CH664454A5 - Tastenschalter. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastenschalter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt sind Tastenschalter, die ein Gehäuse, eine Taste, ein Schaltelement und ein Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung enthalten, bei welchen man bei manueller Eingabe von Eingabe von Informationen durch Einwirkung auf die Taste den beweglichen Schalterteil verstellt und damit auf das Schaltelement einwirkt, das den äusseren Stromkreis schaltet. Je nach Zweckbestimmung des Tastenschalters benutzt man bei diesen als Schaltelement verschiedene Kontakte und kontaktlose Einrichtungen; hermetisch abgeschlossene Kontakte, induktive, kapazitive, fotoelektrische, magnetoempfindliche und andere Geber. Als Tastenrückkehrelement verwendet man in der Regel eine Druckfeder, die im Betrieb eine zweiseitige elastische Verformung erfährt und dadurch die Lebensdauer des Tastenschalters herabsetzt, während die mechanische Charakteristik eines solchen Schalters (Verteilung der statischen Belastung über den Tastenweg), welche durch die Zusammendrückung der Feder bedingt und durch die ansteigende Änderung des Verstellungswiderstandes gekennzeichnet ist, zur Verstellung des Schalters bis in die Grenzstellung nicht beiträgt, die Vibrationsfestigkeit des Schalters vermindert und dem Bedienungsmann es nicht erlaubt, die Ansprechzone des Schaltelementes wahrzunehmen, d.h. die nötige Informationseingabesicherheit nicht gewährt.

Bekannt ist ein Tastenschalter (siehe z.B. den Urheberschein der UdSSR Nr. 409 302, K1.H01H13 3/28, vom 30.11.73), der ein Gehäuse, eine starr mit einem oder mehreren im Gehäuse untergebrachten Dauermagneten verbundene Taste, ein in dem Gehäuse befestigtes magnetoempfindliches Schaltelement, auf welches der Dauermagnet bei der Verstellung der Taste einwirkt, eine Raste zum Festhalten der Taste in ihrer Ausgangsstellung, die in Form einer in dem Gehäuse zwischen der Taste und dem Magnet befestigten Platte aus magnetisch weichem Material ausgeführt ist, und ein Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung, das in Form einer Druckfeder ausgeführt ist, enthält.

In Vergleich zu dem oben beschriebenen Schalter ist bei diesem Schalter die Vibrationsfestigkeit erhöht und die Zuverlässigkeit durch Einführung einer Raste verbessert. Aber die Verwendung einer Rückholfeder senkt die Betriebsdauer des Schalters herab, kompliziert den Aufbau und gewährleistet keine ergonomisch optimale mechanische Charakteristik, die zu einer fehlerfreien Eingabe der Information beitragen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter mit einem solchen Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung zu schaffen, das dem Schalter gestattet, eine hohe Informationseingabesicherheit zu gewährleisten, seinen Aufbau zu vereinfachen und die Lebensdauer wesentlich zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der vorgeschlagene Tastenschalter die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Zweckmässig sind die Platten des Rastelementes mit dem Rückstellelement einstückig ausgebildet.

Bei Ausführung des Rückstellelementes in Form von drei Platten ist es zweckmässig, zwei Dauermagnete vorzusehen, die einander mit den ungleichnamigen Polen zugewandt sind, zwischen welchen ein Spalt vorhanden ist, wobei die eine Platte des Rückstellelementes in diesem Spalt liegt, während die beiden anderen Platten benachbart zu den anderen Polen der Dauermagnete liegen.

Der Tastenschalter gewährleistet hohe Informationseingabsicherheit dank seiner mechanischen Charakteristik, die durch eine verminderte, in Vorlaufrichtung des Tasters angelegte Betätigungskraft gekennzeichnet ist, was die Wahrscheinlichkeit eines unvollständigen Eindrückens des Tasters bis zur Grenzstellung vermindert und dem Bedienungsmann es erlaubt, die Ansprechzone des Schalters wahrzunehmen.

Darüber hinaus vereinfacht die federlose Rückstellung des Tasters in die Ausgangsstellung den Aufbau des Tastenschalters und erhöht wesentlich seine Lebensdauer.

Nachstehend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tastenschalter im Längsschnitt,

Fig. 2 dasselbe wie in Fig. 1, mit einem magnetoempfindlichen Schaltelement und einer anderen Ausführungsform des Rückstellelementes, und

Fig. 3 einen Tastenschalter mit zwei Dauermagneten und einem Rückstellelement in Form von drei Platten im Längsschnitt.

Der Tastenschalter der Fig. 1 enthält ein Gehäuse 1 aus diamagnetischem Material, z.B. aus Kunststoff. In dem Gehäuse 1 ist zumindest ein Dauermagnet untergebracht, bei der zu behandelnden Ausführungsform ein Dauermagnet 2, der starr mit einem beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Taster 3 verbunden ist. Der Dauermagnet 2 bildet zusammen mit dem Taster 3 den beweglichen Teil des Schalters, dessen Verstellung in Führungen (nicht gezeichnet) erfolgt, die im Gehäuse vorgesehen sind.

Bei Verstellung des beweglichen Teils wirkt der Dauermagnet 2 auf ein starr im Gehäuse 1 befestigtes Schaltelement 4. Je nach dem Anwendungszweck und folglich der Zweckbestimmung des Tastenschalters können als Schaltelement sowohl ein hermetisch abgeschlossener Kontakt (Fig. 1) als auch magnetoempfindliche Geber (Fig. 2 und 3) benützt werden. Bei allen erwähnten Ausführungsformen befindet sich das Schaltelement 4 im Gehäuse 1 während dessen Verstellung in die Ansprechzone des Schalters in der Wirkungszone des Magnetfeldes des Dauermagneten 2, während der Dauermagnet 2 entsprechend den Ansprechbesonderheiten des Schaltelementes 4 orientiert ist.

Der Tastenschalter enthält auch eine Raste 5 (Fig. I) zum

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Festhalten des Tasters in seiner Ausgangsstellung. Die Raste ist in Form einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgeführt und im Gehäuse 1 zwischen dem Taster 3 und dem Dauermagnet 2 befestigt. In dem Gehäuse 1 ist auch ein in Form zumindest einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgeführtes Rückstellelement untergebracht, das in Verstellungsrichtung des Tasters 3 mit Spiel gegenüber dem Dauermagneten 2 angeordnet ist und zusammen mit der Platte der Raste 5 einen Magnetleiter bildet.

Bei der beschriebenen Ausführungsform enthält das Rückstellelement 6 zwei Platten. Hierbei ist die Länge zumindest einer Platte in Verstellungsrichtung der Taste 3 kleiner als die Summe aus dem maximalen Hub des Tasters 3 und dem Mass des Dauermagneten in dieser Richtung. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 sind die Platten von gleicher Länge.

Die Ausführungsform des Tastenschalters gemäss Fig. 2 ist der vorstehend beschriebenen ähnlich.

Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Länge einer der Platten 6 die vorgegebene minimale Länge übersteigt, die oben festgelegt ist. Dies ist dadurch bedingt, dass bei der erwähnten Variante ein magnetoempfindlicher Geber benützt ist, welcher zuverlässig bei Konzentration des Magnetflusses an seiner empfindlichen Fläche anspricht. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Tastenschalters ist im wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten ähnlich.

Der Unterschied besteht darin, dass das Rückstellelement 6 drei Platten enthält. Dabei sind zwei Dauermagnete 2 vorhanden, die einander mit den ungleichnamigen Polen zugewandt und mit einem Spalt 7 zwischen diesen Polen angeordnet sind. Dabei liegt die eine Platte in dem Spalt 7, während die anderen Platten benachbart zu den anderen Polen der Dauermagnete 2 angeordnet sind.

Alle Platten haben bei dieser Ausführungsform die gleiche Länge, während der magnetoempfindliche Geber in der Zone der maximalen Konzentration des Magnetfeldes beider Dauermagnete 2 liegt.

Zur Vereinfachung des Aufbaus sind bei allen Ausführungsformen des Schalters die Platte der Raste 5 und die Platten des Rückstellelementes einstückig ausgeführt.

Darüber hinaus können je nach dem Anwendungsbereich des Tastenschalters und den fertigungstechnischen Besonderheiten die Platten der Raste und des Rückstellelementes aus magnetisch weichem oder magnetisch hartem Material ausgeführt sein.

664 454

Der Tastenschalter wirkt wie folgt. In der Ausgangsstellung des Schalters ist der Dauermagnet 2 (Fig. 1) an die ferromagne-tische Platte der Raste 5 angezogen und deren magnetisches Zusammenwirken gewährt eine sichere Rastung der Taste 3 in der Ausgangsstellung. Hierbei bilden der Dauermagnet 2, die Platte der Raste 5 und die Platte des Rückstellelementes ein geschlossenes Magnetsystem, bei dem sich das Magnetfeld über diese Platten schliesst, während sich das Schaltelement 4 ausserhalb des Wirkungsbereiches des Hauptmagnetfeldes befindet. In dieser Stellung wird eine Ausbreitung der Streumagnetfelder nach aussen verhindert und somit deren unerwünschte Einwirkung auf die Nachbareinrichtungen vermieden.

Bei Betätigung des Tasters 3 wird die Kraft, mit welcher der Dauermagnet 2 an die Platte der Raste 5 angezogen ist, überwunden und der Dauermagnet wird längs der Schalterachse verstellt. Nachdem der Dauermagnet 2 die Zone der Anordnung der Platten des Rückstellelementes 6 verlassen hat, findet eine Änderung der Schliessungsrichtung des Magnetfeldes statt, was zu einer intensiven Einwirkung desselben auf das Schaltelement 4 führt. Hierbei nimmt der Verstellungswiderstand des Tasters 3 stark ab, so dass der Bedienungsmann die Ansprechzone des Schalters wahrnimmt, wodurch er dank der Feinfühligkeit ein Signal über den Abschluss der Informationseingabe erhält.

Nach Wegnahme der Andrückkraft kehrt der Dauermagnet wegen der magnetischen Wechselwirkung mit den ferromagneti-schen Platten des Rückstellelementes 6, die sich in dem Ausbreitungsbereich des Magnetfeldes befinden, und sodann auch wegen der Wechselwirkung des Magneten 2 mit der Platte der Raste 5 in die Ausgangsstellung zurück. Das Heben des Dauermagneten 2 aus der unteren Endstellung ist dann möglich, wenn die Länge der Platten des Rückstellelementes 6 kleiner als die Summe aus dem maximalen Hub des Tasters 3 und dem Mass des Dauermagneten 2 in Hubrichtung des Tasters 3 ist, da die Einhaltung dieser Bedingung das Anlegen von senkrecht nach oben gerichteten Kraftkomponenten an den Dauermagnet 2 bedingt.

Die Wirkungsweise des in Fig. 2 und 3 dargestellten Schalters ist der oben beschriebenen analog. Der Unterschied für die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform besteht darin, dass in dem Spalt 7 zwischen den Dauermagneten 2 ein homogenes Magnetfeld erzeugt wird, welches es gestattet, als Schaltelement empfindlichkeitsarme Geber zu benutzen und die Dauermagnete aus Material mit niedrigen energetischen Kennwerten auszuführen.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

V

1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

664 454

1. Tastenschalter mit einem Gehäuse (1), in welchem wenigstens ein mit einem Taster (3) starr verbundener Dauermagnet (2) untergebracht ist, der bei Betätigung des Tasters (3) auf ein im Gehäuse (1) starr befestigtes Schaltelement (4) einwirkt, und mit einem den unbetätigten Taster (3) in seiner Ausgangslage haltenden Rastelement (5) in Form einer Platte aus ferromagne-tischem Material, sowie mit einem im Gehäuse angeordneten Rückstellelement (6), welches den Taster (3) in die Ausgangslage zurückstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (6) zumindest ein ferromagnetisches Teil aufweist, das in Hubrichtung des Tasters (3) mit einem seitlichen Spiel gegenüber dem Dauermagneten (2) angeordnet ist und zusammen mit der Platte des Rastelementes (5) einen Magnetleiter bildet, wobei die Länge des ferromagnetischen Teiles in Hubrichtung des Tasters (3) geringer ist als die Summe des Hubes des Tasters und der Dicke des Dauermagneten (2) in dieser Richtung.

2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte des Rastelementes (5) und das Rückstellelement (6) einstückig ausgebildet sind.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Tastenschalter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (6) in Form von drei Platten (6) ausgebildet ist, dass zwei Dauermagnete (2) vorgesehen sind, die einander mit den ungleichnamigen Polen, zwischen Welchen ein Spalt (7) vorhanden ist, zugewandt sind, wobei die eine Platte des Rückstellelementes (6) in diesem Spalt (7) liegt, während die anderen Platten benachbart zu den anderen Polen der Dauermagnete (2) angeordnet sind.