DE3605088A1 - Bedieneinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Bedieneinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 31 39 577 ist schon eine Vorrichtung zum Wählen der Betriebsart in einem Gerät zur Wiedergabe von Informationssignalen, die auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet sind, bekannt. Diese Betriebsartenwählvorrichtung steuert ein Videomagnetband- Wiedergabegerät so, daß es entweder in einer ersten Betriebsweise (Tastbetriebsart) oder in einer zweiten Betriebsweise (Bewegungsbetriebsart) arbeitet. Dazu ist eine Steuerwelle mittels einer "Kugelschreibermechanik" durch Druck in axialer Richtung zwischen zwei axialen Stellungen festlegbar, von denen eine die ungehinderte Drehung der Steuerwelle um Drehwinkel von mehr als 360° erlaubt, während die zweite den Drehwinkel auf weniger als 360° symmetrisch zu einer Ausgangswinkelstellung begrenzt.

Mehrere Impulsgebereinrichtungen steuern die Magnetbandantriebseinrichtung des Videomagnetband- Wiedergabegeräts in Abhängigkeit von der axialen Stellung und der Winkelgeschwindigkeit oder Winkelstellung der Steuerwelle. Dabei werden in der ersten Betriebsweise (Tastbetriebsart) die auf dem Magnetband aufgezeichneten Fernsehszenen einzelbildweise entsprechend der Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung der Steuerwelle vorwärts oder rückwärts wiedergegeben, während in der zweiten Betriebsweise (Bewegungsbetriebsart) die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Magnetbandes abhängig von der Größe und Richtung der Winkelausnutzung der Steuerwelle gesteuert wird und demzufolge die auf dem Magnetband aufgezeichneten Fernsehszenen mit variabler Geschwindigkeit in beiden möglichen Richtungen wiedergegeben werden. Die bekannte Vorrichtung zum Wählen der Betriebsart eines Videomagnetband- Wiedergabegerätes arbeitet im allgemeinen zufriedenstellend, jedoch benötigt sie durch den komplizierten mechanischen Aufbau mit Feststell- und Bremseinrichtungen, "Kugelschreiber"- Mechanik und eine Vielzahl von Impulsgeber-Einrichtungen viel Raum und ist entsprechend schwer und teuer. Sie steht dadurch der Ausbildung kleiner und leichter Wiedergabegeräte entgegen.

Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sämtliche für die Funktion erforderlichen Einrichtungen innerhalb des Bedienknopfes angeordnet sind, so daß minimale äußere Abmessungen, geringe Einbautiefe und Gewicht realisiert sind. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die elektrische Nachbildung mechanischer Funktionen der mechanische Aufbau wesentlich vereinfacht ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Betriebszustandswählvorrichtung möglich. Dabei ist vorteilhaft, daß in einfacher Weise eine Änderung der Wirkungscharakteristik sowie Fernbedienung möglich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführung der Bedieneinrichtung entlang der Linie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die gleiche Bedieneinrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 in Draufsicht geschnitten entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Bedieneinrichtung,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die gleiche Bedieneinrichtung in anderer Ansicht,

Fig. 6 eine Draufsicht teilweise geschnitten entlang der Linie I/I in Fig. 4,

Fig. 7 als Blockschaltbild die Steuerlogikschaltung für die Bedieneinrichtung,

Fig. 8 ebenfalls als Blockschaltbild eine Darstellung der Ein-Chip-Microcomputer- Steuerung der Bedieneinrichtung,

Fig. 9 in einem Blockschaltbild die Darstellung des Funktionsablaufs bei einer ersten von zwei möglichen Betriebsweisen der Bedieneinrichtung,

Fig. 10 ein erweitertes Blockschaltbild für den Aufbau der Steuerlogik-Schaltkreise,

Fig. 11 die Steuerlogik als diskrete Schaltung.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 die Nabe der Bedieneinrichtung bezeichnet, die am freien Ende einer Achse 5 befestigt ist und im unbetätigten Zustand durch einen Luftspalt 26 von einer Ankerplatte 2 getrennt ist. Auf der Ankerplatte 2 ist eine Ringspule 7 befestigt, deren Anschlüsse mit dem Kabelbaum 27 nach außen geführt sind. Die Nabe 1 und die Ankerplatte 2 sind jeweils aus einem Werkstoff guter magnetischer Leitfähigkeit angefertigt. Die Achse 5 ist in zwei Kugellagern 10, 11 drehbar und längs verschieblich gelagert. Der Außenring des Kugellagers 11 ist in einer Bohrung einer Befestigungshülse 4 eingepaßt, der Außenring des Kugellagers 10 in einer zentralen Bohrung der Ankerplatte 2. Die Außenringe der beiden Kugellager 10, 11 sind durch eine erste Druckfeder 19 gegeneinander verspannt, eine zweite Druckfeder 18 stützt sich mit ihrem einen Ende auf den Innenring des Kugellagers 11, mit ihrem zweiten Ende auf eine Scheibe 16, die ihrerseits auf einer auf der Achse 5 aufgeklemmten Fächerscheibe 16 anliegt.

Die Befestigungshülse 4 ist mittels einer Achtkant- Mutter 13 unter Zwischenlage einer Zahnscheibe 14 auf der Bedienfläche 28 eines Video-Magnetbandgerätes, einer Fernbedieneinrichtung, eines Mischpultes oder ähnlichem befestigt. Die Befestigungshülse 4 weist diametral zur Symmetrieachse eine Gewindebohrung 29 und eine Bohrung 30 auf. In die Gewindebohrung 29 ist ein Gewindestift mit Zapfen 8 eingeschraubt, dessen Zapfen in ein Langloch 32 der Ankerplatte 2 ragt, dessen Längsausdehnung sich parallel zur Drehachse erstreckt (Fig. 1a). In die Durchgangsbohrung 30 ist ein weiterer Gewindestift mit Zapfen 31 unter Zwischenlage einer nachgiebigen Kunststoffhülse 33 befestigt. Der Zapfen des Gewindestiftes 31 ragt in ein Langloch 34 der Ankerplatte 2, dessen Längsrichtung sich parallel zur Richtung der Achse 5 und damit zur Drehachse der Bedieneinrichtung erstreckt.

Am Außenumfang der Nabe 1 ist mittels mehrerer Schrauben 20 ein Radkranz 3 befestigt, deren Außenumfang zur bequemen Handhabung bis auf einen geringen Zwischenraum bis auf die Bedienfläche 28 heruntergezogen ist und in einen Staubschutzring 25 übergreift. Nabe 1 setzt sich weiter nach innen fort und endet in der Verzahnung 35 der Impulsgebereinrichtung. Die Impulsgebereinrichtung weist zwei erste Gabellichtschrauben 23, 24 auf, welche im Abstand n + 1/2 Teilungen auf einer Leiterplatte 6 zentral zur Achse 5 angeordnet sind und von den Zähnen 35 der Verzahnung des Radkranzes durchschnitten werden. Axialversetzt zu den Lichtschrankenanordnungen 23, 24 ist auf der Leiterkarte eine weitere Lichtschrankenanordnung 36 angebracht, deren optische Achse so gegen die Radiale verdreht ist, daß beim Eintauchen der Verzahnung 35 in den Lichtstrahl dieser stets unterbrochen ist, unabhängig vom jeweiligen Drehzustand der Verzahnung 35.

Die Wirkungsweise der Bedieneinrichtung wird später noch ausführlich erläutert. Vorab sei nur gesagt, daß die beschriebene Konstruktion drei axiale Zustände einnehmen kann: In der ersten axialen Stellung, die der Darstellung in den Fig. 1 und 2 entspricht, ist die Nabe 1 mit dem Radkranz 3 frei drehbar. Dabei durchschneiden die Zähne 35 der Verzahnung der Nabe die Strahlengänge der Gabellichtschranken 23 und 24. Beim Herunterdrücken der Nabe 1 in einer ersten Stufe wird die Druckfeder 18 zusammengedrückt, bis der Luftspalt 26 zwischen der Nabe 1 und der Ankerplatte 2 gegen Null geht. Durch Reibung der Nabe 1 auf der Ankerplatte 2 wird dabei der Drehung der Nabe 1 ein erhöhter Widerstand entgegengesetzt. Die Beseitigung des Luftspaltes 26 kann auch als Folge einer elektrischen Einwirkung auf die Bedieneinrichtung angesehen werden. Durch Anlegen einer Spannung über die Anschlüsse 27 an die Spule 7 wird in der Ankerplatte 2 ein Magnetfeld erzeugt, das sich über den Luftspalt 26 und Nabe 1 schließt und dabei zu einer Beseitigung des Luftspaltes 26 führt. Beim weiteren Niederdrücken der Nabe 1 mit dem daran befestigten Radkranz 3 wird die Ankerplatte 2 gegen die Kraft der Druckfeder 19 bewegt, bis die Zapfen der beiden Gewindestifte 8, 31 an den Oberseiten der Aussparungen 32, 34 in der Ankerplatte den Anschlag darstellen. Dabei wird die Verzahnung der Radnabe 3 mit den Zähnen 35 soweit abgesenkt, daß diese den Lichtstrahl der Gabellichtschranke 36 unterbricht.

Die zweite Ausführungsform der Bedieneinrichtung gemäß den Fig. 4 bis 6 weist für einen einfacheren Aufbau zur Lagerung des aus der Nabe 51 und dem Kranz 52 bestehenden Bedienknopfes 50 an der Nabe 51 eine Nabenhülse 53 auf, die in einer in dem Magnetkopf 54 befestigten Lagerhülse 55 gleitbar und drehbar angeordnet ist. Die Lage des Bedienknopfes 50 in bezug auf den Magnettopf 54 wird durch eine Schaftschraube 56 in Verbindung mit einer Druckfeder 57 bestimmt. Die Druckfeder 57 stützt sich auf der Magnettopfseite gegen eine Scheibe 58 und gegen die Nabenseite gegen eine Scheibe 59 ab. Die Schaftschraube 56 ist in der aus einem weichen unmagnetischen Werkstoff bestehenden Nabe 51 mittels einer Einpreßmutter 60 befestigt. Der Kranz 52 kann zur besseren Griffigkeit der Bedieneinrichtung beispielsweise aus einer Gummimischung bestehen.

In die Nabe 51 sind zwei Zylinderstifte 61, 62 eingelassen, die mit ihren freien Enden die Ankerplatte 63 drehfest, jedoch längsverschieblich, mit der Nabe 51 verbinden. Der Magnettopf 54 enthält eine Ringspule 64, die zur Ankerplattenseite mit einer Aluminiumscheibe 65 abgedeckt ist, auf der ein Bremsbelag 66 aufgeklebt ist. Die Lagerhülse 55 weist an ihrem oberen Ende einen Bund 67, der eine über der Ankerplatte 63 angeordnete Tellerfeder 68 fixiert.

Mit der Nabe 51 ist ferner ein Korb 71 verbunden, der am Umfang eine Reihe von schlitzartigen Ausbrüchen 72 zum Durchtritt des Lichtes zweier Gabellichtschranken 73, 74 aufweist. Die beiden Gabellichtschranken 73, 74 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der um eine halbe Teilung von einem ganzen Vielfachen der Teilung der Schlitze 72 im Korb 71 zum Erhalt einer Vor-Rückwärtskennung abweicht. Unterhalb der Gabellichtschranken 73, 74 ist eine weitere Gabellichtschranke 75 vorgesehen, die bei heruntergedrücktem Knopf und daher abgesenktem Korb abgedunkelt wird und dabei ein Signal abgibt. In die Ankerplatte 63 (Fig. 6) ist einer Aussparung 76 eingelassen, in der eine Haarnadelfeder 77 zwischen Ankerplatte und Tellerfeder 78 eingelegt ist. Die Ankerplatte 63 ist mit der Tellerfeder 68 durch ein Niet 78 verbunden. Zwischen die Schenkel der Haarnadelfeder 77 greift der Zylinderstift 61, der mit der Nabe drehfest verbunden ist und bewirkt einer Verdrehmöglichkeit des Bedienknopfes 50 um wenigstens einer halbe Teilung der Schlitze 72 im Korb 71 bei blockierter Ankerplatte 68 durch die Spule 64.

Die Steuerlogik nach dem Blockschaltbild gemäß Fig. 7 ist in drei Funktionsgruppen eingeteilt: Die erste Funktionsgruppe enthält die Funktionseinheiten, die in die Bedieneinrichtung körperlich eingebaut sind. Die sind im wesentlichen die elektrooptische Drehwinkelabtastung 101, die elektrooptische Überhuberkennung 102 und die elektromechanische Bremseinrichtung 103 sowie die Einrichtungen zur Signalanpassung 104.

In einer zweiten Funktionsgruppe sind die Bausteine der Digitallogik zusammengefaßt. Diese umfaßt die Drehrichtungserkennung 105, die Betriebsartenumschaltung 106, die Zeitgeber und Rückstellogik für die Bremseinrichtung 107 und eigentliche Steuerlogik, bestehend aus Zählerbetriebsartenerkennung, Bremssteuerung, Schnittstelle zum externen Rechner, Displayansteuerung 108. Die dritte Funktionsgruppe enthält im wesentlichen Positionsanzeige 109 sowie die Eingangsschnittstellen für die Betriebsarten- und Knopfposition-Voreinstellung und die Ausgangsschnittstellen für die aktuellen Angaben über Betriebsart, Knopfposition und Drehrichtung.

Fig. 8 stellt einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 7 in anderer Darstellungsweise dar. Sie zeigt als Blockschaltbild die in den Steuerknopf integrierten Funktionseinheiten elektrooptische Drehwinkelabtastung 101, elektrooptische Überhuberkennung 102, elektromechanische Bremseinrichtung 103 und die Signalanpassung 104 sowie die außerhalb des Steuerknopfes angeordnete Steuerung, im vorliegenden Fall bestehend aus einem Einchip-Mikrocomputer 110, z. B. SAB 8749 oder SAB 8742, mit der Positionsanzeige 109, die in Form einer numerischen Anzeige oder eine Kette aus lichtaussendenden Halbleitern (LEDs) bestehen kann. Ferner sind die Verbindungen zum Steuerrechner des Gerätes dargestellt.

Im Blockschaltbild nach Fig. 9 ist die Schaltungsanordnung zur festen Verkopplung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Steuerknopfes mit der Magnetbandgeschwindigkeit dargestellt. Insbesondere bei schnellen Änderungen der Steuerknopf-Rotationsgeschwindigkeit können beispielsweise die Wickelmotoren eines Magnetbandgerätes diesen Geschwindigkeitsänderungen infolge der Massenträgheit der darauf befestigten Bandspulen nicht folgen. Das dargestellte Schaltungskonzept setzt dem auf den Steuerungsknopf durch den bedienenden einwirkenden Drehmoment ein Bremsmoment entgegen, welche sich proportional zu der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Steuerknopf und Magnetband verhält. Einer der realistischen Beschleunigung des Magnetbandes entsprechenden Bedienung des Steuerknopfes wird kein Bremsmoment entgegengesetzt. Die im Prinzip beschriebene Regelung des Steuerknopf- Bremsmomentes kann in einfacher Weise durch den Einsatz des Einchip-Mikrocomputers realisiert werden. Diesem müssen lediglich Informationen über die Bandgeschwindigkeit zugeführt werden.

Durch das von der Bedienungsperson auf den Steuerknopf einwirkende Drehmoment auf die Steuerknopfmechanik 120 ergibt sich eine Steuerknopfgeschwindigkeit. Das aus der elektrooptischen Drehwinkelabtastung 101 in Verbindung mit der Signalanpassung 104 sich ergebende Stellsignal beeinflußt das Drehmoment der Wickelmotoren 121, 122, woraus sich eine Magnetbandgeschwindigkeit ergibt. Diese wird über die Impulserfassung der Bandantriebswelle 123 in ein geschwindigkeitsabhängiges Signal umgesetzt, das von der Steuerelektronik 124 in Beziehung zu dem Stellsignal der Abtastelektronik 101 gebracht wird und in Abhängigkeit davon die Knopfbremse 125 mit wechselnden Bremsmomente betätigt. Die Differenz zwischen dem manuell einwirkenden Drehmoment auf den Steuerknopf und dem gegenläufigen Bremsmoment der Knopfbremse 125 ergibt das resultierende Drehmoment, das auf die Steuerknopfmechanik einwirkt.

In Fig. 10 ist ebenfalls in Blockdarstellung der Aufbau der Steuerknopf-Logik gezeigt. Die vom elektrooptischen Drehwinkelgeber 101 erzeugten um 90° gegeneinander versetzten mäanderförmigen Signalfolgen werden der Drehrichtungserkennung 105 zugeführt, die daraus Zählimpulse zu einem Eingang einer als Aufwärts-Abwärts-Zähler arbeitenden Schaltung 130 zuleitet. Ferner wird aus der Folge der beiden Signale L 1/L 2 ein Erkennungssignal für den Drehrichtungswechsel gewonnen und zusammen mit dem daraus gewonnenen Taktsignal der Zählertaktsperrlogik 131 zugeführt.

An den Überhub-Impulsgeber 102 schließt sich eine Entprellungsschaltung 132 an, auf die ein Betriebsartenspeicher folgt, der außerdem noch durch eine externe Betriebsartenumschaltung beeinflußt ist. Die beiden Ausgänge des Betriebsartenspeichers 133 beeinflussen als Rücksetzimpulse die Zählersperrlogik 133 und den Rücksetzeingang des Aufwärts- Abwärts-Zählers 130 sowie den Betriebsarteneingang dieses Aufwärts-Abwärts-Zählers. Über einen Voreinstelleingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 130 kann eine Zählervoreinstellung vorgenommen werden.

An diesen Aufwärts-Abwärts-Zähler 130 ist eine "Nullstellung"- Zeitgeberlogik 134 und eine Setz/Rücksetzlogik 135 angeschlossen. Eine an die Setz/Rücksetzlogik 135 angeschlossene "Anschlag"-Zeitgeberlogik 136 beeinflußt zusammen mit der Nullstellung-Zeitgeberlogik 134 eine Schaltstufe 137 für den Bremsmagneten.

Fig. 11 zeigt die Steuerknopf-Logik im Detail. Mit 201 und 202 sind die beiden Gabellichtschranken bezeichnet, die mit der mit dem drehbaren Teil der Bedieneinrichtung verbundenen Impulsgebereinrichtung zusammenwirken. Jede Gabellichtschranke besteht im wirksamen elektrischen Teil aus einer lichtemittierenden Diode 203, 204 und einem Fototransistor 205, 206. Der Ausgang des Fototransistors 205 ist mit dem Eingang eines Schmitt- Triggers 207, der Ausgang des Fototransistors 206 mit dem Eingang eines Schmitt-Triggers 208 verbunden. Beide Schmitt-Trigger bewirken eine Flankenversteilerung der Lichtschranken-Ausgangssignale. Die Lichtschranken 201, 202 sind in bezug auf die (in Fig. 8 nicht dargestellte) Impulsgeberscheibe oder den -zahnkranz so angeordnet, daß sich die beiden mäanderförmigen Signalzüge vom Ausgang der Schmitt-Trigger 207, 208 um 90° in der Phase voneinander unterscheiden. Aus dem Phasenunterschied zwischen dem Signalzug L 1 und dem Signalzug L 2 wird die Richtungserkennung abgeleitet. Innerhalb der Bedieneinrichtung ist eine weitere Gabellichtschranke 210 angeordnet, deren Lichtdurchgang bei axialer Betätigung der Bedieneinrichtung unterbrochen wird. Diese axiale Verschiebung dient zur Betriebsartenumschaltung des angeschlossenen Gerätes, beispielsweise eines Magnetbandgerätes.

Die Signalzüge L 1, L 2 der Signalzug L 1 vom Ausgang des Schmitt-Triggers 207 wird einmal dem D-Eingang eines ersten Flip-Flops 211 und parallel dazu über eine Invertierungsstufe 212 dem D-Eingang eines zweiten Flip-Flops 213 zugeführt. Der Signalzug L 2 gelangt vom Ausgang des Schmitt-Triggers 208 zum Takteingang des D-Flip-Flops 211 und parallel über eine zweite Invertierungsstufe 214 zum Takteingang des D-Flip-Flops 213. Die Ausgänge der Schmitt- Trigger 207, 208 sind außerdem noch mit den beiden Eingängen eines ODER-Gatters 215 zur Gewinnung eines Taktsignals an dessen Ausgang verbunden.

Der Q-Ausgang des D-Flip-Flops 211 ist parallel mit einem Eingang eines UND-Gatters 216 und eines ODER-Gatters 217 verbunden, der Q-Ausgang des D- Flip-Flops 213 mit dem zweiten Eingang des UND- Gatters 216 und mit dem zweiten Eingang des ODER- Gatters 217. Der Ausgang des UND-Gatters 216 ist über eine Invertierungsstufe 218 mit dem Rücksetzeingang eines D-Flip-Flops 219 verbunden, der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 217 über eine weitere Invertierungsstufe 220, einen Widerstand 221 und den Invertierverstärker 222 mit dem Takteingang des D-Flip-Flops 219. Der Ausgang der Invertierstufe 220 ist ferner mit einem Eingang des UND-Gatters 223, dessen Ausgang mit einem Eingang der ODER-Stufe 224 verbunden. Vom Ausgang der ODER-Stufe 224 führt eine Leitung zum Takteingang des programmierbaren Zählers 225. Der Ausgang des Exklusiv-Gatters 215 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 226 verbunden, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 223. Vom Ausgang Q führt eine Leitung zum Richtungseingang des programmierbaren Zählers 225, ebenso zum D-Eingang des D-Flip-Flops 219. Vom Ausgang der Gabellichtschranke 210 führt über den Widerstand 227 eine Leitung zum Schmitt- Trigger 228 mit angeschlossener Invertierstufe. Der Schmitt-Trigger 228 kann ebenso wie die beiden Schmitt-Trigger 207 und 208 entfallen, wenn die Signalform vom Ausgang der entsprechenden Lichtschranke dies zuläßt. Der Ausgang des Schmitt- Triggers 228 ist zu einem Eingang des ODER- Gatters 229 geführt, an den zweiten Eingang dieses ODER-Gatters 229 führt eine Leitung von einer externen Betriebsartenumschaltung im angeschlossenen Gerät. Der Takteingang eines D-Flip-Flops 230 ist mit dem Ausgang des ODER-Gatters 229 verbunden. Der Ausgang Q dieses Flip-Flops 230 ist mit dem D-Eingang des gleichen Flip-Flops verknüpft, der Ausgang Q führt über ein UND-Gatter 231 auf den Eingang D 5 des programmierbaren Zählers 225. Vom Ausgang des ODER-Gatters 229 führt ferner ein Strompfad über den Widerstand 232, den Schmitt-Trigger 233 mit angeschlossener Invertierstufe und die Invertierstufe 234 zum zweiten Eingang des ODER-Gatters 224, dessen Ausgang mit dem Takteingang CLK des programmierbaren Zählers 225 verbunden ist. Vom Ausgang des ODER- Gatters 229 führt ferner eine Leitung zum Eingang der Invertierstufe 235. Deren Ausgang ist einmal mit dem Eingang RES des programmierbaren Zählers 225 und zum anderen mit dem zweiten Eingang der UND-Stufe 226 verbunden.

Vom Ausgang BR 1 des programmierbaren Zählers 225 führt eine Leitung zum Eingang A des multistabilen Flip-Flops 240 und über die Invertierstufe 241 zu einem Eingang des UND-Gatters 242, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang Q des multistabilen Flip-Flops 240 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 242 führt zum Eingang des ODER-Gatters 243.

Der Ausgang BR 2 des programmierbaren Zählers 225 führt über die Invertierstufe 244 zu einem Eingang des UND-Gatters 245, über ein weiteres UND-Gatter 246 und ein drittes UND-Gatter 247 zu einer Invertierstufe 248 und von dort zum Eingang A des multistabilen Flip-Flops 250. Ein Exklusiv-ODER-Gatter 251 erhält auf einem Eingang Signale vom Ausgang Q des D-Flip-Flops 219, am anderen Eingang vom Ausgang Q 5 des programmierbaren Zählers 225. Vom Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 251 führt eine Leitung über ein ODER-Gatter 252, eine erste Invertierstufe 253, eine zweite Invertierstufe 254, ein UND-Gatter 255 und eine weitere Invertierstufe 256 zum Rücksetzeingang des multistabilen Flip-Flops 250. Der Ausgang der Invertierstufe 253 ist ferner mit dem SPERR-Eingang des programmierbaren Zählers 225 und mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 246 verknüpft, der zweite Eingang des UND-Gatters 245 mit dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 215 und mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 255. Vom Ausgang Q des multistabilen Flip-Flops 250 führt eine Leitung zum zweiten Eingang des ODER-Gatters 243. Der Ausgang des ODER-Gatters 243 beaufschlagt über einen Widerstand 257 die Schaltstufe 260 zur Betätigung der Bremsspule 7 (Fig. 1) der Bedieneinrichtung.

Die von den beiden Gabellichtschranken 201, 201 gelieferten Impulsfolgen L 1, L 2 sind von der Umfangscodierung der Bedieneinrichtung abgeleitet und um 90° gegeneinander versetzt. Wie bereits erwähnt, können die Schmitt-Trigger 207, 208 entfallen, wenn die Signale von den Gabellichtschranken genügend steilflankig und störungsfrei vorliegen. Die beiden Impulszüge L 1, L 2 werden einmal invertiert dem D-Flip-Flop 213 und nichtinvertiert dem D-Flip-Flop 211 zugeführt. In beiden Flip-Flops wird geprüft, welchen Zustand das Signal L 1 beim Vorliegen einer positiven Flanke des Signals L 2 hat und dementsprechend der Ausgang Q gesetzt. Durch die Invertierung in den Invertierstufen 212, 214 wird im D-Flip-Flop 213 tatsächlich die negative Flanke des Ursprungssignals untersucht. Die logische UND-Verknüpfung 216 am Ausgang der beiden Flip-Flops 211, 213 ergibt am Ausgang ein Signal, das repräsentativ für die augenblickliche Drehrichtung des Bediengerätes ist. Beispielsweise ist der Ausgang des UND-Gatters 216 HIGH, wenn die Drehung im Uhrzeigersinn und LOW, wenn die Drehung im Gegenuhrzeigersinn erfolgt. Das parallel zum UND-Gatter 216 an die Ausgänge der D-Flip-Flops 21,, 213 angeschlossene Exklusiv-ODER-Gatter 217 gibt jedesmal dann einen HIGH-Impuls, wenn an jedem der beiden Eingänge ein verschiedenartiges Signal anliegt. Dies ist immer dann der Fall, wenn die Drehrichtung des Bedienungsgerätes geändert wird.

Die Gabellichtschranke 210 gibt immer dann kein Signal, wenn mit der Überhubfunktion des Bediengerätes ein anderer Betriebsmodus eingeschaltet sein soll. Dieser LOW-Impuls durchläuft eine aus dem Widerstand 227 und dem Kondensator 236 bestehender Entprellschaltung und wird nach Durchgang durch die Invertierschaltung 228 einem Eingang des ODER-Gatters 229 zugeführt, dessen anderer Eingang mit einem externen Betriebsarten-Umschaltimpuls belegbar ist. Die jeweils eingestellte Betriebsart wird in dem Flip-Flop 230 gespeichert und kann entweder durch Betätigen der Überhubfunktion und damit der Lichtschranke 210 oder extern umgeschaltet werden. Mit dem CLR-Eingang wird dieses Flip-Flop 230 jeweils beim Einschalten der Einrichtung auf einen bestimmten Betriebszustand gesetzt. Der programmierbare Zähler 225 ist im Ausführungsbeispiel durch einen PAL-Baustein vom Typ PAL 20X8 realisiert und stellt einen 6 Bit-Aufwärts- Abwärts-Zähler mit diversen Zusatzfunktionen dar. Der Zähler-Baustein stellt ein binär-codiertes Ausgangssignal Q 0 bis Q 5 an den entsprechenden Ausgängen in Abhängigkeit von den Eingangsbedingungen an den Eingängen D 0 bis D 5 zur Verfügung. Dieses Ausgangssignal wird mit jedem Zählertakt am Takteingang CLK in Abhängigkeit vom Aufwärts/Abwärts- Eingangssignal UD inkrementiert bzw. dekrementiert. In Tabelle 1 sind die Ausgangsbedingungen in Abhängigkeit von Eingangsbedingungen für die Ausgänge Q 0 bis Q 5 und BA 1 sowie BA 2 angegeben. Tabelle 2 enthält die Funktionstabelle des Bausteins 225.

Der Zähler 225 kann auf einen bestimmten Wert voreingestellt werden. Bei Aktivierung des Eingangs RES wird der am Zähler anliegende voreingestellte Wert D 0 bis D 5 in das Ausgangsregister Q 0 bis Q 5 gegeben. Der Zähler kann ferner in jeder Betriebsart durch Anlegen eines Sperrsignals SPERR am Weiterzählen gehindert werden. Der Zählerstand bleibt dabei unverändert erhalten. In einer Betriebsart der Bedieneinrichtung ist es erwünscht, die Nullstellung durch einen bestimmten Zählerstand zu definieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nullstellung des Steuerknopfes durch den Zählerstand HHHLLL definiert. In dieser einen von zwei Betriebsarten wird jeweils beim Auftreten dieses vorbestimmten Zählerstandes das Bremssignal BR 1 aktiviert, um ein Nullpunktraster zu simulieren. Ausgehend von der oben definierten Nullstellung kann der Zähler durch Rechts- bzw. Linksdrehung des Steuerknopfes auf- bzw. abwärts zählen. Um einen Anschlag für den Steuerknopf zu simulieren, wird der Zählerbereich durch Einschalten des Bremsmagneten am Ausgang der Schaltstufe 260 beschränkt.

Dabei ist der Zählbereich nach unten durch den Wert LLLHHH und nach oben durch den Wert HHHLLL begrenzt. Beim Erreichen dieser Zählbereichsgrenzen wird das Bremssignal BR 2 aktiviert. Der Baustein 225 bietet weiterhin die Möglichkeit, daß die Ausgangssignale Q 0 bis Q 5 direkt an einen Mikroprozessor-Datenbus angeschlossen werden können. Dazu lassen sich die Ausgangsanschlüsse Q 0 bis Q 5 über den Anschluß OE hochohmig machen, so daß sie direkt vom Mikroprozessor- Datenbus abfragbar sind.

Der programmierbare Zähler 225 löst ferner am Ausgang BR 1 ein Signal zur Aktivierung des Bremsmagneten aus, wenn der Steuerknopf in der Betriebsart "Schnelles Umspulen" betrieben wird und der Zählerstand HHHLLL ist. Dieser Zählerstand stellt die Mittelstellung dar, so daß dadurch auch dem Ausgang BA 1 ein Signal zur Nachbildung der Raststellung in Mittellage des Steuerknopfes nachgebildet wird.

Weiter liefert der Baustein 225 das Signal BR 2 zur Darstellung der Anschläge in der Betriebsart schneller Suchlauf. Es wird ausgelöst beim Zählerstand HHHLLL bzw. LLLHHH in der anderen Bewegungsrichtung. Über den SPERR-Eingang wird beim Auftreten eines Bremssignals am Ausgang BR 2 der Zähler angehalten, so daß er nicht mehr weiterzählt. Dadurch wird das Taktsignal weggenommen und das Weiterzählen in der betreffenden Richtung unterbleibt.

Mit der Aktivierung des /RES-Eingangs des Bausteins 225 wird die Eingangsinformation an den Eingängen D 0 bis D 5 in die Ausgänge Q 0 bis Q 5 übernommen und der Zähler beginnt von dort aus zu zählen. Hierdurch läßt sich der Auf-Abwärts-Zähler 225 von einer externen Schaltung aus auf bestimmte Werte vorpositionieren.

Das monostabile Flip-Flop 240 ist durch die externe Beschaltung auf eine Zeit von etwa 1 Sekunde eingestellt. Wenn also am Ausgang A eine Impulsflanke erscheint, wird das monostabile Flip-Flop 240 für etwa 1 Sekunde aktiv. Der Inverter 241 verkürzt die Zeitdauer von 1 Sekunde auf einen kurzen Augenblick, so daß beim Durchfahren des Nullpunktes die Bremse nur ganz kurz anzieht und damit eine Nullrast simuliert wird.

Das monostabile Flip-Flop 250 hat durch die externe Beschaltung eine Zeitkonstante von 5 Sekunden erhalten. Dadurch bleibt der Endanschlag beim Erreichen der Endzählerstellung für längstens 5 Sekunden bestehen, danach fällt die Bremse ab. Beim Erkennen einer Drehrichtungsumkehr des Steuerknopfes soll das monostabile Flip-Flop 250 aber sofort zurückgesetzt werden, damit einer Gegenbewegung kein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Logik aus den Gattern 251 bis 256 entscheidet in Abhängigkeit vom Zählerstand und der augenblicklichen Zählrichtung, ob das Bremssignal BR 2 aufrechterhalten oder das monostabile Flip-Flop 250 über den CLR-Eingang zurückgesetzt wird.

Die in Fig. 11 beschriebene, teilweise diskret aufgebaute Schaltung läßt sich jedoch durch die Verwendung weiterer PAL-Bausteine (PAL = Programmable Array Locic Warenzeichen der Firma MMI) erheblich im Platzbedarf reduzieren.

Weiter ist denkbar, durch eine zweite ähnlich aufgebaute Schaltung in Verbindung mit zeitabhängig eingeschalteten Widerständen eine geregelte Bremseinwirkung auf der Steuerknopf in der Art zu erzeugen, daß eine elektrische Welle zwischen dem Steuerknopf und der Bandgeschwindigkeit zwangsweise aufrechterhalten wird, und zwar insbesondere dann, wenn die Geschwindigkeit des Steuerknopfes so abrupt geändert wird, daß die relativ trägen Bandspulen dieser Geschwindigkeitsänderung nicht zu folgen vermögen. Es ist auch denkbar, durch eine Art Frequenzmodulation eine sanfte Bremsung des Steuerknopfes zu erreichen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Claims (15)

1. Bedieneinrichtung mit einem Drehknopf zur Auswahl verschiedener Betriebszustände durch Auslösen einer Überhubfunktion und zur Steuerung dieser verschiedenen Betriebszustände durch Verdrehen, dessen Abweichung der Winkellage von einer Null-Lage in einem Betriebszustand eine erste Steuergröße liefert und dessen Winkelgeschwindigkeit und -richtung im anderen Betriebszustand eine zweite Steuergröße liefert, gekennzeichnet durch eine konzentrisch zur Drehachse (5) des Drehknopfes (1, 50) feststehend angeordnete Ringspule (7, 64) und eine mit dieser Ringspule in magnetischer Wirkverbindung stehende Bremsscheibe (2, 63), die mit dem Drehknopf bis auf eine vorbestimmte Winkelabweichung drehfest verbunden ist.

2. Bedienungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drehrichtung, Winkelauslenkung und Hubfunktion abgetastet und einer Verarbeitungselektronik zugeführt werden, woraufhin diese die eigentlichen Steuerungsbefehle an das zu steuernde Gerät abgibt und gleichzeitig eine Rückmeldung an den Bedienenden durch Erregen der Ringspule abgibt.

3. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Anschlag durch Fixieren des Drehknopfes durch Erregen der Ringspule erfolgt.

4. Bedieneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei fest arretierter Bremsscheibe (2, 63) der Drehgeber (35, 72) zur Erzeugung wenigstens eines Drehimpulses in wenigstens einer Drehrichtung bewegbar ist.

5. Bedieneinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Funktion der Bedieneinrichtung unabhängig von der Augenblickstellung des Drehknopfes aufschaltbar ist.

6. Bedieneinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspule (7, 64) so erregbar ist, daß ein variables Reibmoment zwischen dem Wert Null und dem maximalen Reibmoment erzeugbar ist.

7. Bedieneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von der Drehlage des Drehknopfes die Ringspule kurzzeitig so erregbar ist, daß das Reibmoment zur Simulation von Rastpunkten erhöht ist.

8. Bedieneinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerung mit einer Impulsverarbeitungseinrichtung zur Registrierung der von der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit des Drehknopfes abhängigen Impulsfolge, zur Aussteuerung der Ringspule, zur Ausgabe von Steuerbefehlen an das zu steuernde Gerät und ggf. zur Ansteuerung einer optischen Anzeige.

9. Bedieneinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen parallelen Fernsteuereingang der Impulsverarbeitungseinrichtung, mit dem die Betriebsart, die Augenblicksstellung und die Charakteristika der mechanischen Rückmeldungen auf den Drehknopf eingebbar sind.

10. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Aufwärts- Abwärts-Zähler zum Zählen der drehstellungsabhängigen Impulse, zur Erregung des Ringmagneten beim Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes und zum Entregen dieser Ringspule beim Beginn des Abwärtszählens nach Erreichen des vorgegebenen Zählerstandes.

11. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspule und die Impulsgeber für Drehrichtungs- und Huberkennung im wesentlichen in einer Ebene parallel zur Montageebene angeordnet sind.

12. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Ringspule, Bremsscheibe mit Rückholfeder, Impulsgeber und -abtaster integrale Bestandteile des Knopfgehäuses sind und dieses im wesentlichen oberhalb der Bedienfläche montierbar ist.

13. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung der Bremsscheibe von der Axialbewegung des Drehknopfes beim Auslösen der Überhubfunktion unbeeinflußt ist.

14. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigen der Überhubfunktion die Abtastung der Drehwinkelimpulse unverändert erfolgt.

15. Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Bremscharakteristik des Drehknopfes auch bei Betätigen der Hubfunktion erhalten bleibt.