Schwerpunkte

Schalter, Taster und Tastaturen

Bewährte Mechanik - kombiniert mit Touchfeldern

05. Juni 2018, 14:43 Uhr   |  Von Alfred Goldbacher

Bewährte Mechanik - kombiniert mit Touchfeldern
© Nadezda Murmakova | Shutterstock.com

Systemsteuerungen und mobile Geräte für industrielle Anwendungen werden auch heute zum Großteil mit »klassischen« Bedienelementen wie Schalter, Taster oder Tastatur ausgestattet. Was die Hersteller sich an Neuerungen ausgedacht haben, fasst der Bericht zusammen.

Das Spektrum an Mensch-Maschine-Schnittstellen wird vor allem im Bereich der Industrieelektronik noch sehr stark von »klassischen« Bedienelementen wie Schalter, Taster und Tastaturen geprägt. Mit ein Grund dafür ist die Tatsache, dass die mechanisch bewegten Schalt- und Tastelemente technisch so robust sind, dass sie zum Teil sogar eine Million Schaltvorgänge schadlos ausführen. Dies reicht bei vielen Applikationen pro­blemlos für 15 bis 20 Betriebsjahre.

Außerdem können viele dieser Be­dienelemente im Schadensfall auch einzeln ausgetauscht werden, während Alternativen mit Display und Touchscreen im Fehlerfall zumeist komplett ausgetauscht werden müssen. Die Möglichkeit, »klassische« Bedienelemente zu kapseln, um entsprechend hohe Schutzklassen wie IP67 einhalten zu können, ist technisch gesehen mit vernünftigem Zusatzaufwand umsetzbar. Kniffliger wird es erst, wenn höhere Ströme geschaltet werden müssen.

Flach bauende und zudem langlebige Taster

Den Anfang dieser Zusammenstellung macht die Firma Omron, die u.a. als Anbieter von elektromechanischen Produkten in Europa eine feste Größe ist. Neu ins Programm aufgenommen hat die Firma den hauchdünnen und besonders langlebigen mechanischen Taster B3SE (Bild 1 der Bildergalerie). Seine Besonderheiten sind die fast schon »hauchdünne« Bauhöhe von 2 mm und die für Industrie-Applikationen wichtige Produkt­lebensdauer, die im Datenblatt mit mindestens einer Million Schaltspielen ausgewiesen ist.

Die haptischen Eigenschaften des B3SE wirken sich dank starker taktiler Rückmeldefunktion positiv auf die wahrgenommene Qualität des Bedienelements aus. Darüber hinaus eignet sich der SMD-Taster mit einer Grundfläche von 6 × 6 mm² für Bedienfelder, die hochdicht bestückt werden müssen. Seine Silberkontakte sind nach IP67 (IEC60529) abgedichtet und schützen somit vor Schaltkontaktverunreinigungen in staubigen Umgebungen sowie vor Eindringen von Flussmitteln und Flüssigkeiten während des Herstellungsprozesses. Der B3SE hält Betriebstemperaturen von –25 bis +70 °C ohne Reif- und Tröpfchenbildung stand.

Mittelhub-TACT-Schalter für Automobilanwendungen

Die Firma Alps Electric hat ihren Hauptsitz in Tokio und setzt sich als weltweit agierendes Unternehmen aus sage und schreibe 84 Tochterunternehmen zusammen. Diese Divisions produzieren für ihre Klientel eine Vielzahl an unterschiedlichen Schaltelementen, aber auch Sensoren und Induktivitäten. Eine Neuerung, die seit Jahresende 2017 im Programm geführt wird, ist die SKTQ-Serie (Bild 2 der Bildergalerie).

Diese kompakten Mittelhub-TACT-Schalter eignen sich für Automobilanwendungen – zum Beispiel Lenkradschalter. Alternativ kommen sie als Bedienelemente in Mittelkonsolen, Kfz-Audio-, Navigations- und anderen Systemen zum Einsatz. Die oberflächenmontierbaren Bauelemente zeichnen sich durch kompakte Abmessungen (5,4 × 5,3 × 4,25 mm³), einen Schaltweg von 0,71 mm und eine lange Lebensdauer von 200.000 Schaltzyklen aus. Die erforderlichen Betätigungskräfte liegen bei 5 N.

Zudem gewährleisten sie einen leisen Schaltbetrieb und ein sicheres Schaltgefühl, das für Automobilanwendungen wichtig ist. Dadurch vermeiden sie eine
unbeabsichtigte Bedienung während der Fahrt und ermöglichen ein angenehmes, deutliches Schalten, das sich bei Bedarf mit der Steuerung von Touch-Panels kombinieren lässt. Ebenso wichtig ist eine hohe Betätigungskraft. Neben der Version mit 5 N Betä­tigungskraft erwägt Alps auch 3,5-N-, 4-N- und 4,5-N-Varianten in das Programm aufzunehmen, die Fahrzeug­nutzern ein noch angenehmeres Schalt­gefühl bieten.

Leicht zu reinigende Folientastelemente

Mit dem Firmennamen Georg Schlegel werden viele Insider etwas anfangen können, welche in ihren Anlagen Not-Aus-Schalter oder modulare Bedienkonzepte dieses Hersteller installiert bzw. umgesetzt haben. Das Unternehmen hatte 1947 bereits erste Reihenklemmen entwickelt, und 1952 kamen Befehlsgeräte als Produkterweiterungen hinzu.

Die jüngste Produktneuheit im Firmen­programm sind Fo­-lien­tasten mit Kunststoff-Frontring, die der Schutzart IP69k entsprechen (Bild 3 der Bildergalerie). Mit diesen Bedienelementen erweitert der Hersteller seine bestehende Baureihe Rontron-R-Juwel. Hinsichtlich der Einbauöffnung genügt ein Bohrloch in der Frontplatte mit 22,3 mm Durchmesser. Wichtig ist ferner, dass sich das Bedien­element im täglichen Betrieb leicht reinigen lässt; in diesem Zusammenhang ist die Hygienezulassung nach GS-NV6 bereits in Arbeit.

Erwähnenswert ist zudem, dass sich die Folientaste mit diversen Kontaktgebern kombinieren lässt, das Bedienfeld hinterleuchtet und beschriftet werden kann, sowie das Bedienelement mit einem fühlbaren, definierten Druckpunkt ausgestattet ist. Natürlich kann die Folie auch in unterschiedlichen Farben geliefert werden.

E-Box – jetzt auch mit M12-Anschluss

Hinter dem Firmennamen RAFI steckt ein Akronym: 1908 wurde der Elektrotechniker Raimund Finsterhölzl Inhaber der Firma und ließ sich 1912 das Warenzeichen Rafi als Zusammensetzung aus seinen Initialen beim kaiserlichen Patentamt eintragen. Heutzutage produziert das Unternehmen eine Vielzahl an Eingabemodulen und Bediensystemen; so wurde jüngst die E-Box (Bild 4 der Bildergalerie) – eine besonders schlanke Gehäuse-Einheit zur Aufnahme von ein oder zwei Rafix-FS-22+-Befehlsgeräten – aufgewertet. Als Novum wird sie nun auch in fertig bestückten Varianten mit M12-Anschluss angeboten.

Anwender erhalten eine einsatzfertige Befehlseinheit zur dezentralen Bereitstellung von Not-Halt- oder einfachen Ein-Aus-Funktionen ohne Verdrahtungsaufwand. Mit ihren kompakten Abmessungen von 109 × 40 × 27 mm³ eignet sich die E-Box zur Montage auf 40-mm-Profilschienen von Fertigungseinrichtungen oder Schutzzäunen. Benötigt wird dabei der zugehörige Montageclip, der per Ein-Loch-Schraubbefestigung in der Profilschienennut fixiert wird. Anschließend muss die E-Box nur noch aufgerastet werden.

Frei programmierbare Tastaturmodule

Die Firma Graf-Syteco wurde 1982 von Martin Graf gegründet und entwickelte von Anfang an neuartige elektronische Zähler. Später kamen Textanzeigen mit Bus-Anbindung hinzu. Das Spektrum wurde kontinuierlich ausgebaut und enthält als Novum unter anderem Tastaturmodule der K2-Serie (Bild 5 der Bildergalerie), die in der neuesten Version frei programmiert werden und damit auch einfache Steuerungsaufgaben übernehmen. Die Tastaturen, die über eine integrierte CAN-Schnittstelle in die Automatisierungsumgebung eingebunden werden, arbeiten nicht rein passiv, sondern können abhängig vom Zustand der Maschine beim Drücken einer Taste verschiedene Aktionen auslösen.

Die Tastaturen haben eine e1-Zulassung und erfüllen die hohe Schutzart IP65. Sie sind daher besonders geeignet für mobile Arbeitsmaschinen etwa im Agrar-, Bau- und Kommunalbereich. Zusammen mit den Bedien- und Steuergeräten des Automatisierungsspezialisten lassen sie sich optimal kombinieren, um maßgeschneiderte Bedienlösungen für mobile Arbeitsmaschinen zu realisieren.

Die Module bestehen – je nach Typ – aus vier oder fünf Kurzhubtasten sowie einem oder zwei digitalen Potenziometern. Der vorhandene Platz wird optimal ausgenutzt, denn die Module können sowohl senkrecht als auch waagerecht eingebaut werden. Die integrierte Tastaturbeleuchtung, deren Helligkeit gedimmt werden kann, macht die Tastaturen auch bei Dunkelheit einfach ablesbar. Mit einem Einzugsstreifen lassen sich alle Tasten individuell beschriften.

Durch die freie Programmierbarkeit lassen sich viele Funktionen sehr einfach realisieren, ohne dass eine übergeordnete Steuerung benötigt würde. So ist es beispielsweise möglich, eine Funk­tion beim Druck auf eine Taste nur dann auszuführen, wenn die Maschine höchstens mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit fährt. Die Programmierung kann entweder in C oder mit der neuen Software GSVisu erfolgen.

Schalter, Taster und Tastaturen - Bewährtes bleibt Stand der Technik

Die mechanischen Taster B3SE begnügen sich mit einer Bauhöhe von 2 mm und eignen sich dennoch für Industrie-Applikationen.
Die SKTQ-Serie enthält kompakte Mittelhub-TACT-Schalter, die sich für Automobilanwendungen eignen.
Als Novum gibt es Folientasten mit Kunststoff-Frontring, die der Schutzart IP69k entsprechen.

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2. Schutzbügel vermeidet unbeabsichtiges Auslösen

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