EP1458002B1 - Keyboard for giving control operations - Google Patents

Keyboard for giving control operations Download PDF

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EP1458002B1
EP1458002B1 EP20040003881 EP04003881A EP1458002B1 EP 1458002 B1 EP1458002 B1 EP 1458002B1 EP 20040003881 EP20040003881 EP 20040003881 EP 04003881 A EP04003881 A EP 04003881A EP 1458002 B1 EP1458002 B1 EP 1458002B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
keyboard
signal path
signal generator
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20040003881
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1458002A1 (en
Inventor
Andre Kling
Hartmut Schumacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1458002A1 publication Critical patent/EP1458002A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1458002B1 publication Critical patent/EP1458002B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167Circuits for remote indication
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0083Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00 using redundant components, e.g. two pressure tubes for pressure switch

Definitions

  • the invention relates to a keyboard for triggering of tax transactions.
  • a keyboard for triggering of tax transactions.
  • Such a keyboard is particular for controlling a technical machine or plant used.
  • the signals to be given to control a machine or plant comprise a safety-related signal, i. Signals, their proper and instantaneous generation and Transmission required for safety reasons is. These include in particular signals that are immediate the triggering or termination of a process of the machine or Cause plant such. a the movement of a machine part controlling start or stop signal or an emergency stop signal.
  • a safety-related signal i. Signals, their proper and instantaneous generation and Transmission required for safety reasons is. These include in particular signals that are immediate the triggering or termination of a process of the machine or Cause plant such. a the movement of a machine part controlling start or stop signal or an emergency stop signal.
  • signals that are not immediate Have safety relevance include, among others Signals that, e.g. in the setting of working parameters, Generate numbers or letters.
  • a safe but handling technology elaborate method for redundant data generation exists in it, several separate and to trigger a control process to provide simultaneously operated signal generator, so that in case of failure of a signal generator or the signal generator containing signal paths further signal paths for transmission the safety-related information available stand.
  • Such a system is generally two-handed to operate and thus disadvantageous from an economic perspective.
  • the Realization of such a button with evaluation as for example DE 199 46 471 A1 is known, but is technically complex and thus costly.
  • this document reveals no signal generator with two signal paths.
  • the switching bladder is "dented in,” so to speak, wherein the contact surface against the or the fixed contacts pressed, and the switching contact thereby closed becomes.
  • the actuating pressure is withdrawn, the front foil returns in their bubble-like starting position, the Switch contact is opened again.
  • the well-known keyboard is through the use of simple but susceptible to wear inexpensive to produce bubble-like keys, wherein a quick wear of frequently used keys the local use of the more elaborate but more durable Snap element buttons is avoided.
  • the invention has for its object to provide a keyboard, which is inexpensive and safe generation of Signals for triggering control operations allowed.
  • the keyboard comprises at least two Keypads.
  • a first keypad for triggering safety-related Signals is provided is one with two Assigned signal paths wired first signal generator. Of the Signal state of this first signal transmitter is in both signal paths time resolved and analyzed, with a from the analysis result dependent output signal for driving a technical system is generated. The analysis of the Signal state of the two signal paths takes place according to the following Regulate. If both signal paths are in hibernation have corresponding signal state, a first, the Resting state indicating output signal generated. This signal configuration is hereinafter referred to as the first operating state.
  • a second operating state is under the Prerequisite that both signal paths one the operating state corresponding signal state, for display of the actuation state generates a second output signal.
  • a regular change between the first and the second operating state is only allowed if within a predetermined switching time a change of the signal state takes place in both signal paths. Otherwise, i. when outside a regular change of operating state none of is present in both operating states, a faulty operating state detected and issued an error message.
  • a second keypad For the generation of not immediately safety-related Signals is provided at least a second keypad. This is assigned a second signal generator, the like a bubble is executed or a by a snap element has mediated jump switching behavior.
  • the first keypad of the keyboard is Advantageously, a secure generation of switching signals and efficient detection of faulty switching operations the associated first signal generator possible.
  • the second keypad associated signal generator is very inexpensive to manufacture.
  • the combination of the first and second keypad as well as the respectively assigned signal generator in a common Keyboard thus allows the inexpensive and compact Realization of an integral keyboard for safety-related and non-safety-related signal generation.
  • Such an integral keyboard is particularly advantageous in terms of simple design, installation and Operation of a technical machine or system.
  • the target switching time of the first Signal transmitter about 20 milliseconds.
  • This target switching time is thus a default time, which expediently short towards the human reaction time and thus short in the Compared to typical switching periods.
  • this setpoint switching time sufficiently large compared to the actual Switching time of a conventional signal generator, the is on the order of a millisecond.
  • the first one Signal generator expediently on a snap-action behavior.
  • the switching of the first signal transmitter takes place regardless of the time course of the actuating force forcibly within a structurally determined switching time.
  • the two Signal paths in both operating states with regard to their Signal state inversely connected to each other. So, from, Moment of switching apart, the first signal path, for example signal leading, so the second signal path Zero signal on, and vice versa. Thus, in every regular Operating state of one of the signal paths signal leading. To this Way is a line break or another leading to signal loss error even while stationary Operating phases immediately recognizable.
  • Such an inverse circuit the two signal paths is in a particularly simple manner with a first type of changeover switch Signal transmitter possible.
  • a differentiated error message which indicates the type of error that has occurred.
  • the error message Preferably continues to be simultaneously with the error message generates an emergency stop signal as an output signal, which the controlled technical system in a safe state transferred.
  • a Kurzhubtastschalter as the first signal generator for Commitment.
  • a Kurzhubtastschalter is still due to this compact size particularly advantageous in a control device or a control panel of a technical facility integrate.
  • all keypads of the keyboard with a common Covered front foil.
  • the front foil will by the front foil a particularly high dirt resistance achieved and thus the reliability of the keyboard increased.
  • the at least one safety-relevant first signal transmitter and the at least one non-safety-relevant second signal generator on a common circuit board contacted.
  • the keyboard can thereby in a simple Way prefabricated as an integral coherent module which greatly reduces the assembly work on site is.
  • the keyboard can also be particularly special be tested well independent of the device being controlled, which eliminates possible production errors in advance eradicate.
  • the device 1 shown in FIG 1 for the production and Evaluation of safety-related switching signals includes a trained as a key switch first signal generator 2, the type of a change-over switch optionally a signal input 3 connects to one of two signal outputs 4 and 5.
  • the signal generator 2 is preferably in a short-stroke technology executed.
  • Such Kurzhubtastschalter are distinguished by extremely compact size and extremely low error rate out.
  • the signal generator 2 shows the signal generator 2 in its idle state. there is the signal input 3 via a switching contact 6 conductive connected to the signal output 5 while the connection between the signal input 3 and the signal output 4 interrupted is.
  • the signal input 3 of the signal generator 2 is On the input side connected to an input line 7, via which the signal input 3, an input signal S0 in the form of a time constant electrical low voltage supplied becomes.
  • the first signal path 8 thus has an active, i.e. energized, signal state S1 on, during the second signal path 10 is in a passive, i. energized, Signal state S2 is located.
  • the signal state S1, S2 both Signal paths 8 and 10 recorded time-resolved and as required analyzed in more detail below.
  • the evaluation unit 9 generates a corresponding one based on the analysis result Output signal S3 and transmits this via a Output line 11 to a component not shown a technical facility. For example, it is in this component to the drive of a moving part a machine tool.
  • Corresponding sizes S1-S3 are shown uncoated.
  • the at the operating state assigned operating state is in contrast as second operating state and designated by Sizes S1'-S3 'marked.
  • two-line mark Signal states S1 ", S2" a faulty operating state and the output signal S3 "in the event of a fault, if necessary output emergency stop signal.
  • the evaluation unit detects a faulty ensemble of signal states S1 ", S2", so she gives about a reporting line 12th an error message F to an error indicator 13 off.
  • the error message F preferably includes specific information about the type of detected error.
  • the rest state shown in FIG 1 corresponds to a first Operating state in which the signal state S1 in the signal path 8 "active", and the signal state S2 in the signal path 10th is "passive".
  • the evaluation unit 9 a zero signal as the first output signal S3 off, which for example as a stop command for a Machine drive not shown are used can.
  • the operation of the signal generator 2 takes place according to FIG 2 by Applying a manual pressure K on an actuator 14th of the signal generator 2. This is by mediating a only indicated switching mechanism 15 of the switching contact 6 in switched its operating state.
  • the signal input 3 is connected to the signal output 4, while the connection between the signal input 3 and the signal output 5 is interrupted.
  • the second operating state is thus the signal state S1 'of the signal path 8 "passive", while the signal state S2 'of the signal path 10th is "active".
  • the evaluation unit 9 generates a constant, positive output signal S3 ', which in turn is e.g. as start command one not shown machine drive can be fed.
  • the evaluation unit 9 leaves a change between the first and the second operating state, ie in particular one Change between the first and second output signal S3 or S3 'only then, if a corresponding change of the signal state S1, S1 ', S2, S2' in both signal paths 8 and 10 within a predetermined setpoint switching time ts.
  • FIG 3 Proper switching processes between the idle state and the operating state, and according to the first and second Operating state, are in FIG 3 in a temporal diagram shown.
  • the time history of the signal states S1, S1 'and S2, S2' are shown above the time axis t.
  • the time course of the output signal S3, S3 ' is shown below the time axis t.
  • the diagram according to FIG 3 underlying switching game is at the time t1 of the signal generator 2 is actuated.
  • This is the active Signal state S1 in the passive signal state S1 'via and the passive signal state S2 in the active signal state S2 '.
  • the signal generator 2 has a snap-action behavior.
  • the switching process with proper function of the Signal transmitter 2 always within a predetermined period of time he follows.
  • the signal loss occurs in the signal path 8 due to the mechanical inertia of Signal transmitter 2 time before the signal structure in the signal path 10. Both processes, however, take place within the Time t1 following target switching time ts. Since at the time t1 the state change in time in both signal paths. 8 and 10, the evaluation unit 9 switches from the first Output signal S3 to the second output signal S3 '.
  • the actuator 14 is left free.
  • the switching contact 6 jumps within the switching time ts return to sleep. Due to the mechanical inertia of the signal generator 2, the signal loss occurs in the signal path 10th again in time before the signal structure in the signal path 8. Da the signal change at time t2 again within the Target switching time ts is done leaves the evaluation unit 9 again the change to the first operating state.
  • Another, to the above-described switching game analog actuation phase takes place between the times t3 and t4.
  • FIG. 4 shows faulty switching processes shown by way of example.
  • a sloping, parallel Line pair 16 is here in each case an interruption of Time axis t and the respective state curves marked.
  • a faulty operating state occurs, for example then, if when pressing the signal generator 2 is not in both signal paths 8 and 10 within the desired switching time ts a state change takes place.
  • Such a mistake as he, for example from a defective switching mechanism 15 or a oxidized switching contact 6 can be generated occurs in accordance 4 at time t5.
  • the inverse error case namely a late return of the Signal generator 2 in the idle state, occurs according to FIG 4 Time t6 on.
  • the evaluation unit After waiting for the set switching time ts after Deactivation of the signal state S2 'generates the evaluation unit again an error message F. At the same time it switches output side back to a zero signal and generates it the safe output signal, also referred to as an emergency stop signal S3 ".
  • the output signals S3, S3 'and S3 " in the form of signal pulses instead of temporally constant Signals are generated.
  • the output line 11 can be multi-channel for the separate output of the output signals S3, S3 'and S3 "Optionally, the signal paths 8 and 10 be designed redundant.
  • a changeover switch as a signal generator 2 can also be a push-button use in which the signal paths 8 and 10 by parallel switching contacts, in particular an opener-closer pair, connected become.
  • the device described in connection with the Figures 1 to 4 1 is a membrane keyboard shown in plan view in FIG 19 included.
  • the membrane keyboard 19 includes several Keypads 20a, 20b, which are for non-safety-related Switching processes are provided. With these keypads 20a, 20b are, for example, number or letter keypads 20a and an associated confirmation keypad 20b.
  • the membrane keyboard 19 includes two intended for safety-related switching processes keypads 21. These keypads 21 are for example the direct triggering of a working process of a technical Machine.
  • FIG 6 in a to be understood as a scheme and in particular not to scale cross-section VI-VI shown Membrane keyboard 19 is on all keypads 20a, 20b, 21 common bottom support 22 constructed. To the in assembled state for a user visible outside towards the membrane keyboard 19 of a user interface forming front sheet 23 covered.
  • the bottom support 22 and the Front foil 23 are essentially planar and mutually aligned arranged approximately parallel.
  • the formed between the bottom support 22 and the front sheet 23 Space is filled with a spacer layer 24, which in the Area of the keypads 20,21 provided with recesses 25 is.
  • the bottom support 22 is preferably a conventional one PCB realized.
  • each keypad 21 arranged recess 25 places its actuator 14 against the inner surface 26 of the front sheet 23 rests.
  • the front foil 23 is in Field of the keypad 21 convexly curved.
  • the actuator 14 By pressure on the flexible front foil 23 in the region of the keypad 21st is the actuator 14 in the manner described and Way acted upon to actuate the signal generator 2.
  • the Signal input 3 and the signal outputs 4 and 5 are in not shown manner via corresponding tracks the bottom carrier 22 contacted.
  • the evaluation unit 9 can - as shown - as a microcontroller executed and also contacted on the bottom support 22 be.
  • the evaluation unit 9 in not arranged closer to the outside of the membrane keyboard 19 be, e.g. as part of a parent Control. In the latter embodiment is also a line break or a short circuit between the membrane keypad 19 and the evaluation unit 9 detected.
  • the associated signal generator 28a or 28b are therefore advantageously as simple and therefore inexpensive Kurzhubtasten designed.
  • the keypad 20a associated signal generator 28a is like a bubble executed.
  • the front foil 23 is in the area of the keypad 20a with an embossed, with respect to the bottom support 22 convex domed cap and carries on its inner surface 26 an electrically conductive contact surface 29, the one corresponding pair of fixed contacts 30 at a distance faces.
  • the snap element 31 is while at a distance from the bottom support 22 approximately parallel to this arranged and preferably lies directly on the inner surface 26th the front sheet 23 at.
  • the snap element 31 is in its rest position with respect to the bottom support 22 convexly curved, so that the front sheet 23 in the area of the keypad 20b raised the level of the membrane keyboard 19 is arched out.
  • the Snap element 31 carries a bottom support 22 facing Contact surface 29, which in rest position again one on the bottom support 22 arranged a pair of fixed contacts 30 with Distance is opposite.
  • the bottom support 22 and the front sheet 23 are substantially parallel aligned with each other, so that the membrane keyboard a in Has substantially flat user interface. Such is preferred primarily for optical reasons. Especially if the installation height of the signal generator 2 and the required Construction height of the signal generator 28a, 28b, each of the minimum Define the distance between the bottom support 22 and the front foil 23, differs significantly, becomes an alternative embodiment the membrane keyboard 19 according to FIG 7 preferred.
  • the membrane keyboard 19 in this embodiment continue on a common, planar bottom support 22 is constructed, the keypads are 21st thereby against the keypads 20 on the user interface highlighted.
  • the so sublime execution of safety relevant Keypads 21 supported on advantageous Show the tactile orientation of a user on the user interface the membrane keyboard 19, and thus reduces the Probability of incorrect operation.
  • the continuous Transition region 32 are in particular sharp edges avoided on the user interface, along which the front foil exposed to increased material stress due to buckling would.
  • the membrane keyboard described in FIGS. 5 to 7 19 associated advantages are in particular that the Membrane keyboard 19 by using the comparatively simple constructed signal generator 28a, 28b inexpensively manufactured is. Because for all safety-relevant switching processes the in 1 to 4 described device 1 is used, The membrane keyboard 19 can also be used for such purposes for which the use of conventional membrane keyboards due to high security requirements so far not or only was conditionally possible. This is particularly advantageous because the membrane keyboard 19 compared to conventional safety-oriented Commands extremely flat and compact is. Another big advantage is that everyone Keypads 20a, 20b, 21 on the executed as a printed circuit board Shelf supports 22 are contacted and thus a heavy Automated wiring of the signalers is eliminated.
  • the membrane keyboard 19 is described as integrally connected, preferably even hermetically encapsulated part made. This will in addition to a simple installation and the possibility a uniform design especially a high dirt resistance the membrane keyboard 19 reaches what is in turn has a positive effect on their operational safety.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tastatur zur Auslösung von Steuervorgängen. Eine derartige Tastatur wird insbesondere zur Steuerung einer technischen Maschine oder Anlage verwendet.The invention relates to a keyboard for triggering of tax transactions. Such a keyboard is particular for controlling a technical machine or plant used.

Die zur Steuerung einer Maschine oder Anlage abzugebenden Signale umfassen zu Einen sicherheitsgerichtete Signale, d.h. Signale, deren ordnungsgemäße und unverzögerte Erzeugung und Übermittlung aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlich ist. Darunter fallen insbesondere Signale, die unmittelbar die Auslösung oder Beendung eines Prozesses der Maschine oder Anlage bewirken, wie z.B. ein die Bewegung eines Maschinenteils steuerndes Start- oder Stopp-Signal oder ein Not-Aus-Signal. Zum Anderen sind zur Steuerung einer Maschine oder Anlage häufig Signale abzugeben, die keine unmittelbare Sicherheitsrelevanz haben. Hierunter fallen unter anderem Signale, die, z.B. bei der Einstellung von Arbeitsparametern, Zahlen- oder Buchstabenwerte erzeugen.The signals to be given to control a machine or plant comprise a safety-related signal, i. Signals, their proper and instantaneous generation and Transmission required for safety reasons is. These include in particular signals that are immediate the triggering or termination of a process of the machine or Cause plant such. a the movement of a machine part controlling start or stop signal or an emergency stop signal. On the other hand, to control a machine or Facility often deliver signals that are not immediate Have safety relevance. These include, among others Signals that, e.g. in the setting of working parameters, Generate numbers or letters.

Die Konzeption und Entwicklung von industriellen Maschinen und Anlagen ist geprägt von einem steigenden Einsatz von Sicherheitstechnik. Hierbei muss insbesondere bei einem zur Erzeugung sicherheitsgerichteter Signale vorgesehenen Signalgeber eine Fehlfunktion ausgeschlossen sein oder, zur Einleitung sicherheitserhaltender Schritte, erkannt werden. Bei Verwendung eines Signalgebers in Form eines herkömmlichen Tastschalters mit mechanischen Kontakten ist eine lückenlose Fehleraufdeckung insbesondere dadurch erschwert, dass ein Verklemmen der Tastmechanik auf elektronischem Wege kaum erkennbar ist. Dies ist problematisch, zumal mechanische Tastschalter bei nahezu allen industriellen Maschinen und Anlagen an Bediengeräten oder Steuerpulten eingesetzt werden und somit auch sicherheitstechnisch von Bedeutung sind. Anwendungsgebiete liegen beispielsweise in der Kraftwerkstechnik, Verkehrstechnik, Chemieanlagen, allgemein im Maschinenbau bei Werkzeug- und Produktionsmaschinen, Personenaufzügen, Krananlagen, Luft- und Raumfahrttechnik etc. Betroffene Anwendungsfunktionen sind dabei u.a. allgemeine Start- und Stopp-Funktionen, Verfahrtasten von Antrieben, die Ansteuerung von Ventilen sowie allgemeine Zustimmungs- und Überwachungsfunktionen, wie beispielsweise so genannte "Totmanntasten".The conception and development of industrial machines and equipment is characterized by an increasing use of safety technology. This must especially at a for the generation safety-related signals provided signal generator a malfunction be excluded or, to initiation safety-preserving steps to be detected. at Use of a signal generator in the form of a conventional Push-button with mechanical contacts is a gapless Error detection especially difficult that a Jamming the feeler mechanism by electronic means barely recognizable is. This is problematic, especially as mechanical push-buttons in almost all industrial machines and plants be used on operator panels or control panels and thus are also safety-relevant. application areas lie, for example, in power plant technology, traffic engineering, Chemical plants, generally in mechanical engineering Tool and production machines, passenger lifts, crane systems, Aerospace engineering, etc. Affected application functions are doing u.a. general start and stop functions, Travel keys of drives, the control of valves and general approval and monitoring functions, such as so-called "dead-man keys".

Um mittels mechanischer Tasten generierte Signale sicher verarbeiten zu können, wird daher häufig eine redundante Signalerzeugung gefordert. Eine sichere, aber handhabungstechnisch aufwändige Methode zur redundanten Datenerzeugung besteht darin, mehrere getrennte und zur Auslösung eines Steuervorgangs gleichzeitig zu betätigende Signalgeber vorzusehen, so dass bei Ausfall eines Signalgebers oder des den Signalgeber beinhaltenden Signalpfads weitere Signalpfade zur Übermittlung der sicherheitsrelevanten Information zur Verfügung stehen. Ein solches System ist im Allgemeinen nur zweihändig zu bedienen und somit aus arbeitsökonomischer Sicht nachteilig. Alternativ dazu ist es üblich, für eine vereinfachte Handhabung mehrere Signalgeber in einem Tastschalter zu kombinieren, so dass diese zur redundanten Signalerzeugung in einem einzigen Arbeitsvorgang gemeinsam betätigbar sind. Die Realisierung einer solchen Taste mit Auswerteeinheit, wie sie beispielsweise aus der DE 199 46 471 A1 bekannt ist, ist jedoch technisch aufwändig und damit kostenintensiv. Hingegen offenbart dieser Dokument keinen Signalgeber mit zwei Signalpfaden.To safely process signals generated by mechanical buttons Therefore, often becomes a redundant signal generation required. A safe but handling technology elaborate method for redundant data generation exists in it, several separate and to trigger a control process to provide simultaneously operated signal generator, so that in case of failure of a signal generator or the signal generator containing signal paths further signal paths for transmission the safety-related information available stand. Such a system is generally two-handed to operate and thus disadvantageous from an economic perspective. Alternatively, it is common for a simplified Handling multiple transducers in a push-button switch to combine so that these are used for redundant signal generation in a single operation can be actuated together. The Realization of such a button with evaluation, as for example DE 199 46 471 A1 is known, but is technically complex and thus costly. On the other hand, this document reveals no signal generator with two signal paths.

Aus dem Bereich der bislang hauptsächlich für Eingabezwecke, z.B. in der Tastatur eines Rechners, verwendeten Kurzhubtastschalter sind nun Signalgeber bekannt, bei denen eine mechanische Fehlfunktion, insbesondere ein Verklemmen der Schaltmechanik, durch konstruktive Maßnahmen ausgeschlossen ist. Beispielsweise ist aus der US 5,990,772 ein solcher Tastschalter bekannt, bei welchem die Rückstellung des Schaltkontaktes in den Ruhezustand unter Wirkung einer Magnetkraft stattfindet. From the field of so far mainly for input purposes, e.g. in the keyboard of a computer, used Kurzhubtastschalter Now signalers are known in which a mechanical Malfunction, in particular jamming of the switching mechanism, is excluded by constructive measures. For example, from US 5,990,772 such a key switch known, in which the provision of the switching contact in the resting state under the action of a magnetic force takes place.

Durch die immer platzsparendere und arbeitsergonomischere Bauweise von industriellen Maschinen und Anlagen hat sich andererseits der Einsatz von sogenannten Folientastaturen im Bedienbereich etabliert. Eine solche Folientastatur ist an ihrer Bedienoberfläche mit einer vergleichsweise dicken, flexiblen Kunststofffolie abgedeckt, auf der die jeweils mit einer darunter liegenden Taste, d.h. einem Signalgeber, korrespondieren Tastenfelder gekennzeichnet sind.By the increasingly space-saving and ergonomic work Construction of industrial machinery and equipment has on the other hand the use of so-called membrane keyboards in Operating area established. Such a membrane keyboard is on their user interface with a comparatively thick, covered with flexible plastic film on which each with an underlying key, i. a signal generator, correspond Keypads are marked.

Aus der DE 100 40 151 C1 ist beispielsweise eine solche Folientastatur bekannt, bei der häufig benutzte Tasten in einer "Knackfrosch-Technologie" ausgeführt sind, d.h. ein durch ein, z.B. metallisches, Schnappelement vermitteltes Sprungschaltverhalten zeigen. Dagegen sind weniger häufig benutzte Tasten in einer preisgünstigen "Schaltblasen-Technologie" ausgeführt. Bei letzteren ist die Frontfolie der Tastatur im Bereich des Tastenfeldes zur Bildung einer "Schaltblase" nach außen hin, also konvex, aufgewölbt. Die Innenfläche der Frontfolie ist im Bereich der Schaltblase mit einer, meist aufgedruckten, Kontaktfläche versehen, die in Ruhelage mit Abstand einem oder mehreren Festkontakten gegenübersteht. Zur Betätigung wird die Frontfolie im Bereich der Schaltblase eingedrückt. Die Schaltblase wird dabei sozusagen "eingedellt", wobei die Kontaktfläche gegen den oder die Festkontakte gedrückt, und der Schaltkontakt dadurch geschlossen wird. Bei Rücknahme des Betätigungsdrucks kehrt die Frontfolie in ihre blasenartige Ausgangslage zurück, wobei der Schaltkontakt wieder geöffnet wird. Die bekannte Tastatur ist durch die Verwendung der einfachen, aber verschleißanfälligen schaltblasenartigen Tasten preisgünstig herzustellen, wobei ein schneller Verschleiß der häufig benutzten Tasten durch die dortige Verwendung der aufwändigeren, aber haltbareren Schnappelement-Tasten vermieden ist. Eine Fehlersicherheit oder Fehlererkennung, wie sie für die Erzeugung sicherheitsgerichteter Signale gefordert ist, ist bei der bekannten Tastatur nicht gegeben. From DE 100 40 151 C1, for example, such Membrane keyboard known in the frequently used keys in a "crackpot" technology, i. e. one by a, e.g. metallic, snap element mediated Show jump switching behavior. By contrast, less frequently used Keys in an Affordable "Bubble Technology" executed. In the latter case, the front panel is the keyboard in the area of the keypad to form a "switching bubble" outward, ie convex, bulging. The inner surface the front foil is in the area of the switching bubble with a, mostly imprinted, contact surface provided, in rest position by far one or more fixed contacts facing. For operation, the front foil is in the area of the switching bladder pressed. The switching bladder is "dented in," so to speak, wherein the contact surface against the or the fixed contacts pressed, and the switching contact thereby closed becomes. When the actuating pressure is withdrawn, the front foil returns in their bubble-like starting position, the Switch contact is opened again. The well-known keyboard is through the use of simple but susceptible to wear inexpensive to produce bubble-like keys, wherein a quick wear of frequently used keys the local use of the more elaborate but more durable Snap element buttons is avoided. An error security or error detection, as they are safety-related for the generation Signals is required, is in the known Keyboard not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur anzugeben, die preisgünstig ist und eine sichere Erzeugung von Signalen zur Auslösung von Steuervorgängen erlaubt.The invention has for its object to provide a keyboard, which is inexpensive and safe generation of Signals for triggering control operations allowed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach umfasst die Tastatur mindestens zwei Tastenfelder. Einem ersten Tastenfeld, das zur Auslösung sicherheitsgerichteter Signale vorgesehen ist, ist ein mit zwei Signalpfaden beschalteter erster Signalgeber zugeordnet. Der Signalzustand dieses ersten Signalgebers wird in beiden Signalpfaden zeitaufgelöst ermittelt und analysiert, wobei ein von dem Analyseergebnis abhängiges Ausgabesignal zur Ansteuerung einer technischen Anlage erzeugt wird. Die Analyse des Signalzustands der beiden Signalpfade erfolgt nach den folgenden Regeln. Wenn beide Signalpfade einen dem Ruhezustand entsprechenden Signalzustand aufweisen, wird ein erstes, den Ruhezustand anzeigendes Ausgabesignal erzeugt. Diese Signalkonfiguration wird nachfolgend als erster Betriebszustand bezeichnet. In einem zweiten Betriebszustand wird unter der Voraussetzung, dass beide Signalpfade einen dem Betätigungszustand entsprechenden Signalzustand aufweisen, zur Anzeige des Betätigungszustands ein zweites Ausgabesignal erzeugt. Ein regulärer Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand wird nur dann zugelassen, wenn innerhalb einer vorgegebenen Soll-Schaltzeit ein Wechsel des Signalzustands in beiden Signalpfaden erfolgt. Ansonsten, d.h. wenn außerhalb eines regulären Wechsels des Betriebszustands keiner der beiden Betriebszustände vorliegt, wird ein fehlerhafter Betriebszustand erkannt und eine Fehlermeldung ausgegeben.This object is achieved by the features of claim 1. Thereafter, the keyboard comprises at least two Keypads. A first keypad for triggering safety-related Signals is provided is one with two Assigned signal paths wired first signal generator. Of the Signal state of this first signal transmitter is in both signal paths time resolved and analyzed, with a from the analysis result dependent output signal for driving a technical system is generated. The analysis of the Signal state of the two signal paths takes place according to the following Regulate. If both signal paths are in hibernation have corresponding signal state, a first, the Resting state indicating output signal generated. This signal configuration is hereinafter referred to as the first operating state. In a second operating state is under the Prerequisite that both signal paths one the operating state corresponding signal state, for display of the actuation state generates a second output signal. A regular change between the first and the second operating state is only allowed if within a predetermined switching time a change of the signal state takes place in both signal paths. Otherwise, i. when outside a regular change of operating state none of is present in both operating states, a faulty operating state detected and issued an error message.

Unter zeitaufgelöster Ermittlung eines Signalzustands wird verstanden, dass neben dem momentanen Signalzustand Information über mindestens einen vergangenen Signalzustand des selben Signalpfads zur Verfügung steht, so dass anhand deren Vergleich ein Wechsel des Signalzustands erkennbar ist. Die Ermittlung des Signalzustands erfolgt alternativ kontinuierlich oder diskontinuierlich, wobei zwei aufeinander folgende Ermittlungszeitpunkte zeitlich maximal um die Soll-Schaltzeit beabstandet sind.Under time-resolved determination of a signal state becomes understood that in addition to the current signal state information via at least one past signal state of the the same signal path is available, so that on the basis of their Comparison a change in the signal state is recognizable. The Determination of the signal state takes place alternatively continuously or discontinuously, with two consecutive Determination times maximum in time by the target switching time are spaced.

Zur Erzeugung von nicht unmittelbar sicherheitsgerichteten Signalen ist mindestens ein zweites Tastenfeld vorgesehen. Diesem ist ein zweiter Signalgeber zugeordnet, der schaltblasenartig ausgeführt ist oder ein durch ein Schnappelement vermitteltes Sprungschaltverhalten aufweist.For the generation of not immediately safety-related Signals is provided at least a second keypad. This is assigned a second signal generator, the like a bubble is executed or a by a snap element has mediated jump switching behavior.

Mit dem ersten Tastenfeld der erfindungsgemäßen Tastatur ist vorteilhafterweise eine sichere Generierung von Schaltsignalen und eine effiziente Erkennung von fehlerhaften Schaltvorgängen des zugeordneten ersten Signalgebers möglich. Infolge der erfindungsgemäßen Analyse des Schaltzustands des ersten Signalgebers kann dieser gegenüber dem herkömmlichen Standard bei gleicher Sicherheit konstruktiv einfach, und infolgedessen sehr kompakt ausgebildet sein. Der dem zweiten Tastenfeld zugeordnete Signalgeber ist hingegen sehr preisgünstig herzustellen. Die Kombination des ersten und des zweiten Tastenfelds sowie der jeweils zugeordneten Signalgeber in einer gemeinsamen Tastatur ermöglicht somit die preiswerte und kompakte Realisierung einer integralen Tastatur für sicherheitsgerichtete und nicht sicherheitsgerichtete Signalerzeugung. Eine solche integrale Tastatur ist insbesondere vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache Konstruktion, Montage und Bedienung einer technischen Maschine oder Anlage. Bevorzugt weist die Tastatur mehrere dem ersten Tastenfeld entsprechende Tastenfelder für sicherheitsgerichtete Signalerzeugung, sowie mehrere dem zweiten Tastenfeld entsprechende Tastenfelder für nicht-sicherheitsgerichtete Signalerzeugung auf.With the first keypad of the keyboard according to the invention is Advantageously, a secure generation of switching signals and efficient detection of faulty switching operations the associated first signal generator possible. As a result the inventive analysis of the switching state of the first Signalers this can be compared to the conventional standard with the same safety constructively simple, and consequently be very compact. The second keypad associated signal generator, however, is very inexpensive to manufacture. The combination of the first and second keypad as well as the respectively assigned signal generator in a common Keyboard thus allows the inexpensive and compact Realization of an integral keyboard for safety-related and non-safety-related signal generation. Such an integral keyboard is particularly advantageous in terms of simple design, installation and Operation of a technical machine or system. Prefers the keyboard has several corresponding to the first keypad Keypads for safety-related signal generation, and a plurality of keypads corresponding to the second keypad for non-safety-related signal generation.

In bevorzugter Ausführung beträgt die Soll-Schaltzeit des ersten Signalgebers etwa 20 Millisekunden. Diese Soll-Schaltzeit ist somit eine Vorgabezeit, die zweckmäßigerweise kurz gegenüber der menschlichen Reaktionszeit und somit kurz im Vergleich zu typischen Schaltperioden ist. Andererseits ist diese Soll-Schaltzeit hinreichend groß gegenüber der tatsächlichen Schaltzeit eines herkömmlichen Signalgebers, die etwa auf der Größenordnung einer Millisekunde liegt.In a preferred embodiment, the target switching time of the first Signal transmitter about 20 milliseconds. This target switching time is thus a default time, which expediently short towards the human reaction time and thus short in the Compared to typical switching periods. On the other hand this setpoint switching time sufficiently large compared to the actual Switching time of a conventional signal generator, the is on the order of a millisecond.

Um einen schnelles und gut reproduzierbares, und somit gut überprüfbares Schaltverhalten zu erzeugen, weist der erste Signalgeber zweckmäßigerweise ein Sprungschaltverhalten auf. In anderen Worten erfolgt das Umschalten des ersten Signalgebers unabhängig vom zeitlichen Verlauf der Betätigungskraft zwangsweise innerhalb einer baulich festgelegten Schaltzeit.To have a fast and well reproducible, and therefore good To produce verifiable switching behavior, the first one Signal generator expediently on a snap-action behavior. In other words, the switching of the first signal transmitter takes place regardless of the time course of the actuating force forcibly within a structurally determined switching time.

In vorteilhafter Ausführung der Erfindung sind die beiden Signalpfade in beiden Betriebszuständen hinsichtlich ihres Signalzustands zueinander invers beschaltet. Ist also, vom Moment des Umschaltens abgesehen, der erste Signalpfad beispielsweise signalführend, so weist der zweite Signalpfad ein Null-Signal auf, und umgekehrt. Somit ist in jedem regulären Betriebszustand einer der Signalpfade signalführend. Auf diese Weise ist eine Leitungsunterbrechung oder ein sonstiger zum Signalverlust führender Fehler auch während stationärer Betriebsphasen sofort erkennbar. Eine derart inverse Beschaltung der beiden Signalpfade ist auf besonders einfache Weise mit einem nach Art eines Wechselschalters ausgeführten ersten Signalgeber möglich.In an advantageous embodiment of the invention, the two Signal paths in both operating states with regard to their Signal state inversely connected to each other. So, from, Moment of switching apart, the first signal path, for example signal leading, so the second signal path Zero signal on, and vice versa. Thus, in every regular Operating state of one of the signal paths signal leading. To this Way is a line break or another leading to signal loss error even while stationary Operating phases immediately recognizable. Such an inverse circuit the two signal paths is in a particularly simple manner with a first type of changeover switch Signal transmitter possible.

Um im Fehlerfall die Fehlerquelle schnell lokalisieren zu können, wird zweckmäßigerweise eine differenzierte Fehlermeldung ausgegeben, die die Art des aufgetretenen Fehlers anzeigt. Vorzugsweise wird weiterhin gleichzeitig mit der Fehlermeldung ein Not-Aus-Signal als Ausgabesignal erzeugt, welches die angesteuerte technische Anlage in einen sicheren Zustand überführt.To quickly locate the source of the error in the event of an error can, is expediently a differentiated error message which indicates the type of error that has occurred. Preferably continues to be simultaneously with the error message generates an emergency stop signal as an output signal, which the controlled technical system in a safe state transferred.

In Hinblick auf dessen geringe Fehleranfälligkeit kommt bevorzugt ein Kurzhubtastschalter als erster Signalgeber zum Einsatz. Ein Kurzhubtastschalter ist weiterhin aufgrund dessen kompakter Größe besonders vorteilhaft in einer Bedieneinrichtung oder einem Steuerpult einer technischen Anlage zu integrieren.In view of its low susceptibility to errors is preferred a Kurzhubtastschalter as the first signal generator for Commitment. A Kurzhubtastschalter is still due to this compact size particularly advantageous in a control device or a control panel of a technical facility integrate.

Bevorzugt sind alle Tastenfelder der Tastatur mit einer gemeinsamen Frontfolie abgedeckt. Dies eröffnet zum Einen die Möglichkeit eines einheitlichen Designs. Zum Anderen wird durch die Frontfolie eine besonders hohe Schmutzunempfindlichkeit erreicht und somit die Betriebssicherheit der Tastatur gesteigert.Preferably, all keypads of the keyboard with a common Covered front foil. This opens on the one hand the Possibility of a uniform design. On the other hand will by the front foil a particularly high dirt resistance achieved and thus the reliability of the keyboard increased.

Vorteilhafterweise sind der mindestens eine sicherheitsrelevante erste Signalgeber und der mindestens eine nicht-sicherheitsrelevante zweite Signalgeber auf einer gemeinsamen Leiterplatte kontaktiert. Dadurch entfällt eine aufwändige und nur schwer zu automatisierende Verdrahtung der einzelnen Signalgeber. Weiterhin kann die Tastatur dadurch in einfacher Weise als einstückig zusammenhängendes Modul vorgefertigt werden, wodurch der Montageaufwand am Einsatzort stark reduziert ist. Die Tastatur kann dadurch ferner auch besonders gut unabhängig von dem zu steuernden Gerät getestet werden, wodurch sich eventuelle Produktionsfehler schon im Vorfeld ausmerzen lassen.Advantageously, the at least one safety-relevant first signal transmitter and the at least one non-safety-relevant second signal generator on a common circuit board contacted. This eliminates a costly and difficult to automate wiring of the individual signalers. Furthermore, the keyboard can thereby in a simple Way prefabricated as an integral coherent module which greatly reduces the assembly work on site is. The keyboard can also be particularly special be tested well independent of the device being controlled, which eliminates possible production errors in advance eradicate.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1
schematisch eine Vorrichtung zum Erzeugen und Auswerten von sicherheitsgerichteten Schaltsignalen mit einem, in seinem Ruhezustand befindlichen ersten Signalgeber und einer diesem nachgeschalteten Auswerteeinheit,
FIG 2
die Vorrichtung gemäß FIG 1 im Betätigungszustand des ersten Signalgebers,
FIG 3
in einem zeitlichen Diagramm Eingangs- und Ausgangssignale der Auswerteeinheit im Normalbetrieb und
FIG 4
in einer Darstellung gemäß FIG 3 Eingangs- und Ausgangssignale der Auswerteeinheit in beispielhaft ausgewählten Fehlerfällen,
FIG 5
in Draufsicht eine Folientastatur mit einer Vorrichtung gemäß FIG 1,
FIG 6
in einem schematischen Schnitt VI-VI die Folientastatur gemäß FIG 5 und
FIG 7
in einer Darstellung gemäß FIG 6 eine alternative Ausführungsform der Folientastatur.
Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
FIG. 1
1 schematically a device for generating and evaluating safety-related switching signals with a first signal transmitter in its idle state and an evaluation unit connected downstream of it,
FIG. 2
the device according to FIG. 1 in the actuation state of the first signal transmitter,
FIG. 3
in a time diagram input and output signals of the evaluation unit in normal operation and
FIG. 4
in an illustration according to FIG. 3, input and output signals of the evaluation unit in error cases selected by way of example,
FIG. 5
in plan view, a membrane keyboard with a device according to FIG 1,
FIG. 6
in a schematic section VI-VI, the membrane keyboard according to FIG 5 and
FIG. 7
in an illustration according to FIG 6, an alternative embodiment of the membrane keyboard.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Corresponding parts and sizes are shown in the figures marked with the same reference numerals.

Die in FIG 1 dargestellte Vorrichtung 1 zur Erzeugung und Auswertung von sicherheitsgerichteten Schaltsignalen umfasst einen als Tastschalter ausgebildeten ersten Signalgeber 2, der nach Art eines Wechselschalters wahlweise einen Signaleingang 3 mit einem von zwei Signalausgängen 4 und 5 verbindet. Der Signalgeber 2 ist bevorzugt in einer Kurzhubtechnologie ausgeführt. Derartige Kurzhubtastschalter zeichnen sich durch äußerst kompakte Größe und äußerst geringe Fehleranfälligkeit aus. Eine geeignete Kurzhubtechnologie, bei der eine Fehlfunktion aufgrund eines Verklemmens der Schaltmechanik durch bauliche Maßnahmen ausgeschlossen ist, ist beispielsweise aus der US 5,990,772 bekannt.The device 1 shown in FIG 1 for the production and Evaluation of safety-related switching signals includes a trained as a key switch first signal generator 2, the type of a change-over switch optionally a signal input 3 connects to one of two signal outputs 4 and 5. The signal generator 2 is preferably in a short-stroke technology executed. Such Kurzhubtastschalter are distinguished by extremely compact size and extremely low error rate out. A suitable Kurzhubtechnologie, in which a Malfunction due to jamming of the switching mechanism is excluded by structural measures, for example known from US 5,990,772.

Die FIG 1 zeigt den Signalgeber 2 in seinem Ruhezustand. Dabei ist der Signaleingang 3 über einen Schaltkontakt 6 leitend mit dem Signalausgang 5 verbunden, während die Verbindung zwischen dem Signaleingang 3 und dem Signalausgang 4 unterbrochen ist. Der Signaleingang 3 des Signalgebers 2 ist eingangsseitig an eine Eingangsleitung 7 angeschlossen, über welche dem Signaleingang 3 ein Eingangssignal S0 in Form einer zeitlich konstanten elektrischen Niederspannung zugeführt wird. 1 shows the signal generator 2 in its idle state. there is the signal input 3 via a switching contact 6 conductive connected to the signal output 5 while the connection between the signal input 3 and the signal output 4 interrupted is. The signal input 3 of the signal generator 2 is On the input side connected to an input line 7, via which the signal input 3, an input signal S0 in the form of a time constant electrical low voltage supplied becomes.

Der Signalausgang 5, an welchem entsprechend der in FIG 1 dargestellten Schalterstellung des Signalgebers 2 Spannung anliegt, ist über einen ersten Signalpfad 8 mit einer Auswerteeinheit 9 verbunden. Der Spannungsausgang 4, an dem im Ruhezustand keine Spannung liegt, ist über einen zweiten Signalpfad 10 ebenfalls mit der Auswerteeinheit 9 verbunden. Im Ruhezustand weist der erste Signalpfad 8 somit einen aktiven, d.h. spannungsführenden, Signalzustand S1 auf, während sich der zweite Signalpfad 10 in einem passiven, d.h. spannungslosen, Signalzustand S2 befindet.The signal output 5, at which corresponding to the in FIG illustrated switch position of the signal generator 2 voltage is present, is via a first signal path 8 with an evaluation 9 connected. The voltage output 4, at the in Hibernation is no voltage, is about a second Signal path 10 also connected to the evaluation unit 9. At rest, the first signal path 8 thus has an active, i.e. energized, signal state S1 on, during the second signal path 10 is in a passive, i. energized, Signal state S2 is located.

In der Auswerteeinheit 9 wird der Signalzustand S1,S2 beider Signalpfade 8 und 10 zeitaufgelöst erfasst und nach Maßgabe nachfolgend näher beschriebener Regeln analysiert. Die Auswerteeinheit 9 erzeugt anhand des Analyseergebnisses ein entsprechendes Ausgabesignal S3 und übermittelt dieses über eine Ausgangsleitung 11 an eine nicht näher dargestellte Komponente einer technischen Anlage. Beispielsweise handelt es sich bei dieser Komponente um den Antrieb eines beweglichen Teils einer Werkzeugmaschine.In the evaluation unit 9, the signal state S1, S2 both Signal paths 8 and 10 recorded time-resolved and as required analyzed in more detail below. The evaluation unit 9 generates a corresponding one based on the analysis result Output signal S3 and transmits this via a Output line 11 to a component not shown a technical facility. For example, it is in this component to the drive of a moving part a machine tool.

Ein Ensemble von Signalzuständen S1 und S2 sowie einem zugehörigen Ausgabesignal S3 zu einem gegebenen Zeitpunkt wird nachfolgend als Betriebszustand der Vorrichtung 1 bezeichnet. Der bei ordnungsgemäßer Funktion der Vorrichtung 1 dem Ruhezustand des Signalgebers 2 zugeordnete Betriebszustand ist als erster Betriebszustand bezeichnet. Entsprechende Größen S1-S3 sind ungestrichen dargestellt. Der bei dem Betätigungszustand zugeordnete Betriebszustand ist demgegenüber als zweiter Betriebszustand bezeichnet und durch eingestrichene Größen S1'-S3' gekennzeichnet. Analog kennzeichnen zweigestrichene Signalzustände S1",S2" einen fehlerhaften Betriebszustand und das Ausgabesignal S3" ein im Fehlerfall bedarfsweise ausgegebenes Not-Aus-Signal.An ensemble of signal states S1 and S2 and an associated one Output signal S3 at a given time hereinafter referred to as the operating state of the device 1. The case of proper operation of the device 1 to the idle state the signal generator 2 associated operating state referred to as the first operating state. Corresponding sizes S1-S3 are shown uncoated. The at the operating state assigned operating state is in contrast as second operating state and designated by Sizes S1'-S3 'marked. Analogously, two-line mark Signal states S1 ", S2" a faulty operating state and the output signal S3 "in the event of a fault, if necessary output emergency stop signal.

Erkennt die Auswerteeinheit ein fehlerhaftes Ensemble von Signalzuständen S1",S2", so gibt sie über eine Meldeleitung 12 eine Fehlermeldung F an einen Fehleranzeiger 13 aus. Die Fehlermeldung F beinhaltet bevorzugt eine spezifische Information über die Art des erkannten Fehlers. Der Fehleranzeiger 13 macht, z.B. durch ein geeignetes Ton- oder Lichtsignal, zum einen darauf aufmerksam, dass ein Fehler aufgetreten ist. Zum anderen identifiziert er anhand der in der Fehlermeldung F enthaltenen Informationen die Fehlerart und erleichtert somit die Fehlersuche.If the evaluation unit detects a faulty ensemble of signal states S1 ", S2", so she gives about a reporting line 12th an error message F to an error indicator 13 off. The error message F preferably includes specific information about the type of detected error. The error indicator 13, e.g. by a suitable sound or light signal, First, to be aware that an error has occurred. On the other hand, he identifies on the basis of the error message F contained information the type of error and thus facilitates fault finding.

Dem in FIG 1 dargestellten Ruhezustand entspricht ein erster Betriebszustand, in welchem der Signalzustand S1 im Signalpfad 8 "aktiv", und der Signalzustand S2 im Signalpfad 10 "passiv" ist. Als zugehörig zum ersten Betriebszustand gibt die Auswerteeinheit 9 ein Null-Signal als erste Ausgabesignal S3 aus, welches beispielsweise als Stopp-Befehl für einen nicht dargestellten Maschinenantrieb herangezogen werden kann.The rest state shown in FIG 1 corresponds to a first Operating state in which the signal state S1 in the signal path 8 "active", and the signal state S2 in the signal path 10th is "passive". As belonging to the first operating state the evaluation unit 9 a zero signal as the first output signal S3 off, which for example as a stop command for a Machine drive not shown are used can.

Die Betätigung des Signalgebers 2 erfolgt gemäß FIG 2 durch Ausübung eines manuellen Drucks K auf ein Betätigungsorgan 14 des Signalgebers 2. Hierdurch wird durch Vermittlung einer nur angedeuteten Schaltmechanik 15 der Schaltkontakt 6 in seinem Betätigungszustand geschaltet. In diesem Betätigungszustand ist der Signaleingang 3 mit dem Signalausgang 4 verbunden, während die Verbindung zwischen dem Signaleingang 3 und dem Signalausgang 5 unterbrochen ist. Im zweiten Betriebszustand ist somit der Signalzustand S1' des Signalpfads 8 "passiv", während der Signalzustand S2' des Signalpfads 10 "aktiv" ist. Als zugehörig zu diesem zweiten Betriebszustand erzeugt die Auswerteeinheit 9 ein konstantes, positives Ausgabesignal S3', welches wiederum z.B. als Start-Befehl einem nicht dargestellten Maschinenantrieb zuführbar ist.The operation of the signal generator 2 takes place according to FIG 2 by Applying a manual pressure K on an actuator 14th of the signal generator 2. This is by mediating a only indicated switching mechanism 15 of the switching contact 6 in switched its operating state. In this operating state the signal input 3 is connected to the signal output 4, while the connection between the signal input 3 and the signal output 5 is interrupted. In the second operating state is thus the signal state S1 'of the signal path 8 "passive", while the signal state S2 'of the signal path 10th is "active". As belonging to this second operating state the evaluation unit 9 generates a constant, positive output signal S3 ', which in turn is e.g. as start command one not shown machine drive can be fed.

Die Auswerteeinheit 9 lässt einen Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand, also insbesondere einen Wechsel zwischen dem ersten und zweiten Ausgabesignal S3 bzw. S3' nur dann zu, wenn ein entsprechender Wechsel des Signalzustands S1,S1',S2,S2' in beiden Signalpfaden 8 und 10 innerhalb einer vorgegebenen Sollschaltzeit ts erfolgt.The evaluation unit 9 leaves a change between the first and the second operating state, ie in particular one Change between the first and second output signal S3 or S3 'only then, if a corresponding change of the signal state S1, S1 ', S2, S2' in both signal paths 8 and 10 within a predetermined setpoint switching time ts.

Ordnungsgemäße Schaltprozesse zwischen dem Ruhezustand und dem Betätigungszustand, und entsprechend dem ersten und zweiten Betriebszustand, sind in FIG 3 in einem zeitlichen Diagramm dargestellt. Hierbei ist der zeitliche Verlauf der Signalzustände S1,S1' und S2,S2' oberhalb der Zeitachse t dargestellt. Der zeitliche Verlauf des Ausgabesignals S3,S3' ist unterhalb der Zeitachse t dargestellt. Bei dem, dem Diagramm gemäß FIG 3 zu Grunde liegenden Schaltspiel wird zum Zeitpunkt t1 der Signalgeber 2 betätigt. Hierdurch geht der aktive Signalzustand S1 in den passiven Signalzustand S1' über und der passive Signalzustand S2 in den aktiven Signalzustand S2'. Der Signalgeber 2 weist ein Sprungschaltverhalten auf. D.h., dass unabhängig vom zeitlichen Verlauf des Betätigungsdrucks K der Schaltprozess bei ordnungsgemäßer Funktion des Signalgebers 2 stets innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgt. Insbesondere erfolgt zum Zeitpunkt t1 der Signalverlust im Signalpfad 8 aufgrund der mechanischen Trägheit des Signalgebers 2 zeitlich vor dem Signalaufbau im Signalpfad 10. Beide Prozesse erfolgen jedoch innerhalb der auf den Zeitpunkt t1 folgenden Soll-Schaltzeit ts. Da zum Zeitpunkt t1 der Zustandswechsel rechtzeitig in beiden Signalpfaden 8 und 10 erfolgt, schaltet die Auswerteeinheit 9 vom ersten Ausgabesignal S3 auf das zweite Ausgabesignal S3'.Proper switching processes between the idle state and the operating state, and according to the first and second Operating state, are in FIG 3 in a temporal diagram shown. Here is the time history of the signal states S1, S1 'and S2, S2' are shown above the time axis t. The time course of the output signal S3, S3 'is shown below the time axis t. In that, the diagram according to FIG 3 underlying switching game is at the time t1 of the signal generator 2 is actuated. This is the active Signal state S1 in the passive signal state S1 'via and the passive signal state S2 in the active signal state S2 '. The signal generator 2 has a snap-action behavior. That is, regardless of the timing of the operating pressure K the switching process with proper function of the Signal transmitter 2 always within a predetermined period of time he follows. In particular, at time t1 the signal loss occurs in the signal path 8 due to the mechanical inertia of Signal transmitter 2 time before the signal structure in the signal path 10. Both processes, however, take place within the Time t1 following target switching time ts. Since at the time t1 the state change in time in both signal paths. 8 and 10, the evaluation unit 9 switches from the first Output signal S3 to the second output signal S3 '.

Zum Zeitpunkt t2 wird das Betätigungsorgan 14 frei gelassen. Dabei springt der Schaltkontakt 6 innerhalb der Schaltzeit ts in den Ruhezustand zurück. Aufgrund der mechanischen Trägheit des Signalgebers 2 erfolgt der Signalverlust im Signalpfad 10 wiederum zeitlich vor dem Signalaufbau im Signalpfad 8. Da der Signalwechsel zum Zeitpunkt t2 wiederum innerhalb der Soll-Schaltzeit ts erfolgt, lässt die Auswerteeinheit 9 wiederum den Wechsel in den ersten Betriebszustand zu. Eine weitere, zum oben beschriebenen Schaltspiel analoge Betätigungsphase findet zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 statt. At time t2, the actuator 14 is left free. The switching contact 6 jumps within the switching time ts return to sleep. Due to the mechanical inertia of the signal generator 2, the signal loss occurs in the signal path 10th again in time before the signal structure in the signal path 8. Da the signal change at time t2 again within the Target switching time ts is done leaves the evaluation unit 9 again the change to the first operating state. Another, to the above-described switching game analog actuation phase takes place between the times t3 and t4.

Während in FIG 3 ein ordnungsgemäßes Schaltspiel der Vorrichtung 1 dargestellt ist, sind in FIG 4 fehlerhafte Schaltprozesse beispielhaft gezeigt. Durch ein schräges, paralleles Linienpaar 16 ist hierbei jeweils eine Unterbrechung der Zeitachse t sowie der jeweiligen Zustandskurven gekennzeichnet. Ein fehlerhafter Betriebszustand tritt beispielsweise dann auf, wenn beim Betätigen des Signalgebers 2 nicht in beiden Signalpfaden 8 und 10 innerhalb der Soll-Schaltzeit ts ein Zustandswechsel erfolgt. Ein solcher Fehler, wie er beispielsweise von einer defekten Schaltmechanik 15 oder einem oxidierten Schaltkontakt 6 erzeugt werden kann, tritt gemäß FIG 4 zum Zeitpunkt t5 auf. Hierbei erfolgt der Aufbau des Signalzustands S2' um mehr als die Soll-Schaltzeit ts verspätet gegenüber dem Zerfall des Signalzustands S1. Nach Verstreichen der Soll-Schaltzeit ts sind beide Signalzustände S1" und S2" "passiv". Die Auswerteeinheit 9 erkennt dies als irregulären Betriebszustand und löst eine entsprechende Fehlermeldung F aus. Auch wenn, wie gemäß FIG 4, der Signalzustand S2" zu einem späteren Zeitpunkt "aktiv" wird, lässt die Steuereinheit 9 einen Wechsel in den zweiten Betriebszustand nicht zu und gibt weiterhin das sichere Null-Signal aus.While in FIG 3, a proper switching operation of the device 1, FIG. 4 shows faulty switching processes shown by way of example. By a sloping, parallel Line pair 16 is here in each case an interruption of Time axis t and the respective state curves marked. A faulty operating state occurs, for example then, if when pressing the signal generator 2 is not in both signal paths 8 and 10 within the desired switching time ts a state change takes place. Such a mistake, as he, for example from a defective switching mechanism 15 or a oxidized switching contact 6 can be generated occurs in accordance 4 at time t5. Here, the structure of the Signal state S2 'by more than the desired switching time ts delayed against the decay of the signal state S1. After passing the set switching time ts are both signal states S1 "and S2" "passive". The evaluation unit 9 recognizes this as Irregular operating state and triggers a corresponding error message F off. Even if, as shown in FIG 4, the signal state S2 "becomes" active "at a later date Control unit 9 a change to the second operating state not and continues to output the safe zero signal.

Der inverse Fehlerfall, nämlich eine verspätete Rückkehr des Signalgebers 2 in den Ruhezustand, tritt gemäß FIG 4 zum Zeitpunkt t6 auf. Nach Abwarten der Soll-Schaltzeit ts nach Deaktivierung des Signalzustands S2' erzeugt die Auswerteeinheit wiederum eine Fehlermeldung F. Gleichzeitig schaltet sie ausgabeseitig auf ein Null-Signal zurück und erzeugt damit das auch als Not-Aus-Signal bezeichnete sichere Ausgabesignal S3".The inverse error case, namely a late return of the Signal generator 2 in the idle state, occurs according to FIG 4 Time t6 on. After waiting for the set switching time ts after Deactivation of the signal state S2 'generates the evaluation unit again an error message F. At the same time it switches output side back to a zero signal and generates it the safe output signal, also referred to as an emergency stop signal S3 ".

In einem zum Zeitpunkt t7 auftretenden, weiteren Fehlerfall schaltet der Signalpfad 10 in einen aktiven Signalzustand S2" auf, ohne dass zuvor ein Signalverlust im Signalpfad 8 erfolgt ist. Ein solcher Fehlerfall kann beispielsweise durch einen Kurzschluss in den Leitungen 7,8,10 oder im Signalgeber 2 verursacht sein. Der aktive Signalzustand S1",S2" beider Signalpfade 8 und 10 wird wiederum als irregulärer Betriebszustand erkannt und eine entsprechende Fehlermeldung F ausgegeben.In a further error case occurring at time t7 the signal path 10 switches to an active signal state S2 " on, without previously a signal loss in the signal path 8 takes place is. Such an error case can, for example, by a short circuit in the lines 7,8,10 or in the signal generator 2 caused his. The active signal state S1 ", S2" both Signal paths 8 and 10 again become an irregular operating state detected and issued a corresponding error message F.

Im inversen, zum Zeitpunkt t8 auftretenden Fehlerfall aktiviert sich der Signalpfad 8, ohne dass der Signalzustand S2 vorher passiv geworden wäre. Gleichzeitig mit der Erzeugung der Fehlermeldung F setzt sich hierauf die Auswerteeinheit 9 durch Erzeugung des Ausgabesignal S3" in den sicheren Not-Aus-Zustand zurück.Activated in the inverse error case occurring at time t8 the signal path 8, without the signal state S2 would have become passive before. Simultaneously with the generation the error message F is then the evaluation unit 9th by generating the output signal S3 "in the safe emergency stop state back.

Bei Verwendung eines Wechselschalters als Signalgeber 2 ist im Zuge des Schaltprozesses ein vorübergehender Signalverlust in beiden Signalpfaden 8 und 10 normal. Ein Betriebszustand, während dessen beide Signalpfade 8 und 10 aktiv sind, ist hingegen unabhängig von dessen Dauer unplausibel. Im Falle der zu den Zeitpunkten t7 und t8 auftretenden Fehler reagiert die Auswerteeinheit 9 deshalb verzögerungslos.When using a changeover switch as a signal generator 2 is in the course of the switching process a temporary signal loss in both signal paths 8 and 10 normal. An operating condition, during which both signal paths 8 and 10 are active is however, regardless of its duration implausible. In the event of the error occurring at the times t7 and t8 responds the evaluation unit 9 therefore delay.

Es sind vielfältige alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung denkbar. Insbesondere können die Ausgabesignale S3, S3' und S3" in Form von Signal-Pulsen anstelle von zeitlich konstanten Signalen erzeugt werden. Die Ausgangsleitung 11 kann mehrkanalig zur separaten Ausgabe der Ausgabesignale S3, S3' und S3" gestaltet sein. Optional können die Signalpfade 8 und 10 redundant ausgeführt sein. Anstelle eines Wechselschalters als Signalgeber 2 kann auch ein Tastschalter Verwendung finden, bei dem die Signalpfade 8 und 10 durch parallele Schaltkontakte, insbesondere ein Öffner-Schließer-Paar, beschaltet werden.There are many alternative embodiments of the invention Method and the associated device conceivable. In particular, the output signals S3, S3 'and S3 " in the form of signal pulses instead of temporally constant Signals are generated. The output line 11 can be multi-channel for the separate output of the output signals S3, S3 'and S3 "Optionally, the signal paths 8 and 10 be designed redundant. Instead of a changeover switch as a signal generator 2 can also be a push-button use in which the signal paths 8 and 10 by parallel switching contacts, in particular an opener-closer pair, connected become.

Die im Zusammenhang mit den FIG 1 bis 4 beschriebene Vorrichtung 1 ist in einer in FIG 5 in Draufsicht dargestellten Folientastatur 19 enthalten. Die Folientastatur 19 umfasst mehrere Tastenfelder 20a,20b, die für nicht-sicherheitsgerichtete Schaltprozesse vorgesehen sind. Bei diesen Tastenfeldern 20a,20b handelt es sich beispielsweise um Nummern- oder Buchstaben-Tastenfelder 20a und ein dazu gehöriges Bestätigungs-Tastenfeld 20b. Weiterhin umfasst die Folientastatur 19 zwei für sicherheitsgerichtete Schaltprozesse vorgesehene Tastenfelder 21. Diese Tastenfelder 21 dienen beispielsweise der direkten Auslösung eines Arbeitsprozesses einer technischen Maschine.The device described in connection with the Figures 1 to 4 1 is a membrane keyboard shown in plan view in FIG 19 included. The membrane keyboard 19 includes several Keypads 20a, 20b, which are for non-safety-related Switching processes are provided. With these keypads 20a, 20b are, for example, number or letter keypads 20a and an associated confirmation keypad 20b. Furthermore, the membrane keyboard 19 includes two intended for safety-related switching processes keypads 21. These keypads 21 are for example the direct triggering of a working process of a technical Machine.

Die in FIG 6 in einem als Schema zu verstehenden und insbesondere nicht maßstabsgetreuen Querschnitt VI-VI dargestellte Folientastatur 19 ist auf einen allen Tastenfeldern 20a,20b,21 gemeinsamen Bodenträger 22 aufgebaut. Zu der in montiertem Zustand für einen Benutzer sichtbaren Außenseite hin wird die Folientastatur 19 von einer die Bedienoberfläche bildende Frontfolie 23 abgedeckt. Der Bodenträger 22 und die Frontfolie 23 sind im Wesentlichen eben ausgeführt und zueinander etwa parallel angeordnet.The in FIG 6 in a to be understood as a scheme and in particular not to scale cross-section VI-VI shown Membrane keyboard 19 is on all keypads 20a, 20b, 21 common bottom support 22 constructed. To the in assembled state for a user visible outside towards the membrane keyboard 19 of a user interface forming front sheet 23 covered. The bottom support 22 and the Front foil 23 are essentially planar and mutually aligned arranged approximately parallel.

Der zwischen dem Bodenträger 22 und der Frontfolie 23 gebildete Raum ist mit einer Abstandsschicht 24 aufgefüllt, die im Bereich der Tastenfelder 20,21 mit Aussparungen 25 versehen ist. Der Bodenträger 22 ist bevorzugt durch eine herkömmliche Leiterplatte realisiert.The formed between the bottom support 22 and the front sheet 23 Space is filled with a spacer layer 24, which in the Area of the keypads 20,21 provided with recesses 25 is. The bottom support 22 is preferably a conventional one PCB realized.

Zur Realisierung der den Tastenfeldern 21 zugeordneten sicherheitsgerichteten Schaltprozessen wird die im Zusammenhang mit den FIG 1 bis 4 im Detail beschriebene Vorrichtung 1 verwendet. Der Signalgeber 2 der Vorrichtung 1 ist hierbei derart in der unter jedem Tastenfeld 21 angeordneten Aussparung 25 platziert, dass sein Betätigungsorgan 14 gegen die Innenfläche 26 der Frontfolie 23 anliegt. Die Frontfolie 23 ist im Bereich des Tastenfeldes 21 konvex gewölbt. Durch Druck auf die flexible Frontfolie 23 im Bereich des Tastenfeldes 21 wird das Betätigungsorgan 14 in der beschriebenen Art und Weise zur Betätigung des Signalgebers 2 beaufschlagt. Der Signaleingang 3 sowie die Signalausgänge 4 und 5 werden in nicht näher dargestellter Weise über entsprechende Leiterbahnen des Bodenträgers 22 kontaktiert.To realize the keypads 21 associated safety-related Switching processes is related 1 to 4 described in detail with the device 1 used. The signal generator 2 of the device 1 is in this case in the below each keypad 21 arranged recess 25 places its actuator 14 against the inner surface 26 of the front sheet 23 rests. The front foil 23 is in Field of the keypad 21 convexly curved. By pressure on the flexible front foil 23 in the region of the keypad 21st is the actuator 14 in the manner described and Way acted upon to actuate the signal generator 2. Of the Signal input 3 and the signal outputs 4 and 5 are in not shown manner via corresponding tracks the bottom carrier 22 contacted.

Die Auswerteeinheit 9 kann - wie dargestellt - als Mikrocontroller ausgeführt und ebenfalls auf dem Bodenträger 22 kontaktiert sein. Alternativ kann die Auswerteeinheit 9 in nicht näher dargestellter Weise außerhalb der Folientastatur 19 angeordnet sein, z.B. als Bestandteil einer übergeordneten Steuerung. In letzterer Ausführung wird auch eine Leitungsunterbrechung oder ein Kurzschluss zwischen der Folientastatur 19 und der Auswerteeinheit 9 erkannt.The evaluation unit 9 can - as shown - as a microcontroller executed and also contacted on the bottom support 22 be. Alternatively, the evaluation unit 9 in not arranged closer to the outside of the membrane keyboard 19 be, e.g. as part of a parent Control. In the latter embodiment is also a line break or a short circuit between the membrane keypad 19 and the evaluation unit 9 detected.

Für die mit den Tastenfeldern 20a,20b auszulösenden Schaltprozesse sind bestimmungsgemäß keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen erforderlich. Die zugehörigen Signalgeber 28a bzw. 28b sind daher vorteilhafterweise als einfache und daher preisgünstige Kurzhubtasten ausgestaltet. Der dem Tastenfeld 20a zugeordnete Signalgeber 28a ist schaltblasenartig ausgeführt. Dazu ist die Frontfolie 23 im Bereich des Tastenfelds 20a mit einer eingeprägten, bezüglich des Bodenträgers 22 konvex gewölbten Kuppe versehen und trägt an ihrer Innenfläche 26 eine elektrisch leitende Kontaktfläche 29, die einem korrespondierenden Paar von Festkontakten 30 mit Abstand gegenübersteht. Durch Druck auf die Frontfolie 23 im Bereich des Tastenfeldes 20a wird diese aus ihrer konvexen Ruhelage in eine plane oder bezüglich des Bodenträgers 22 konkave Betätigungslage verformt. Dadurch wird die Kontaktfläche 29 gegen die Festkontakte 30 gedrückt, und löst durch deren Überbrückung den Schaltprozess aus. Bei Aufhebung des Betätigungsdrucks geht die Frontfolie 23 in ihre konvexe Ruhelage zurück, wodurch der Schaltkontakt wieder geöffnet wird.For the switching processes to be triggered with the keypads 20a, 20b are not special safety precautions as intended required. The associated signal generator 28a or 28b are therefore advantageously as simple and therefore inexpensive Kurzhubtasten designed. The keypad 20a associated signal generator 28a is like a bubble executed. For this purpose, the front foil 23 is in the area of the keypad 20a with an embossed, with respect to the bottom support 22 convex domed cap and carries on its inner surface 26 an electrically conductive contact surface 29, the one corresponding pair of fixed contacts 30 at a distance faces. By pressure on the front foil 23 in the area of the keypad 20a this is from its convex rest position in a plane or concave with respect to the bottom support 22 Operating position deformed. As a result, the contact surface 29 pressed against the fixed contacts 30, and released by the Bridging the switching process off. When canceling the operating pressure goes the front sheet 23 in its convex rest position back, whereby the switching contact is opened again.

Für häufig benutzte Tastenfelder ohne sicherheitsrelevante Funktion, wie z.B. das Bestätigungs-Tastenfeld 20b, wird bevorzugt ein mit einem scheibenartigen Schnappelement 31 versehener Signalgeber 28b verwendet. Das Schnappelement 31 ist dabei mit Abstand zum Bodenträger 22 etwa parallel zu diesem angeordnet und liegt bevorzugt direkt an der Innenfläche 26 der Frontfolie 23 an. Das Schnappelement 31 ist in seiner Ruhelage bezüglich des Bodenträgers 22 konvex gewölbt, so dass die Frontfolie 23 im Bereich des Tastenfeldes 20b erhaben aus der Ebene der Folientastatur 19 herausgewölbt ist. Das Schnappelement 31 trägt eine dem Bodenträger 22 zugewandte Kontaktfläche 29, welche in Ruhelage wiederum einem am Bodenträger 22 angeordneten einem Paar von Festkontakten 30 mit Abstand gegenübersteht. Unter Druck auf die Tastenfläche 31b ändert das Schnappelement 31 sprunghaft seine Form von der konvexen Ruhelage in eine bezüglich des Bodenträgers 22 plane oder konkave Betätigungslage. Dabei wird wiederum die Kontaktfläche 29 gegen die Festkontakte 30 gedrückt und der dem Tastenfeld 20b zugehörige Schaltkontakt geschlossen. Bei nachlassendem Betätigungsdruck springt das Schnappelement 31 in die Ausgangslage zurück, worauf der elektrische Kontakt unterbrochen wird.For frequently used keypads without security-related Function, such as Confirmation keypad 20b is preferred a provided with a disc-like snap element 31 Signal generator 28b used. The snap element 31 is while at a distance from the bottom support 22 approximately parallel to this arranged and preferably lies directly on the inner surface 26th the front sheet 23 at. The snap element 31 is in its rest position with respect to the bottom support 22 convexly curved, so that the front sheet 23 in the area of the keypad 20b raised the level of the membrane keyboard 19 is arched out. The Snap element 31 carries a bottom support 22 facing Contact surface 29, which in rest position again one on the bottom support 22 arranged a pair of fixed contacts 30 with Distance is opposite. Under pressure on the button surface 31b the snap element 31 changes abruptly its shape from the convex rest position in respect to the bottom support 22 plan or concave operating position. Here again, the contact surface 29 pressed against the fixed contacts 30 and the the Keypad 20b associated switching contact closed. at decreasing operating pressure jumps the snap element 31st in the starting position, whereupon the electrical contact is interrupted.

Bei der in FIG 6 dargestellten Folientastatur 19 sind der Bodenträger 22 und die Frontfolie 23 im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, so dass die Folientastatur eine im Wesentlichen plane Bedienoberfläche aufweist. Eine solche wird vor allem aus optischen Gründen bevorzugt. Insbesondere wenn die Einbauhöhe des Signalgebers 2 und die erforderliche Aufbauhöhe der Signalgeber 28a,28b, die jeweils den minimalen Abstand zwischen dem Bodenträger 22 und der Frontfolie 23 definieren, deutlich differiert, wird eine alternative Ausführung der Folientastatur 19 gemäß FIG 7 bevorzugt. Bei dieser Ausführung ist die Stärke der Abstandsschicht 24 im Bereich der Tastenfelder 21 größer als im Bereich der Tastenfelder 20. In einem Übergangsbereich 32 nimmt die Stärke der Abstandsschicht 24 dabei zwischen den Tastenfeldern 20 und den Tastenfeldern 21 kontinuierlich zu. Zumal die Folientastatur 19 in dieser Ausführung weiterhin auf einem gemeinsamen, ebenen Bodenträger 22 aufgebaut ist, sind die Tastenfelder 21 dadurch gegenüber den Tastenfeldern 20 an der Bedienoberfläche hervorgehoben. Die derart erhabene Ausführung der sicherheitsrelevanten Tastenfelder 21 unterstützt auf vorteilhafte Weise die taktile Orientierung eines Benutzers auf der Bedienoberfläche der Folientastatur 19, und reduziert somit die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbedienung. Durch den kontinuierlichen Übergangsbereich 32 sind insbesondere scharfe Kanten an der Bedienoberfläche vermieden, entlang derer die Frontfolie einer erhöhten Materialbelastung durch Knickung ausgesetzt wäre.In the membrane keyboard 19 shown in FIG 6, the bottom support 22 and the front sheet 23 are substantially parallel aligned with each other, so that the membrane keyboard a in Has substantially flat user interface. Such is preferred primarily for optical reasons. Especially if the installation height of the signal generator 2 and the required Construction height of the signal generator 28a, 28b, each of the minimum Define the distance between the bottom support 22 and the front foil 23, differs significantly, becomes an alternative embodiment the membrane keyboard 19 according to FIG 7 preferred. At this Embodiment is the thickness of the spacer layer 24 in the area the keypads 21 greater than in the field of keypads 20. In a transition region 32, the thickness of the spacer layer increases 24 doing between the keypads 20 and the Keypads 21 continuously closed. Especially the membrane keyboard 19 in this embodiment continue on a common, planar bottom support 22 is constructed, the keypads are 21st thereby against the keypads 20 on the user interface highlighted. The so sublime execution of safety relevant Keypads 21 supported on advantageous Show the tactile orientation of a user on the user interface the membrane keyboard 19, and thus reduces the Probability of incorrect operation. By the continuous Transition region 32 are in particular sharp edges avoided on the user interface, along which the front foil exposed to increased material stress due to buckling would.

Die mit der in den FIG 5 bis 7 beschriebenen Folientastatur 19 verknüpften Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Folientastatur 19 durch Verwendung der vergleichsweise einfach aufgebauten Signalgeber 28a,28b preisgünstig herstellbar ist. Da für alle sicherheitsrelevanten Schaltprozesse die in den FIG 1 bis 4 beschriebene Vorrichtung 1 verwendet wird, kann die Folientastatur 19 auch für solche Zwecke verwendet werden, für welche der Einsatz herkömmlicher Folientastaturen aufgrund hoher Sicherheitsanforderungen bisher nicht oder nur bedingt möglich war. Dies ist insbesondere von Vorteil, weil die Folientastatur 19 im Vergleich zu herkömmlichen sicherheitsgerichteten Befehlsgebern äußerst flach und kompakt aufgebaut ist. Ein großer Vorteil besteht auch darin, dass alle Tastenfelder 20a,20b,21 über den als Leiterplatte ausgeführten Bodenträger 22 kontaktiert sind und somit eine schwer automatisierbare Verdrahtung der Signalgeber entfällt. Von großem Vorteil ist weiterhin, dass alle Tastenfelder 20a,20b,21 von einer gemeinsamen Frontfolie 23 bedeckt sind. Die Folientastatur 19 wird als einstückig zusammenhängendes, bevorzugt sogar hermetisch gekapseltes Teil hergestellt. Damit wird neben einer einfachen Montage und der Möglichkeit einer einheitlichen Designgebung vor allem eine hohe Schmutzunempfindlichkeit der Folientastatur 19 erreicht, was sich wiederum positiv auf deren Betriebssicherheit auswirkt.The membrane keyboard described in FIGS. 5 to 7 19 associated advantages are in particular that the Membrane keyboard 19 by using the comparatively simple constructed signal generator 28a, 28b inexpensively manufactured is. Because for all safety-relevant switching processes the in 1 to 4 described device 1 is used, The membrane keyboard 19 can also be used for such purposes for which the use of conventional membrane keyboards due to high security requirements so far not or only was conditionally possible. This is particularly advantageous because the membrane keyboard 19 compared to conventional safety-oriented Commands extremely flat and compact is. Another big advantage is that everyone Keypads 20a, 20b, 21 on the executed as a printed circuit board Shelf supports 22 are contacted and thus a heavy Automated wiring of the signalers is eliminated. From Great advantage is that all keypads 20a, 20b, 21 are covered by a common front foil 23. The membrane keyboard 19 is described as integrally connected, preferably even hermetically encapsulated part made. This will in addition to a simple installation and the possibility a uniform design especially a high dirt resistance the membrane keyboard 19 reaches what is in turn has a positive effect on their operational safety.

Claims (10)

  1. Keyboard (19) for initiating control operations, said keyboard having at least one first key field (21) assigned a first signal generator (2) that can be switched between an idle condition and an actuated condition and which is connected on the output side via a first signal path (8) and a second signal path (10) to an evaluation unit (9), with said evaluation unit (9) being embodied in such a way that
    (a) in a first operating condition it will generate a first output signal (S3) if the first signal path (8) and the second signal path (10) have a signal status (S1, S2) corresponding to the idle condition,
    (b) in a second operating condition it will generate a second output signal (S3') if the first signal path (8) and the second signal path (10) have a signal status (S1', S2') corresponding to the actuated condition,
    (c) it will only execute a change between the first and the second operating condition if a change in the signal status (S1, S1'; S2, S2') takes place in both signal paths (8, 10) within a pre-defined reference switching time (ts) and
    (d) will otherwise feed out an error message (F),
    and having at least one second key field (20a, 20b) assigned a second signal generator (28a, 28b) embodied as being of switch-dome type or as having a snap-action characteristic conveyed by means of a snap element (31).
  2. Keyboard (19) according to claim 1, characterised in that the reference switching time (ts) is approximately 20 ms.
  3. Keyboard (19) according to claim 1 or 2,
    characterised in that the first signal generator (2) has a snap-action characteristic.
  4. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 3,
    characterised in that the first signal path (8) and the second signal path (10) have a mutually inverse signal status (S1, S2; S1', S2') both in the first and in the second operating condition.
  5. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 4,
    characterised in that the first signal generator (2) switches between the first signal path (8) and the second signal path (10) in the manner of a changeover switch.
  6. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 5,
    characterised in that the first signal generator (2) is embodied as a short-stroke momentary-contact switch.
  7. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 6,
    characterised in that the error message (F) contains an indication of the nature of the fault.
  8. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 7,
    characterised in that an emergency stop signal (S3') is generated simultaneously with the error message (F) as an output signal.
  9. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 8,
    characterised by a front membrane (23) covering all the key fields (20a, 20b, 21) in common.
  10. Keyboard (19) according to one of the claims 1 to 9, characterised by a common printed-circuit board (22) on which both the signal generator (2) assigned to the or to each first key field (21) and the signal generator (28a, 28b) assigned to the or to each second key field (20a, 20b) are contacted.
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