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Kontaktlose Matrize für Lochkartensteuereinrichtungen Bei der Programmsteuerung,
insbesondere von Werkzeugmaschinen, ist es bekannt, zur Programmvorgabe Lochkarten
zu verwenden und durch die ausgestanzten Löcher hindurch die Kontaktverbindungen
herzustellen. Dies geschieht mit Hilfe von Steckern, wie beispielsweise beim sogenannten
Kreuzschienenverteiler.
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Die Herstellung der mechanischen Steckverbindungen ist umständlich
und zeitraubend, und die Kontakte sind mit den bekannten Nachteilen, wie Verschmutzung,
Abnutzung usw., behaftet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu vermeiden und eine kontaktlos arbeitende Matrize für Lochkartensteuereinrichtungen
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lochkarte
als Blende zwischen einer Anzahl von entsprechend dem Lochkartenraster angeordneten
lichtempfindlichen Widerständen und einer streifenförmig entsprechend den Lochkartenspalten
erregbaren Lumineszenzschicht dient.
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Die Lumineszenzschicht kann aus jedem hierfür geeigneten bekannten
Material bestehen. Die Erregung erfolgt bekanntlich durch Kondensatorbelegungen,
die die Lumineszenzschicht als Dielektrikum einschließen und an eine Wechsel- oder
Impulsspannung gelegt werden. Die Ein- und Ausschaltung der Erregerspannungen für
die Lumineszenzschicht erfolgt erfindungsgemäß durch die Programmsteuerkommandos.
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Als lichtempfindliche Widerstände können vor allem Halbleiter dienen,
insbesondere in Form von Schichtflächen, die auf eine Isolierplatte aufgedampft
oder anderweitig aufgebracht sind. Die jeder Lochreihe zugeordneten Widerstände
können jeweils parallel in eine Steuerleitung eingeschaltet sein.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung schematisch dargestellt
ist.
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Fig.1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Matrize nach der Erfindung.
Sie besteht aus einer Isolierplatte 1, auf der lichtempfindliche Widerstände 2 als
Schichtflächen in den Abmessungen der Löcher 3 der Lochkarte 4 aufgebracht sind.
Die Enden der Widerstände sind mit Leiterbahnen 5, 6 verbunden, die beispielsweise
aus Silber bestehen können, das auf die Isolierplatte aufgedampft ist. Die äußere
Verdrahtung erfolgt über Kontaktösen 7, B. Die Steuerleitung 5 jeder Widerstandsreihe
ist im Ausführungsbeispiel an eine Spannungsquelle mit der Spannung U angeschlossen,
während die Steuerleitungen 6 zu den Steuerausgängen führen, die mit A bis G bezeichnet
sind. Die Widerstände sind in unbelichtetem Zustand hochohmig und werden bei Belichtung
stromdurchlässig. Über der Lochkarte 4 ist eine weitere Isolierplatte 9 angeordnet,
die die Lumineszenzschicht 10 trägt. Die Erregung erfolgt durch streifenförmige
Kondensatoren mit den Belegungen 11 und 12. Jeder Lochkartenspalte, die mit a bis
h bezeichnet sind, ist ein eigener streifenförmiger Kondensator zugeordnet, der
bei f gestrichelt angedeutet ist, Die Stromkreise für die Kondensatoren werden mit
Hilfe von Kommandogebern geschlossen, die in Fig. 1 nur als einfache Kontakte dargestellt
und nicht bezeichnet sind. Die Erregerspannung wird an Klemmen 13, 14 angeschlossen.
Es kann sich .um eine aus dem Netz gewonnene Wechselspannung oder um eine periodisch
veränderliche Spannung beliebiger Kurvenform handeln, die beispielsweise durch einen
mit Transistoren bestückten Oszillator erzeugt werden kann.
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Zur Herstellung des oberen Teiles der Matrize können auf die Isolierplatte
9 zunächst parallele Leiterbahnen entsprechend den Belegungen 11 aufgedampft werden.
Die Leiterbahnen können aus Silber oder einem anderen leitfähigen, Material bestehen.
Sodann kann die Lumineszenzschirht aufgebracht werden, die schließlich mit parallelen.._
Leiterbahnen 12 aus lichtdurchlässigem leitendem aterial versehen wird. Derartiges
Leitermaterial auf der Grundlage von halbleitenden Stoffen ist bekannt.
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Bei der so aufgebauten. Matrize ist am Ort jeder Lochkartenspalte
ein streifenförmiger Kondensator vorhanden, der durch die ausgestanzten Löcher der
Karte hindurch die lichtempfindlichen Widerstände steuert, sobald er durch eine
geeignete Spannung erregt wird. Als Material für die Isolierplatte 9 ist insbesondere
Glas od. dgl. vorteilhaft, da es eine glatte ebene Oberfläche besitzt .und zugleich
eine dauernde Kontrolle der Funktion der Matrize gestattet.
Die
beiden Isolierplatten 1 und 9 werden, wie aus Fig. 1 ersichtlich, derart aufeinandergelegt,
daß ihre wirksamen Flächen die Lochkarte einschließen. Es ist zweckmäßig, die wirksamen
Flächen mit einer dünnen, lichtdurchlässigen Abdeckung zum Schutz gegen mechanische
Beschädigungen zu versehen, die sonst gegebenenfalls beim Auswechseln von Lochkarten
zu befürchten wäre. Die Abdeckung kann beispielsweise eine Folie aus lichtdurchlässigem
Kunststoff sein, .die so dünn ist, daß die richtige Steuerung nicht durch Streulicht
beeinträchtigt wird. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Folie mit Ausnahme
der dem Lochkartenraster entsprechenden Stellen zu schwärzen.
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Die in Fig. 1 angedeuteten Kommandogeber können auf verschiedene Weise
verwirklicht werden. Beispielsweise kann es sich um gesteuerte elektronische Schalter
handeln. Ferner ist es möglich, in die einzelnen Stromkreise der KondensatorbelegungenTransduktoren
zu schalten, die durch die Steuerkommandos vormagnetisiert werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die äußere Beschaltung
für einen Programmwähler angedeutet. Entsprechend dem vorgegebenen Steuerprogramm
treten die einzelnen Lochkartenspalten a bis 1a entweder aufeinanderfolgend oder
in bestimmten Kombinationen derart in Tätigkeit, daß die Steuerausgänge l4 bis G
in gewünschter Weise an Spannung gelegt werden. Dies geschieht dadurch, daß die
belichteten, von der Lochkarte nicht abgedeckten Widerstände der einzelnen Spalten
niederohmig werden und einen Stromfluß von der Speisespannungsquelle gestatten.
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Die Matrize nach der Erfindung kann jedoch auch die Funktion von Und-
bzw. Oder-Gattern erfüllen. Zur Darstellung eines Und-Gatters wird z. B. in jeder
Lochreihe der Karte eine Lochkombination derart ausgestanzt, daß die nicht abgedeckten
Widerstände der Reihe nur dann hochohmig bleiben, wenn sämtliche zugeordneten Lumineszenzstreifen
nicht erregt sind. Die entsprechende Schaltung zeigt schematisch Fig. 2. Die Widerstände
2 sind hierbei wieder durch Leiterbahnen miteinander verbunden, von denen die oberen
parallel an ein bestimmtes Potential, beispielsweise 0 V, gelegt sind, während die
anderen über Widerstände 15 an ein anderes Potential, beispielsweise -24 V, angeschlossen
sind. Das Potential 0 V herrscht auch an den parallel geschalteten rechten Klemmen
von Betätigungsorganen, die durch Relais 16, 17 angedeutet sind. Es kann
sich hierbei um Motoren, Magnetventile u. dgl., gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
von Verstärkern, handeln. Dem Beispiel nach Fig. 2 liegt die Annahme zugrunde, daß
die beiden oberen Widerstandsreihen zur Steuerung des Betätigungsorgans 16 dienen
sollen, während die dritte Widerstandsreihe dem Betätigungsorgan 17 zugeordnet ist.
Die beiden oberen Widerstandsreihen können durch ein Und-Gatter abgeschlossen werden,
das aus den Dioden 18 und 19 besteht.
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Ist nun in der Lochkarte in der obersten Reihe eine bestimmte Lochkombination
ausgestanzt, so bleiben zunächst die abgedeckten Widerstände der Reihe hochohmig.
So lange einer der nicht abgedeckten Widerstände belichtet wird, ist ein Stromkreis
vom Potential -24 V über einen Widerstand 15 und den belichteten Widerstand 2 zum
Potential 0 V geschlossen, so daß die rechte Klemme des Widerstandes 15 ungefähr
das Potential 0 V besitzt. Da somit am Betätigungsorgan 16 keine Spannung besteht,
bleibt es unerregt. Nur wenn sämtliche Lumineszenzstreifen der Kombination nicht
erregt sind, bleiben alle nicht abgedeckten Widerstände 2 der Reihe hochohmig, so
daß über das Betätigungsorgan 16, die Diode 18 und den Widerstand 15 Strom zum Potential
-24V fließt. Analoge Verhältnisse liegen bei den übrigen Reihen vor. Die Anordnung
arbeitet demnach wie ein Und-Gatter, bei dem sämtliche Eingänge besetzt sein müssen,
um ein Ausgangssignal zu erhalten. Unter Besetzen der Eingänge ist im vorliegenden
Fall der Abschaltung derjenigen Lumineszenzstreifen zu verstehen, die den nicht
abgedeckten Widerständen einer Reihe zugeordnet sind.
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Umgekehrt kann eine ähnliche Anordnung als Oder-Gatter dienen, bei
dem ein Ausgangssignal dann entsteht, wenn einer der Eingänge besetzt ist. Das Oder-Gatter
kann im wesentlichen die gleiche Schaltung wie der in Fig. 1 dargestellte Programmwähler
besitzen, wobei in jeder Lochreihe der Karte eine Lochkombination derart ausgestanzt
ist, daß bei jeder streifenförmigen Erregung der Lumineszenzschicht innerhalb der
Kombination der zugeordnete, nicht abgedeckte Widerstand der Reihe niederohmig gemacht
wird.
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Der praktische Aufbau der Matrize nach der Erfindung ist nicht auf
das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in verschiedenartig abgewandelter
Form den jeweils vorliegenden Gegebenheiten angepaßt werden. Wesentlich ist dabei
nur, daß die in einer Steuerkarte ausgestanzten Löcher die Belichtung von steuernden
lichtempfindlichen Widerständen durch eine streifenförmig erregbare Lumineszenzanordnung
gestatten.
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Ein hauptsächliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Steuerung
von Werkzeugmaschinen nach einem vorgegebenen Programm bzw. die Steuerung des automatischen
Ablaufs von Prozessen beliebiger Art. Außerdem kann die Matrize die bekannten Und-und
Oder-Gatter in beliebigen Anwendungen ersetzen, mit besonderem Vorteil dort, wo
laufend Änderungen im Aufbau der Gatter erforderlich sind. Dies kann beim Erfindungsgegenstand
einfach durch Auswechseln der Lochkarte geschehen.