen bekannt, die es zwar in verschiedenen technischen Ausführungen gibt, die aber jeweils auf Kundenwunsch zugeschnitten werden müssen und dann nur in Großserie wirtschaftlich hergestellt werden können. Der Einsatz derartiger Schal teranordnungen ist daher in der Regel nur bei Maschinen oder Anlagen zweckmäßig, die in relativ großer Serie unverändert hergestellt werden. Die Praxis fordert jedoch Schalteranordnungen, die sich leicht und flexibel auch bei relativ geringer Stückzahl auf besondere Kundenwünsche einstellen lassen. Bekannte Schalteran ordnungen der vorstehend erwähnten Art umfassen in der Regel immer nur Schließerkontakte, die erst vermittels einer zusätzlichen Steuerschaltung auf elektronischem Wege invertiert werden müssen, falls die Funktion eines Öffnerkontakts realisiert werden soll. Dies ist aber, insbesondere im Maschinenbaubereich, aus Sicherheits gründen untersagt, da mit einem Schließerkontakt nie eine den Sicherheitsvorschriften entsprechende Span nungsunterbrechung erzielbar ist.Switch arrangements known from the prior art a plurality of controls can be essentially divide into two large groups. The first group includes keyboards made up of individual keys which are predominantly with special engravings of the operator elements and in a special arrangement on customer request to be created. These are switches regulations that the customer will later also consider regarding the Engravings and with regard to the switch functions by blind darning and the like can be modified. This is in almost all applications in machine and device construction necessary because the machine user usually has one switches tailored to his special circumstances wishes order. This first group is problematic the switch arrangements a sufficiently moisture and dust-proof sealing of the buttons without which an operational safe function of the switch arrangements in harsh environments conditions cannot be ensured. As an emergency solution to solve the problem is often a transparent sealant used, which over all Be controls or buttons of the switch arrangement is stretched, and at least temporarily a malfunction Free actuation of the controls guaranteed. On the other hand, so-called membrane keyboards are known which are available in various technical versions there, but each tailored to customer requirements must be economical and then only in large series can be produced. The use of such a scarf Therefore, arrangements are usually only for machines or plants that are in a relatively large series be made unchanged. Practice demands however switch arrangements that are light and flexible even with a relatively small number of items Have customer requests set. Known switches Orders of the type mentioned above include in the As a rule, only normally open contacts that only mediate an additional control circuit on electronic Ways must be inverted if the function of a Normally closed contact should be realized. But this is especially in mechanical engineering, for safety Establish prohibited, since with a normally open contact never a chip that complies with safety regulations Interruption of the voltage can be achieved.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Schalteranordnung anzugeben, die die vorste hend erwähnten Nachteile vermeidet, und die, trotz leicht und flexibel abwandelbarer Wahl der Schaltfunk tionen, höchste Betriebssicherheit in rauhen Umgebungs bedingungen und, falls gefordert, auch höchste elek trische Sicherheit durch Vorsehen von Öffnerkontakten garantiert.The invention is therefore based on the object specify novel switch arrangement that the first avoids the disadvantages mentioned, and that despite easily and flexibly changeable choice of switching radio ions, maximum operational reliability in harsh environments conditions and, if required, even the highest elec trical safety through the provision of NC contacts guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 an gegebene Erfindung gelöst. This object is achieved by the in claim 1 given invention solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous refinements and developments of the Erfin dung emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:The invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. It shows:
Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine in einer Anlage montierte Schalteranordnung; FIG. 1 shows a longitudinal section through an assembled switch assembly in a plant;
Fig. 2: einen Längsschnitt durch Teile der Schalter anordnung nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; FIG. 2 shows a longitudinal section through parts of the switch arrangement according to FIG. 1 on an enlarged scale;
Fig. 3: eine Aufsicht auf die Frontseite der Schalteranordnung nach Fig. 1. Fig. 3 is a plan view of the front of the switch assembly of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine in einer Anlage montierte Schalteranordnung 10. Die Schalteran ordnung 10 wird auf einfache Weise vermittels Klemmschrau ben 13 und eines Druckrahmens 11 in einem Ausschnitt der Frontplatte 100 der Anlage befestigt. Die Schalteran ordnung 10 umfaßt rückseitig ein spritzwasserdichtes Gehäuse 12, in dem im wesentlichen parallel zur Front platte 100 verlaufend eine Leiterbahnen 19, 19 a tragende Leiterplatte 14 angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 14 wiederum sind zeilen- bzw. spaltenförmig mehrere, die Leiterbahnen 19, 19 a auf der Leiterplatte 14 verbindende, Bedienelemente 15 angeordnet. Als vorderseitige Begren zung der Schalteranordnung 10 ist schließlich vor den Bedienelementen 15 ein spritzwasserdichtes Dichtungs profil 17 angeordnet, das um die abgewinkelte Wandung des Gehäuses 12 herumgezogen ist, sich dadurch bei Montage der Schalteranordnung 10 gegen eine Randfläche der Frontplatte 100 anpreßt und auf diese Weise einen feuchtigkeitsdichten Abschluß des Frontplattendurchbruchs sicherstellt. Fig. 1 shows a longitudinal section through an assembled in a plant switch assembly 10. The switch arrangement 10 is fastened in a simple manner by means of clamping screws ben 13 and a pressure frame 11 in a section of the front plate 100 of the system. The switch arrangement 10 comprises on the back a splash-proof housing 12 , in which plate 100 running essentially parallel to the front plate 100 , a conductor tracks 19 , 19 a carrying circuit board 14 is arranged. On the circuit board 14, in turn, a plurality of control elements 15, which connect the conductor tracks 19 , 19 a on the circuit board 14 , are arranged in rows or columns. As front Begren wetting of the switch assembly 10 is finally placed in front of the control elements 15, a splash-proof seal profile 17, which is drawn around the angled wall of the housing 12, is characterized against a peripheral surface of the front plate presses against 100 during assembly of the switch assembly 10 and an in this way moisture-proof closure of the front panel opening ensures.
Die Bedienelemente 15 sind zeilen- oder spaltenförmig angeordnet. Sie umfassen ein im wesentlichen topfför mig ausgebildetes Gehäuse 15 a, das vermittels hervor springender Rastelemente 15 b in Bohrungen der Leiter platte 14 verankerbar ist. In einer zentrisch angeord neten Bohrung im Gehäuse 15 a ist ein von einem Feder element (Druckfeder 15 f bzw. Tellerfeder 15 h) beauf schlagter Stößel 15 c gleitbar gelagert, der sich in Ruhelage vermittels einer Schulter 20 am inneren Topfboden des Gehäuses 15 a abstützt. In seiner der Leiterplatte 14 zugewandten Stirnfläche trägt der Stößel 15 c ein mit einer ringförmig umlaufenden Hinterschnei dung versehenes Sackloch, in das ein mit einem Rastele ment 21 versehener Kontaktelementträger 15 d eingreift. Der Kontaktelementträger 15 d trägt vermittels einer glatten oder tellerförmigen Verbreiterung auf ihrer der Leiterplatte 14 zugewandten Seite Kontaktelemente 15 g (siehe Fig. 2 unten), die in Ruhelage des Stößels 15 c Leiterbahnen 19 a auf der beidseitig Leiterbahnen 19, 19 a tragenden Leiterplatte 14 elektrisch leitend ver binden und damit einen Stromkreis schließen. Es han delt sich somit hierbei um einen Öffnerkontakt, da bei Betätigung des Stößels 15 c die Kontaktelemente 15 g sich von den Leiterbahnen 19 a abheben und den Stromkreis unterbrechen. Eine derartige Öffnerfunk tion ist aus Sicherheitserwägungen besonders vorteil haft, da hier für Aus-Befehle bei Maschinensteuerungen eine echte galvanische Trennung des Schalterstromkrei ses erzielbar ist. Gleichzeitig trägt der Stößel 15 c selbst auf seiner der Leiterplatte 14 zugewandten Stirnfläche ebenfalls Kontaktelemente 15 e, die bei Auflage auf der Leiterplatte 14 nach Betätigung des Stößels 15 c dort angeordnete Leiterbahnen 19 elek trisch leitend verbinden und somit die Funktion eines Schließerkontakts erfüllen. Der Stößel 15 c, des im unteren Bereich der Fig. 2 dargestellten Bedienelements 15 ist von einer Tellerfeder 15 a beaufschlagt, die den Stößel 15 c in Ruhelage sicherstellt, andererseits bei Betätigung des Stößels 15 c schlagartig in eine andere Lage ausweicht und somit einen Sprungkontakt ermöglicht. Der Stößel 15 c des in Fig. 2 oben dargestellten Bedien elements 15 ist dsgegen von einer Druckfeder 15 f beauf schlagt, gegen deren Rückstellkraft der Stößel 15 c bei Betätigung fortbewegt werden muß, so daß ein Schleich kontakt realisiert ist.The control elements 15 are arranged in rows or columns. They comprise a substantially pot-shaped mig shaped housing 15 a, the means of salient locking elements 15 b in bores of the printed circuit board 14 is anchored. In a centrically angeord Neten bore in the housing 15 a is a spring element (compression spring 15 f or disc spring 15 h ) on the plunger 15 c slidably supported, which is supported in the rest position by means of a shoulder 20 on the inner pot bottom of the housing 15 a . In the circuit board 14 of its end face facing the ram 15 carries a c-making with an annular peripheral Hinterschnei provided a blind hole into which an element with a Rastele 21-provided contact element carrier 15 engages d. The contact element carrier 15 d carries, by means of a smooth or plate-shaped widening on its side facing the printed circuit board 14, contact elements 15 g (see FIG. 2 below) which, in the inoperative position of the plunger 15 c, conductors 19 a on the printed circuit board 14 carrying conductors 19 , 19 a on both sides Connect electrically conductive and thus close a circuit. It is thus a normally closed contact, since when the plunger 15 c is actuated, the contact elements 15 g stand out from the conductor tracks 19 a and interrupt the circuit. Such an opener function is particularly advantageous for safety reasons, since a real electrical isolation of the switch current circuit can be achieved here for OFF commands in machine controls. At the same time, the plunger 15 c also has contact elements 15 e on its end face facing the printed circuit board 14 , which, when placed on the printed circuit board 14 after actuation of the plunger 15 c , interconnect conductor tracks 19 arranged there in an electrically conductive manner and thus perform the function of a make contact. The plunger 15 c, the control element 15 shown in the lower part of FIG. 2 is acted upon by a disk spring 15 a, c the plunger 15, ensures in the rest position on the other hand, upon actuation of the plunger 15 c abruptly in another position deflects and thus a jump contact enables. The plunger 15 c of the operating element 15 shown in FIG. 2 above is struck by a compression spring 15 f , against whose restoring force the plunger 15 c must be moved when actuated, so that a crawl contact is realized.
Die Steck- und Rastverbindung des Gehäuses 15 a mit der Leiterplatte 14 und des Kontaktelementträgers 15 d mit dem Stößel 15 c sichern eine schnelle und preisgünstige Montage des Bedienelements 15 und ermöglichen dennoch dessen Austausch nach Abnutzung bzw. Zerstörung, so daß die Schalteranordnung auch besonders reparatur freundlich ausgebildet ist. Die leichte Austauschbar keit der Bedienelemente 15 ermöglicht es zudem, selbst bei kleinsten Serien, auf individuelle Kundenwünsche hinsichtlich der Bestückung mit unterschiedlichen Be dienelementen 15 einzugehen. Selbst die nachträgliche Abänderung der Schalteranordnung durch den Kunden selbst wird durch die vorstehend beschriebene Kon struktion ermöglicht.The plug and snap connection of the housing 15 a with the circuit board 14 and the contact element carrier 15 d with the plunger 15 c ensure a quick and inexpensive assembly of the control element 15 and still allow its replacement after wear or destruction, so that the switch arrangement also particularly repair is friendly trained. The easy interchangeability of the control elements 15 also makes it possible, even with the smallest series, to respond to individual customer requests with regard to the configuration with different control elements 15 . Even the subsequent modification of the switch arrangement by the customer himself is made possible by the construction described above.
Als vorderseitige Begrenzung der Schalteranordnung 10 ist vor den Bedienelementen 15 ein spritzwasserdichtes Dichtungsprofil 17 angeordnet, das reliefartig kontu riert ist. Dieses Dichtungsprofil 17 garantiert einer seits eine spritzwasserfeste Abdichtung der Schalter anordnung 10, so daß diese unter rauhesten Betriebs bedingungen zuverlässig eingesetzt werden kann. Gleich zeitig sorgen die reliefartigen Vertiefungen, die im wesentlichen kreisförmig oder quadratisch ausgebildet sein können, für eine ergonomisch günstige Anzeige der optimalen Druckposition für die jeweilige Betätigung des Bedienelements 15. In den Vertiefungen lassen sich - leicht auswechselbar - zusätzliche Druckplatten 18 anordnen, die in vorteilhafter Weise auf ihrer, dem Anwender zugewandten Außenfläche noch mit auf die Schaltfunktion hinweisenden Symbolen versehen sein können (Fig. 3). Alle an den Schalterfunktionen betei ligten Leiterbahnen 19, 19 a führen zu einem vorzugswei se mittig auf der Leiterplatte 19 angeordneten Anschluß stecker 16, der zur Verbindung der Schalteranordnung 10 mit der jeweiligen Maschine dient. In besonders vorteilhafter Weise kann der Anschlußstecker 16 auch zur Verschaltung mehrerer Schaltanordnungen 10 zu einem Schalterfeld ausgenutzt werden, wenn er so ausgebildet ist, daß seitlich aneinandergereihte Schaltanordnungen 10 vermittels dieses Anschlußsteckers 16 auch in elektri scher Hinsicht untereinander verbindbar sind. Die Schal teranordnungen 10 liegen dabei bündig im Rastermaß aneinander. Auf diese Weise können vermittels einer standardisierten Schalteranordnung 10 auf einfache Weise nach Kundenwunsch spezifizierte Tastenfelder, auch in relativ kleinen Serien, geschaffen werden.As a front limitation of the switch assembly 10 , a splash-proof sealing profile 17 is arranged in front of the control elements 15 , which is contoured in relief. This sealing profile 17 guarantees on the one hand a splash-proof seal of the switch assembly 10 , so that it can be used reliably under the harshest operating conditions. At the same time, the relief-like depressions, which can be essentially circular or square, provide an ergonomically favorable display of the optimal printing position for the respective actuation of the operating element 15 . Easily replaceable, additional pressure plates 18 can be arranged in the depressions, which can advantageously also be provided with symbols indicating the switching function on their outer surface facing the user ( FIG. 3). All of the switch functions betei approved conductor tracks 19 , 19 a lead to a vorzugswei se arranged centrally on the circuit board 19 connector 16 , which serves to connect the switch assembly 10 with the respective machine. In a particularly advantageous manner, the connector 16 can also be used to interconnect a plurality of switching arrangements 10 to form a switch panel if it is designed such that switching arrangements 10 arranged side by side can also be connected to one another in electrical terms by means of this connecting plug 16 . The scarf arrangement 10 are flush with each other in the grid. In this way, by means of a standardized switch arrangement 10, specified keypads can be created in a simple manner according to customer requirements, even in relatively small series.
Zur Verbesserung der Kontaktgabe und Verringerung des Übergangswiderstandes sind die Leiterbahnen 19, 19 a im Bereich der Kontaktelemente 15 g, 15 e mäanderförmig verlaufend ausgestaltet und dort vergoldet, so daß sich die Schaltsicherheit erhöht. Besonders vorteilhaft bestehen die Kontaktelemente 15 g, 15 e aus einem leit fähigen Kunststoff, vorzugsweise einem Elastomer, dadurch läßt sich eine prellende Kontaktgabe bzw. Kontaktlösung bei Betätigung des Bedienelements 15 weitgehend ausschließen.To improve the contact and reduce the contact resistance, the conductor tracks 19 , 19 a in the area of the contact elements 15 g , 15 e are designed in a meandering shape and are gold-plated there, so that the switching reliability is increased. Particularly advantageously, the contact elements 15 g , 15 e consist of a conductive plastic, preferably an elastomer, thereby largely eliminating bouncing contact or contact solution when the control element 15 is actuated.
Claims (7)
- a) die Schalteranordnung (10) umfaßt rückseitig ein spritzwasserdichtes Gehäuse (12);
- b) in dem Gehäuse (12) ist eine Leiterbahnen (19, 19 a) tragende Leiterplatte (14) angeordnet;
- c) auf der Leiterplatte (14) sind zeilen- bzw. spalten förmig mehrere, die Leiterbahnen (19, 19 a) verbinden de Bedienelemente (15) angeordnet;
- c) als vorderseitige Begrenzung der Schalteranordnung (10) ist vor den Bedienelementen (15) ein spritz wasserdichtes Dichtungsprofil (17) angeordnet.
- a) the switch assembly ( 10 ) comprises a splash-proof housing ( 12 ) on the back;
- b) a printed circuit board ( 14 ) carrying conductor tracks ( 19 , 19 a ) is arranged in the housing ( 12 );
- c) on the printed circuit board ( 14 ) are rows or columns in the form of a plurality of interconnects ( 19 , 19 a ) connecting de controls ( 15 );
- c) as a front-side limitation of the switch arrangement ( 10 ), a splash-proof sealing profile ( 17 ) is arranged in front of the operating elements ( 15 ).
- a) das Bedienelement (15) umfaßt ein im wesent lichen topfförmig ausgebildetes Gehäuse (15 a), das mittels Rastelementen (15 b) in Bohrungen der Leiterplatte (14) befestigt ist;
- b) das Bedienelement (15) umfaßt weiter einen Stößel (15 c) der in einer zentrischen Ausneh mung im Topfboden des Gehäuses (15 a) des Be dienelements (15) gleitbar gelagert ist und eine Schulter (20) trägt, vermittels der er in Ruhelage an der inneren Topfbodenfläche des Gehäuses (15 a) anliegt;
- c) der Stößel (15 c) des Bedienelements (15) ist von einem Federelement (Druckfeder 15 f bzw. Tellerfeder 15 h) beaufschlagt, das zwischen Leiterplatte (14) und Stößel (15 c) angeordnet ist;
- d) der Stößel (15 c) trägt einen Kontaktelement träger (15 d), der durch ein Rastelement (21) mit dem Stößel (15 c) verbunden ist;
- e) der Kontaktelementträger (15 d) und der Stößel (15 c) tragen Kontaktelemente (15 g, 15 e).
- a) the control element ( 15 ) comprises an in union union cup-shaped housing ( 15 a) which is fastened by means of locking elements ( 15 b) in holes in the circuit board ( 14 );
- b) the control element ( 15 ) further comprises a plunger ( 15 c) which is slidably mounted in a central recess in the pot bottom of the housing ( 15 a) of the control element ( 15 ) and carries a shoulder ( 20 ) by means of which it is in Rest position on the inner pot bottom surface of the housing ( 15 a) ;
- c) the plunger ( 15 c) of the control element ( 15 ) is acted upon by a spring element (compression spring 15 f or plate spring 15 h ) which is arranged between the printed circuit board ( 14 ) and plunger ( 15 c) ;
- d) the plunger ( 15 c) carries a contact element carrier ( 15 d) which is connected to the plunger ( 15 c) by a latching element ( 21 );
- e) the contact element carrier ( 15 d) and the plunger ( 15 c) carry contact elements ( 15 g , 15 e ).
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Legal Events
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Owner name: SCHUNK METALL UND KUNSTSTOFF GMBH, 6301 WETTENBERG |
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