DD262732A1 - Elektrischer tastschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter zur Herstellung alphanumerischer Tastaturen fuer elektronische Schreib- und Rechenanlagen. Die Erfindung bezweckt einen billig herstellbaren Tastschalter mit einem guten Tastengefuehl. Erfindungsgemaess besteht der Tastschalter aus zwei Magneten und einem fliegend auf dem Stoessel angeordneten ferromagnetischen Schaltkontakt, welcher nach Betaetigung der Taste sprungartig angezogen wird. Durch die magnetische Rueckstellung besitzt der Schalter eine hohe Lebensdauer.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter mit einem permanenten magnetischen Feld zur Herstellung von z. B. alphanumerischen Tastaturen elektronischer Rechenanlagen und Schreibmaschinen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Auf dem Gebiet der Datenverarbeitung werden Drucktaster benötigt, die bei einer Betätigung einen Stromkreis definiert einmal schließen. Wird der elektrische Kontakt nur mangelhaft oder nicht geschlossen, gelangt der entsprechende Impuls nicht in die Rechenanlage und die Eingabe wird nicht akzeptiert und muß wiederholt werden.

Bekannt sind zwei Arten von Tastschaltern. Einmal bestehen sie aus einem Druckknopf mit einer Federrückstellung und zum anderen erfolgt die Rückstellung durch eine plastisch verformbare Membrane. Beide Schalter schließen mittels eines Druckstößels durch Fingerdruck, wobei gleichzeitig die Membrane oder die Feder zusammen gedrückt wird. Die Kontaktgabe wird von dem manuellen Druck bestimmt. Dabei kann der Taster versehentlich so gedrückt werden, daß ein mehrfacher Kontakt ausgelöst wird. Bei diesen Geräten ist die Zuverlässigkeit auf Grund von Ermüdungserscheinungen des Materials, der Korrosionseinwirkungen auf die Feder und der geringen Kontaktspielzahl begrenzt.

Im DD-WP 109469 wird ein Tastschalter mit magnetischer Rückstellung vorgeschlagen, welcher die oben genannten Nachteile nicht aufweist. Die magnetische Rückstellung besteht aus zwei Dauermagneten, die einmal am Gehäuse und zum anderen am Stößel befestigt sind und den Druckknopf in seiner Ausgangslage festhalten. Durch Fingerdruck wird eine Kraft auf den Stößel ausgeübt, bis die Kontaktfahnen auf dem Kontaktklotz aufliegen. Bei mehreren Kontaktfahnen ist ein übermäßiger Druck erforderlich, um den Stromkreis zu schließen, während der Kontaktgabe existiert keine unterstützende Haltekraft auf die Kontakte.

Für elektrische Schreibmaschinen sind derartige Schalter ungeeignet, da sie kein angemessenes Tastengefühl ermöglichen und zum Prellen neigen.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wurden mechanische Mikroschalter vorgeschlagen, bei denen der Stößel bei Betätigung ein Sprungsystem auslöst. Der Schaltvorgang wird dabei deutlich hörbar und durch einen Anschlag begrenzt, wodurch ein angenehmes Tastengefühl hervorgerufen wird. Eine derartige Tastatur wird im DD-WP 79057 unter Verwendung eines Mikrotasters wie im DD-WP 74291 dargestellt beschrieben. Der Nachteil der mechanischen Ausführung besteht darin, daß Schnappschalter Schwierigkeiten in der Fertigung bieten, wodurch diese Schalter die Herstellung einer Tastatur verteuern. Die Funktion des Schalters leidet bei Ermüdung der Omegafelder und erfordert eine genaue Justierung. In der Hauptsache besitzen diese Totpunktschalter keine Prellfreiheit, wodurch mehrere Kontaktierungen und Fehlschaltungen möglich sind.

In der DE-AS 1219111 wird ein Drucktaster mit Magnetsprungwerk vorgeschlagen, bei dem der Aufbau wesentlich vereinfacht wird. Dieser besteht aus einer Schraubenfeder zwischen dem Tastkopf und der Kontaktbrücke, welche bei Betätigung in die Schließstellung schnellt, wonach ein Magnet die Kontaktbrücke gegen die Federspannung zurückholt. Die Nachteile einer Federermüdung werden bei diesem Schalter nicht beseitigt. Kompliziert ist die Abstimmung des Federmomentes mit der Magnetkraft, da die Totpunktlage nicht justierbar ist. Bei Massenfertigung sind Toleranzen unerläßlich, so daß unterschiedliche Betätigungskräfte erforderlich sind.

Schließlich wird in der DE-OS 2330730 ein Tastenschalter unbegrenzter Lebensdauer mit magnetischer Rückholung und magnetischer Schnappwirkung vorgeschlagen. Dieser Schalter besteht jedoch aus mindestens vier Magneten, besitzt für eine Tastatur viel zu große Abmessungen und ist nur zur Betätigung von Schutzrohrkontakten bzw. Hall-Elementen geeignet.

Zweck der Erfindung

Die Erfindung bezweckt einen einfachen und billig herstellbaren Tastschalter, der in großen Stückzahlen in Tastaturen für elektrische Schreib-und Rechenanlagen verwendet werden kann und eine hohe Lebensdauer aufweisen muß. Die hohe Lebensdauer erfordert eine magnetische Rückstellung unabhängig von Materialermüdungen, die bei Verwendung von Schraubendruckfedern oder Schaltmembranen zwangsläufig eintreten. Andererseits bezweckt die Erfindung einen Tastschalter, derein angenehmes Tastengefühl mit Schnappwirkung und einem Hub von 1-3 mm ermöglicht. Gegenüber beispielsweise Folientastaturen soll der Schaltvorgang akustisch wahrnehmbar sein und prellarm erfolgen. ~

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem elektrischen Tastschalter mit magnetischer Schnappwirkung und magnetischer Rückstellung. Dabei soll die Anzahl der Bauelemente gegenüber dem Stand der Technik verringert und gleichzeitig die Lebensdauer bezogen auf die Schalthäufigkeit verlängert werden.

Erfindungsgemäß besteht der elektrische Tastschalter aus zwei Magneten und einer fliegend auf dem Stößel angeordneten Schaltbrücke, welche nach Betätigung des Tasters von dem einen Magneten sprungartig angezogen wird und die fest am Gehäuse liegenden Schaltkontakte verbindet, wobei dieser Schaltmagnet ebenso wie die Kontakte fest mit dem Gehäuse verbunden sind. Ein zweiter Magnet ist als Rückstellmagnet fest auf dem Stößel angeordnet und bringt den Taster bei Aufhebung des Fingerdruckes in die Ausgangsstellung zurück, wobei der Schaltkontakt durch die Schaltbrücke geöffnet wird. Der erfindungsgemäße.Schalter besitzt einen einfachen und unkomplizierten Aufbau, wodurch dieser in großen Stückzahlen für Tastaturen hergestellt werden kann.

Die fliegend angeordnete Kontaktbrücke ist horizontal und radial frei beweglich. Dadurch ist die Kontaktgabe nur von der magnetomotorischen Kraft beim Schließen des Luftspaltes zwischen der Kontaktbrücke und den Schaltkontakten bestimmt und unabhängig vom Fingerdruck, der für jede Taste gleich ist, der die Magnete mit definierter Anzugskraft hergestellt werden können. Zusammen mit dem ausgeprägten Tastenhub ergibt sich dadurch ein angenehmes Tastengefühl, wobei der Schaltpunkt durch das Aufschlagen der Schaltbrücke deutlich hörbar und durch die Verringerung der Rückstellkraft mit steigendem Hub fühlbar ist (Tasten click).

Mit der radialen Beweglichkeit der Kontaktbrücke wird gegenüber dem Stand der Technik die Kontaktfläche ständig gegenüber den feststehenen Kontakten verschoben, wodurch sich eine erhöhte Kontaktspielzahl ergibt, welche die Lebensdauer des Tastschalters erheblich verlängert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen elektrischen Tastschalter in schematischer Ausführung. .

Der elektrische Tastschalter besteht aus dem Gehäuse 1 mit den beiden ferromagnetischen Kontaktfahnen 2, welche unten aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sind, um einen elektrischen Anschluß zu erhalten. Die Kontaktfahnen 2 können derart gestaltet sein, daß sie direkt in eine Leiterplatte eingelötet werden können. Zusammen mit den beiden oder mehreren Schaltkontakten ist im Gehäuse 1 ein ringförmiger Schaltmagnet 3 fest angeordnet. Der innere Durchbruch des Schaltmagneten 3 dient zur Führung und Aufnahme des Stößels 4, welcher ans obere Ende mit dem Taster 5 und am unteren Ende mit einem Rückstellmagnet 6 abgeschlossen ist. .

Oberhalb des Schaltmagneten 3 ist der Stößel 4 abgesetzt und trägt mit diesem Absatz fliegend angeordnet eine ferromagnetische Kontaktbrücke 7 in Form einer Ringscheibe. Mit dem Gehäuse 1 wird der Tastschalter an einer Tastaturplatte 8 befestigt und direkt mittels der Schaltkontakte 2 auf einer Leiterplatte angelötet. Bei Betätigung des Taster 5 wird der mit dem Stößel 4 verbundene Rückstellmagnet 6 vom Schaltmagnet 3 abgehoben, während die Kontaktbrücke 7 infolge ihrer Trägheit leicht verharrt, wenn der Taster 5 genügend schnell betätigt wird. Wenn der Taster 5 den Anschlag am Gehäuse 1 erreicht hat, ist die Kontaktbrücke soweit durch die Anziehungskraft des Schaltmagneten 3 beschleunigt, daß die Schaltkontakte 2 sprungartig und prellfrei geschlossen werden.

Nach Betätigung des Tasters 5 wird der Stößel 4freigegeben und durch die Anziehungskraft der Magnete in seine Ausgangslage zurückgeführt. Aufgrund der mechanischen Verbindung zwischen Rücksteilmagnet und Kontaktbrücke wird die fliegend angeordnete Kontaktbrücke 7 ebenfalls sprungartig von den Schaltkontakten 2 abgehoben. Dadurch erhält der Tastschalter eine eindeutige Sprungcharakteristik, wodurch Fehlschaltungen sicher vermieden werden. "

Claims (1)

1. Elektrischer Tastschalter mit einem permanenten magnetsichem Feld, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgesetzter mit einem Rückstellmagnet (6) versehener Stößel (4) in einem mit dem Gehäuse (1) fest verbundenen Schaltmagnet (3) geführt und mit einer fliegend angeordneten ferromagnetischen Kontaktbrücke (7) versehen ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung