DE3617570A1 - Vorrichtung zur betaetigung von mehreren benachbarten schaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betäti­ gung von mehreren benachbarten Schaltern, die auf einer mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatte ange­ ordnet und in einem allseits geschlossenen, mit elektrisch isolierendem Sand gefüllten Gehäuse untergebracht sind.

In vielen Bereichen der Dienstleistung wird aus Wirtschaft­ lichkeitsgründen und im Hinblick auf die weitreichenden Möglichkeiten der Elektronik dazu übergegangen, durch die Anwendung der Elektronik eine möglichst vollständige Um­ stellung auf Selbstbedienungsbetrieb zu erreichen. Dies gelingt dann optimal, wenn sich alle Einrichtungen einer Anlage auf elektronische Steuerungs- und Betriebssysteme umstellen lassen. Hierzu gehört auch, daß sich Veränderungen der Arbeitsweise bzw. der Grunddaten durch einfache Eingabe von Daten über Codierschalter oder mehrstellige Dual-Inline- Schalterbausteine verwirklichen lassen. Etwas problematisch wird der Einsatz von Logikschaltungen mit beispielsweise den genannten Schalteranordnungen insbesondere bei einer Anwendung in explosionsgefährdeten Zonen. Solche Verhält­ nisse sind z. B. gegeben bei der Anwendung elektronischer Rechner in Treibstoff-Zapfsäulen, wo nach der Vorschrift alle elektronischen Bauteile in einem explosionsgeschützten Gehäuse unterzubringen sind. Es ist jedoch nicht zu ver­ meiden, daß bei derart komplexen Schaltungen immer wieder das Problem auftritt, daß während des Einsatzes dieser Ein­ richtungen Funktionsabläufe oder bestimmte Grundeinstellun­ gen über solche Schalterelemente zu ändern oder neue Daten vorzugeben sind. Dies bedingt quasi eine Verstellbarkeit von Schaltern in einem explosionsgeschützten Gehäuse, die von außerhalb des Gehäuses durchführbar ist.

Zur Verwirk­ lichung eines Explosionsschutzes bietet sich für die Un­ terbringung eines elektronischen Rechners eine unter dem Begriff "Sandkapselung" bekannte Ausführungsform an, wäh­ rend eine druckfeste Kapselung der elektronischen Schal­ tungen oder ein Aufbau derselben nach den Prinzipien der Eigensicherheit wegen zu hoher Kosten und zu großer Bau­ form von vornherein auszuscheiden sind.

Eine Sandkapselung der Rechnereinheit bedeutet, daß die in einem Leiterplattenaufbau vorliegende Schaltung in einem allseits verschließbaren Gehäuse untergebracht ist, und letzteres mit elektrisch isolierendem Sand, beispiels­ weise in der Form von kleinen Glaskugeln bestimmten Durch­ messers, gefüllt ist, wobei nach allen Seiten ein Mindest­ maß an Sandvorlage gewährleistet ist.

Um nun gewisse Funktionen oder neue Vorgabewerte, wie zuvor beschrieben, während des Einsatzes derartiger Rechnereinhei­ ten ändern zu können, ist es erforderlich, eine notwendige Anzahl von Leitungen aus dem ex-geschützten Gehäuse heraus­ zuführen und in einem ebenfalls ex-geschützten Klemmkasten nach Bedarf zu verknüpfen. Eine andere Möglichkeit wäre die, einen entsprechenden Schalter in einem Gehäusedurchbruch anzuordnen und nach der Vorschrift abzudichten.

Im zuerst gezeigten Fall sind die herausgeführten Leitungen bei einer Funktionsänderung in einer Art einer geänderten Matrix neu miteinander zu verbinden, was nur einem Fach­ mann vorbehalten bleibt, oder aber es werden kostenaufwen­ dige, ex-geschützte Schalter an die Leitungen angeschlossen.

Im zweiten Fall muß neben der Ex-Schutzart der Sandkapselung partiell noch die Schutzart der Eigensicherheit in bezug auf den Schalter angewandt werden, weil ein an der Oberfläche und ohne Sandvorlage arbeitender Schalter in einem explo­ sionsgefährdeten Bereich eine Zündquelle darstellen würde.

Die Einhaltung der Vorschrift der Eigensicherheit wiederum führt zu erheblichem Aufwand und Vergrößerung der Bauform.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in Erfüllung von Ex-Schutzvorschriften in einer Sandkapselung eingebettete Schalterelemente von außerhalb des Gehäuses verstellbar sind, ohne die Maßnahmen für den Ex-Schutz der Schaltungselemente zu verändern.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von in einer Maske geführten, axial bewegli­ chen und durch eine Sandvorlage hindurchreichenden, auf Schalterelemente ausgerichteten Stösseln vorgesehen ist, wo­ bei letztere durch eine Öffnung im Gehäuse zugänglich sind, daß die Maske aus zwei Führungsplatinen besteht, die in der Art der Anordnung der Schalterelemente Kulissenführungen für die Aufnahme der Stössel aufweisen und mit Distanzpfeilern miteinander verbindbar und auf die Leiterplatte aufsetzbar sind, derart daß mit den Stösseln die benachbarten Schalter­ elemente in einem mehrfachen Schalter betätigbar sind.

Eine Ausbildungsform der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt die

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Betätigung von Schaltern in einem für Sandkapselung ausgebildeten Gehäuse eines elektronischen Rechners in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 eine Teilansicht mit einem plombierfähigen Sicherungselement.

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 dargestellt, das im wesentlichen aus einem rechteckigen Hohlkörperprofil herstellbar ist und stirnseitig jeweils mit einer Bodenplatte 2, 3 mittels Sechs­ kantschrauben 4, die in Gewindebohrungen 5 im Gehäuse 1 ein­ schraubbar sind, verschließbar ist. Das allseits verschließ­ bare Gehäuse 1 dient zur Aufnahme einer elektronischen Rechnereinheit, deren gesamter Schaltungsaufwand auf einer Leiterplatte 6 montiert ist. Damit bei einer Anwendung der Rechnereinheit im explosionsgefährdeten Bereich, beispiels­ weise in einer Treibstoffzapfsäule, die geforderten Bedingun­ gen für einen Explosionsschutz erfüllt sind, wird nach der Einbringung der Leiterplatte 6 in das Gehäuse 1 letzteres mit elektrisch isolierendem Sand, z. B. aus Glaskugeln, die ≦ 1,6 mm ⌀ sind, aufgefüllt (Fig. 2) und mit den Bodenplatten 2, 3 verschlossen. Diese Lösung zur Erfüllung der Bedingungen für den Explosionsschutz ist an sich unter dem Begriff "Sandkapselung" bekannt. Um zu gewährleisten, daß zu allen elektrischen Bauteilen und der Leiterplatte eine ausreichende Sandvorlage eingehalten wird, ist die Leiterplatte 6 im Gehäuse 1 auf im Gehäuseprofil vorgesehenen Schienen 7, 8 geführt und mit der Bodenplatte 2, wie nicht näher gezeigt ist, verschraubt. Um nun beim Einsatz der Rechnereinheit gewisse Funktionszu­ stände zu ändern oder bestimmte Grundeinstellungen vorzu­ geben, sind auf der Leiterplatte 6 mehrere Schalterelemente 11 in benachbarter Anordnung in der Art der bekannten han­ delsüblichen DIL-Schalter 10 mit zwei Schaltpositionen pro Schalterelement 11 angeordnet. Der in Fig. 1 angezeigte Schalter 10 weist beispielsweise acht benachbarte Schal­ terelemente 11 auf. Jedes Schalterelement 11 besitzt zu dessen Einstellung, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, eine Schaltwippe 12. Um alle Schalterelemente 11 von außer­ halb des Gehäuses 1 betätigen zu können, ist eine Anord­ nung von in einer Maske 13 geführten, axial beweglichen und durch eine Sandvorlage 9 hindurchreichende, auf die Schalterelemente 11 ausgerichteten Stössel 14 vorgesehen, die durch eine Öffnung 15 im Gehäuse zugänglich sind. Die Maske 13 besteht aus zwei Führungsplatinen 16, 17, die in der Art der Anordnung der Schalterelemente 11 Kulissenfüh­ rungen 18, 19 für die Aufnahme der Stössel 14 aufweisen. Die Stössel 14 sind gemäß der Ausführungsform aus handels­ üblichem Rundmaterial und bezüglich ihres Durchmessers so festgelegt, daß sie sich berühren und somit den Abstand zwi­ schen benachbarten Schalterelementen 11 überbrücken, so daß keine Störung der Bewegung der Stössel 14 durch evtl. zwi­ schen den Stösseln 14 sich festsetzenden Glaskugeln auftre­ ten kann. Bei einer Verwendung von Vierkantmaterial von ent­ sprechender Abmessung für die Stössel 14 sind die Zwischen­ räume vollständig ausgefüllt und auch eine kleinere Glas­ kugel der Sandfüllung kann die Bewegung der Stössel 14 nicht hemmen. Für die Begrenzung der axialen Bewegung ist an den Stösseln 14 ein Einschnitt 20 in der Länge des für die Be­ tätigung eines Schalterelementes 11 erforderlichen Weges vorgesehen. Mit dem durch den Einschnitt 20 verkleinerten Querschnitt sind die Stössel 14 in eine mit einem Schlitz 21 entsprechender Breite versehene Sicherungsscheibe 22 einge­ hängt (Fig. 2). Die Sicherungsscheibe 22 liegt auf der oberen Führungsplatine 16 auf und ist mit zwei Gewindebohrungen 23 mit zwei entsprechend angeordneten Distanzpfeilern 24 zwi­ schen den Führungsplatinen 16 und 18 verschraubt. Die untere Führungsplatine 17 ist ebenfalls in Auflage auf das andere Ende der Distanzpfeiler 24 mit Gewindebuchsen 25 mit den Di­ stanzpfeilern 24 verschraubt. Die Gewindebuchsen 25 ent­ sprechen in der Länge der Höhenabmessung des auf die Leiter­ platte 6 über Lötverbindungen 28 montierten Schalters 10 und dienen der Befestigung der Vorrichtung zur Betätigung des Schalters 10 auf der Leiterplatte 6 mit zwei von unten durch Bohrungen 26 in der Leiterplatte 6 geführte Schlitz­ schrauben 27. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, wirkt ein Stös­ selpaar 14 alternativ auf die Schaltwippe 12 eines Schalter­ elementes 11.

In diesem Montagezustand wird die vervollständigte Leiter­ platte 6, auf den Schienen 7, 8 geführt, in das Gehäuse 1 eingeschoben und durch eine nicht näher gezeigte Befesti­ gung mit der Bodenplatte 2 in ihrer Lage im Gehäuse 1 fi­ xiert.

Im Bereich der Einbaulage der Maske 13 mit den Stösseln 14 ist im Gehäuse 1 die Öffnung 15 vorgesehen, durch welche hin­ durch die Stössel 14 und damit die Schalterelemente 11 ein­ stellbar sind. Beim Einsatz der Logikschaltung auf der Lei­ terplatte 6 in explosionsgefährdeten Zonen müssen stets die einschlägigen Vorschriften eingehalten werden, d. h. alle elektrischen Bauteile müssen in einer ausreichenden Schicht Sand 9 eingebettet sein. Um eine Betätigung der Stössel 14 bei in das Gehäuse 1 eingelagerter Sandfüllung zu ermögli­ chen, wird vor dem Einbringen der Sandfüllung ein Tubus 29 von außerhalb des Gehäuses 1 in die Öffnung 15 eingesetzt und mit einer Spreizfeder 30 in einer Rille 34 des Tubus 29 gegen das Herausfallen gesichert. Der Tubus 29 schiebt sich dabei über die obere Führungsplatine 16 und verhindert das Eindringen der Sandfüllung in den für eine Betätigung der Stössel 14 freibleibenden Raum 31 über der Führungsplatine 16. Aufgrund der über die Länge der Stössel 14 und durch die Festlegung des Abstandes der Führungsplatinen 16, 17 bestimmbaren Distanz ist eine ausreichende Sandvorlage zu den elektrischen Bauteilen auf der Leiterplatte 6 gewähr­ leistet.

Der Tubus 29 ist nach erfolgter Einstellung aller Schalter­ elemente 11 über die Stössel 14 von außen mit einer Abdeck­ platte 32 und Schrauben 33 verschließbar. Anstelle einfacher Schrauben 33 können auch durch Plomben gesicherte Schrauben verwendet werden.

Gemäß einer Ausführung nach Fig. 2 und 3 ist unmittelbar über den Stösseln 14 eine mit einer plombierbaren Schraubverbin­ dung 35 befestigbare Sicherungsplatte 36 vorgesehen, mit der ein Zugriff für eine Einstellung der Schalterelemente 11 über die Stössel 14 abgesichert ist. Für eine plombierfähige Ab­ sicherung nur eines Teiles der Schaltereinstellung ist die Sicherungsplatte 36 dergestalt ausgebildet, daß sie Ausschnit­ te 37, 38 aufweist, die einen Zugang für eine von der Eich­ pflicht befreite Einstellung an bestimmten Schalterelementen 11 verschaffen. Insgesamt liegt der wesentliche Vorteil die­ ser Vorrichtung darin, daß sonst nur mit erheblichen und auf­ wendigen Schaltungsmitteln realisierbare Einstellfunktionen unter der Bedingung der Einhaltung von Explosionsschutzvor­ schriften gemäß der hier dargestellten Lösung mit einfachsten, mechanischen Mitteln zu verwirklichen sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Betätigung von mehreren benachbarten Schaltern, die auf einer mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatte angeordnet und in einem all­ seits geschlossenen, mit elektrisch isolierendem Sand gefüllten Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von in einer Maske (13) geführten, axial beweglichen und durch eine Sandvorlage hindurch­ reichenden, auf Schalterelemente (11) ausgerichteten Stösseln (14) vorgesehen ist, wobei letztere (14) durch eine Öffnung (15) im Gehäuse (1) zugänglich sind, daß die Maske (13) aus zwei Führungsplatinen (16, 17) besteht, die in der Art der Anordnung der Schalter­ elemente (11) Kulissenführungen (18, 19) für die Auf­ nahme der Stössel (14) aufweisen und mit Distanzpfei­ lern (24) miteinander verbindbar und auf die Leiterplatte (6) aufsetzbar sind, derart daß mit den Stösseln (14) die benachbarten Schalterelemente (11) in einem mehrfa­ chen Schalter (10) betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von außen in die Gehäuseöffnung (15) einschieb­ barer und innerhalb des Gehäuses (1) mit einer Spreiz­ feder (30) abgesicherter Tubus (29) vorgesehen ist, der die Führungsplatine (16) auf der für die Betätigung der Stössel (14) zugewandten Seite gegen die Sandfüllung abschirmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubus (29) von außen mit einer Abdeckplatte (32) verschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer plombierbaren Schraubverbindung (35) befestigbare Sicherungsplatte (36) vorgesehen ist, mit der ein Zugriff für eine Einstellung der Schalter­ elemente (11) über die Stössel (14) abgesichert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die versiegelbare Sicherungsplatte (36) Ausschnit­ te (37, 38) aufweist, die einen Zugang für eine von der Eichpflicht befreite Einstellung an bestimmten Schalterelementen (11) verschaffen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stössel (14) aus Stangenprofil mit dem Durchmes­ ser eines Abstandes von benachbarten Schalterelementen (11) entsprechen, dergestalt daß die Stössel (14) die Abstände zwischen benachbarten Schalterelementen (11) ausfüllen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stössel (14) einen Einschnitt (20) aufweisen, mit dem sie in einen kulissenförmigen Schlitz (21) ein­ gehängt sind und durch den der axiale Einstellweg der Stössel (14) begrenzt ist.