DE4439157A1 - Programmierbarer elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen programmierbaren elektrischen Schalter mit mehreren elektrischen Anschlüssen und minde­ stens einem willkürlich steuerbaren Schaltbetätigungsorgan.

Bei bisherigen programmierbaren Schaltern sind die Schalter­ anschlüsse bzw. -kontakte als Teile eines elektrischen Netzwerkes angeordnet, welches sich durch Entfernung von elektrischen Leitungswegen verändern und damit "programmieren" läßt. Darüber hinaus können gegebenenfalls mehrere Schalter­ ebenen in unterschiedlicher Weise auf einer den Schalter­ ebenen gemeinsamen Betätigungswelle angeordnet sein, so daß auch durch veränderte Anordnung der Schalterebenen eine Veränderung bzw. "Programmierung" des Schalters ermöglicht wird.

Im übrigen sind zur Steuerung industrieller Fertigungs­ abläufe sowie bei der Datenverarbeitung elektronische Prozessoren, typischerweise in der Form sogenannter Mikrochips, bekannt, welche sich bei Bedarf programmieren lassen, um unterschiedlichen Steuerungsaufgaben gerecht werden zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen besonders vielfältig programmierbaren und leicht handhabbaren Schalter zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu­ mindest ein Teil der Anschlüsse des Schalters sowohl als Ausgangsanschlüsse zur Abgabe von Ausgangssignalen, die durch das mindestens eine Schaltbetätigungsorgan steuer­ bar bzw. auslösbar sind, als auch als Programmiereingänge einer schaltereigenen programmierbaren elektrischen Schal­ tung geschaltet sind, welche die Struktur bzw. Art der Ausgangssignale bestimmt.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Schalter­ anschlüsse zumindest teilweise als Anschlüsse einer I/O-Einheit bzw. einer I/O-Seite (I/O = Input/Output bzw. Eingang/Ausgang) eines schaltereigenen Mikroprozessors mit vom Schaltbetätigungsorgan steuerbaren Steuerein­ gängen geschaltet sind.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Schalter mit einer über Programmiereingänge programmier­ baren elektrischen Schaltung auszurüsten, die ausgangs­ seitig in Abhängigkeit von der Stellung des Schaltbe­ tätigungsorgans unterschiedliche Signale abzugeben bzw. zu erzeugen gestattet. Indem nun diese Schaltung so ausge­ bildet ist, daß zumindest ein Teil der Schalteranschlüsse neben der Funktion von Schalterausgangsanschlüssen auch die Funktion von Programmiereingängen übernehmen kann, läßt sich der Schalter zunächst komplett montieren und danach ohne jegliche Demontage dem jeweiligen Einsatz­ zweck anpassen. Neben einer Programmierung mittels eines gesonderten Programmiergerätes kann bei entsprechender Auslegung des vom Schalter zu steuernden Gerätes auch eine Programmierung bzw. veränderte Programmierung durch das Gerät selbst erfolgen, indem das Gerät beispielsweise bei bestimmten Gerätefunktionen an die Schalteranschlüsse einen Programmierbefehl leitet, um bei weiteren Schalter­ betätigungen modifizierte Ausgangssignale erzeugen zu können. Damit wird also auch eine Kommunikation zwischen Schalter und geschaltetem Gerät möglich, wodurch die Zahl der notwendigen Betätigungsorgane vermindert und die Handhabung des Gerätes wesentlich vereinfacht werden kann.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Er­ findung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Beschrei­ bung einer bevorzugten Ausführungsform verwiesen, die anhand der Zeichnung erläutert wird.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein schematisiertes Schnittbild eines erfindungs­ gemäßen Schalters und

Fig. 2 ein schematisiertes Blockschaltbild des Schalters.

Der Schalter besitzt ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 1, welches auf seiner offenen Unterseite durch ein als Schaltungsplatine ausgebildetes Bodenteil 2 abgeschlossen wird. In der Gehäuseoberseite ist in grundsätzlich herkömm­ licher Weise eine Schalterwelle 3 drehbar und axial begrenzt verschiebbar gelagert. An dem gehäuseinnenseitigen Ende der Schalterwelle 3 ist ein Rotor 4 drehfest angeordnet, dessen Außenumfang als Rastmagnetring ausgebildet ist und in Um­ fangsrichtung abwechselnd aufeinander folgende magnetische N- und S-Pole aufweist. Diese Pole besitzen in Umfangsrich­ tung untereinander gleiche Abstände. Dabei können die Mag­ nete in Kunststoffmaterial eingebettet sein, wenn der Rotor 4 als Kunststoffteil ausgebildet ist. Der Rast­ magnetring bzw. die Rastmagnete des Rotors 4 wirken be­ rührungsfrei mit einem oder mehreren Weicheisenteilen bzw. radialen Fortsätzen eines Weicheisenringes zusammen. Diese Eisenteile sind in einem innenseitig der Gehäuseoberseite ausgebildeten Ringbereich 5 aus Kunststoffmaterial ein­ gebettet.

Im Ergebnis können also der Rotor 4 und die mit ihm fest verbundene Schalterwelle 3 eine Vielzahl magnetisch ver­ rasteter Drehstellungen einnehmen. Im übrigen wirken die Magnete des Rotors 4 mit einer benachbart zum Rotorumfang angeordneten Hallgeneratoranordnung 6 zusammen, welche am Bodenteil 2 freitragend gehaltert und elektrisch mit der auf dem Bodenteil 2 angeordneten elektrischen Schaltung verbunden ist, die weiter unten erläutert wird. Mittels der Hallgeneratoranordnung 6 vermag diese Schaltungsan­ ordnung zu "erkennen", welche Drehstellung vom Rotor 4 eingenommen wird.

Durch Axialverschiebung der Schalterwelle 3 kann ein auf dem Bodenteil 2 angeordneter miniaturisierter Druckschalter 7 betätigt werden, dessen Rückstellfeder die Schalterwelle 3 in eine Ausgangslage zurückdrängt bzw. normalerweise in dieser Ausgangslage hält.

Die auf dem Bodenteil 2 innenseitig angeordnete Schal­ tungsanordnung hat im wesentlichen die nachfolgend anhand der Fig. 2 erläuterte Struktur.

Von den Steckerstiften einer auf der Außenseite des Bodenteiles 2 fest angeordneten Steckerleiste 8 sind zumindest zwei Steckerstifte mit elektrischen Versor­ gungsleitungen 9 verbunden, die nach Art gedruckter Leitungen auf der Innenseite des Bodenteiles 2 ange­ ordnet sind und zur elektrischen Stromversorgung der Schaltungskomponenten, insbesondere der Hallgenerator­ anordnung 6, sowie einer Mikroprozessoreinheit 10 dienen. Im übrigen sind die Steckerstifte mit den Anschlüssen einer I/O-Einheit 11 der Mikroprozessoreinheit 10 ver­ bunden, so daß einerseits der Mikroprozessoreinheit 10 über die Steckerstifte Programmiersignale zur Programmie­ rung der Mikroprozessoreinheit 10 zugeführt werden können. Andererseits sind an den Steckerstiften Ausgangssignale der Mikroprozessoreinheit 10 abgreifbar.

Darüber hinaus ist die Mikroprozessoreinheit 10 ein­ gangsseitig mit den Signalausgängen der Hallgenerator­ anordnung 6 verbunden.

Der Druckschalter 7 kann eine galvanische Trennung zwischen Anschlüssen der Mikroprozessoreinheit 10 bzw. zwischen sonstigen Komponenten der Schaltung bewirken.

In Abhängigkeit von den Signalen der Hallgeneratoran­ ordnung 6, welche wiederum berührungsfrei durch Ver­ stellung des Rotors 4 gesteuert wird, erzeugt die Mikro­ prozessorseinheit 10 unterschiedliche Ausgangssignale, die über die I/O-Einheit 11 an die zugeordneten Stecker­ stifte der Steckerleiste 8 und damit zu einer Vorrichtung bzw. Anlage weitergegeben werden, die mittels des Schalters elektrisch gesteuert werden soll.

Je nach Programmierung erzeugt die Mikroprozessoreinheit 10 unterschiedliche Ausgangssignale, d. h. durch entsprechende Programmierung können die Mikroprozessoreinheit 10 und damit der Schalter an unterschiedliche Vorrichtungen und Anlagen, aber auch an unterschiedliche Betriebs­ phasen, angepaßt werden.

Entsprechende Programmierbefehle werden der Mikroprozessor­ einheit 10 über die gleichen Steckerstifte zugeleitet, über die auch die Ausgangssignale abgegeben werden. Damit besteht einerseits die Möglichkeit, den Schalter mit einem gesonder­ ten Programmiergerät vorübergehend zu verbinden, um eine Programmierung vorzunehmen. Andererseits ist es auch mög­ lich, daß der Schalter mit von ihm gesteuerten Geräten kommuniziert und bei bestimmten Betriebsphasen umprogram­ miert wird.

Durch Betätigung des Druckschalters 7 können gegebenenfalls Sonderbefehle - beispielsweise Bestätigungssignale - an die Mikroprozessoreinheit 10 gegeben werden.

Die dargestellte Bauweise des Schalters bietet den Vorteil, daß die wesentlichen mechanischen Teile des Schalters, einschließlich des magnetischen Rastwerkes, gesondert von dem die Schaltungsanordnung tragenden Bodenteil 2 gefertigt werden können.

Claims (4)

1. Programmierbarer elektrischer Schalter mit mehreren elektrischen Anschlüssen und mindestens einem will­ kürlich steuerbaren Schaltbetätigungsorgan, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Anschlüsse sowohl als Ausgangsanschlüsse zur Abgabe von Ausgangssignalen, die durch das mindestens eine Schaltbetätigungsorgan (4, 6) steuerbar bzw. auslösbar sind, als auch als Programmiereingänge einer schaltereigenen programmier­ baren elektrischen Schaltung (10) geschaltet sind, welche die Struktur bzw. Art der Ausgangssignale bestimmt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteranschlüsse zumindest teilweise als Anschlüsse einer I/O-Einheit (11) bzw. einer I/O-Seite eines schaltereigenen Mikroprozessors (10) mit vom Schaltbetätigungsorgan (4, 6) steuerbaren Steuereingängen geschaltet sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltergehäuse eine magnetisch verrastbare Schalterwelle (3) drehgelagert ist und die mit der Schalterwelle (3) drehbare Permanentmagnetanordnung berührungsfrei mit einer Hallgeneratoranordnung (6) zusammenwirkt, die auf einer vom Schaltergehäuse (1) trennbaren Schaltungsplatine (2) angeordnet und gehaltert ist.

4. Schalter nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaltergehäuse angeordnete Betätigungs­ organe berührungsfrei mit einer Sensoranordnung (6) zusammenwirken, die ihrerseits auf einer vom Schalter­ gehäuse (1) trennbaren Schaltungsplatine (2) ange­ ordnet ist.