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Taste mit bedienungsunabWäniigem Schaltablauf für Fernmelde-, insbesondere
Femsprechgeräte Die Erfindung betrifft einen Tastenschalter für Fernmelde.#, insbesondere
Fernsprechgeräte, dessen die Kontakte betätigendes Schaltglied von einem Bedienungsmittel
nur eine mit Hilfe von Steuergliedern selbsttätig vollendbare Anfangsbewegung erfährt.
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Derartige Tastenschalter werden zur Abgabe von Schaltsignalen innerhalb
einer bestimmten Mindestzeit, beispielsweise zur Umschaltun von einem Kon--
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takt oder Kontaktsatz auf einen anderen, in bestimmter, zeitlich l#egrenzter
Reihenfolge, wie sie bei den für Tastaturen erforderlichen gemeinsamen Tastenkontakten
notwendig ist, verwendet.
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Es ist bereits bekannt, zeitlich begrenzte Umschaltungen von einem
Schaltzustand -in einen anderen mit Hilfe einer als Steuerglied dienenden Feder,.
die zwischen dem Bedienungsmittel und dem Schaltglied angeordnet ist und die jeweils
in,gmier von zwei möglichen, beiderseits eines Kraftumkehrpunktes liegenden Endlagen
ruht, vorzunehmen. Das Bedienungsmittel bewegt hier _das Schaltglied jeweils bis
über den Kraftumkehrpunkt, von ' welchem aus die Feder allein Bedieilungsmittel
und Schaltglied in die anderen Endlagen kippen läßt- - - -
Eine gleichwertige
Anordnung ist auch durch Anlegen des Schaltgliedes an die Pole von Dauermagneten
bekannt. lEerbei ist die Bedienungskraft jeweils so lange zu verstärken, bis sie
die Haltekraft des Dauermagneten übersteigt. Dann wird das Schaltglied- von
dem einen Pol abgerissen und schnappt selbsttätig zum ande en Pol.
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Es ist ferner bekannt, durch die Bedienungskraft ein -beliebiges Schaltgetriebe
aufzuziehen und seinen Ablauf am Ende des Bedienungsweges freizugeben, wobei
Art und Zeit der Umschaltung unabhängig von der Bedienungskraft erfolgt und lediglich
von den Steuergliedern des Schaltgetriebes - beeinflußt wird.
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Die erstgenannte Anordnung hat den Nachteil, daß durch die
Bewegung der Feder vor dem Kraftumkehrpunkt ein lang andauernder Schaltzustand möglich
ist, bei dem die erste Sehaitstellung bereits "verlassen, die zweite je-doch noch
nicht erreicht ist. Dieser Nachteil kann zwar bei der zweitgenannten Anordnung vermieden
werden, jedoch haben beide gemeinsam den weiteren Nachteil,_ daß die ruckartig bewegten
Schaltglieder beirn Auftreffen auf ihre mechanisch betätigten Gegenkontakte starke
Prellneigungen zeigen werden, die nur durch zusätzliche Vorrichtungen vermieden
werden können. Die zujetzt genannte. Anordnung bedarf zur Umschaltung von einem
Schaltzustand in den anderen eines reiativ großen Aufwandes, da ein Schaltgetriebe
für diesen Fall mit einem..zeitbestimmenden Glied, beispielsweise einer Luftdämpfung,
ausgerüstet werden muß.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu -vermeiden
und die Umschaltung eines Tastenschalters von--einer S#haltstellung in die andere
im Rahmen einer ruckartigen Bewegung des Schaltgliedes, die zudem keine Käntaktprellungen
erzeugt, durchzuführen.
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Gelöst, wird diese Aufgabe dadurch, daß das Schaltglied bewegliches
Teil -eines,die Kontakte beeinflussenden magnetischen Flußkreises und an das Bedienungsmittel
federnd angekoppelt ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bedingt ein ruckartiges öffnen eine
s- mä Atischen Flußkreises, in dem magnetisierbard - Kcintakte# ebenso
- ruckartig beeinflußt werden können,- so 'daß keinesfalls ein Zwischenzustand
mit teilweiser Beeinflussung der Kontakte, wie er beispielsweise - 'bei mechanischer
Berührung möglich wäre, auftreten kann. Nun ist zwar schon eine Anordnung häkannt,
bei der.eine Taste einen Teil eines magneti#ähen. Flußkreises bewegt. Diese Anordnung
dieiit,j;#e'-d'o'ch nur der Erzengung eines Druckpunktes, D,1#'wditere Bewegung
der Taste nach der überwindung, des#-'Druckpunktes ist allein von der Bedienung'sl#iaftäbhängig.
Diese ist zwar inzwischen so groß geworden, daß eine schnelle Bewegung erfolgt.
Ein plötzlicher Wegfall der Be-in
dienungskraft läßt aber -das Sdliältglied
* jeder Stellung anhalten. Um Unablläüäigkbit zu erreichen, ist erfindungsgemäß
die federnde', Verbindung zwischen .dem Schaltglied und dem bedfenungsmittel vorgesehen.
Diese federnde Verbiridung. wird im ersten Teil. des Tastenweges.bei st#,Igender
Kraft mechanisch verändert, bis der Druckp,#iijit überwunden ist, so daß sie, da
das Schaliglied-ärer Federung keinen
Widerstand entgegensetzt, allemi
für die Weiterbewegung verantwortlich wird.
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Die Kombination der beiden Merkmale ergibt also den Effekt des Druckpunktes
mit einem von der Bedienungskraft vollkommen unabhängigen Ablauf des Schaltvorganges.
Hinzu kommt noch der Vorteil, daß die Anordnung des Schaltgliedes als Teil eines
magnetischen Flußkreises Kontaktprellungen ausschließt, da von Seiten des Teilflußkreises,
der nicht bewegt wird, gegenüber dem Schaltglied keine Rückprallkräfte ausgeübt
werden. Die Anzugskraft ist im Moment der Berührung am größten, so daß sofort eine
feste Haftung erzielt wird.
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Erfindungsgemäß kann das Schaltglied selbst als Feder ausgebildet
werden. Beiin Durchdrücken -der Bedienungstaste wird dann die Feder so lange deformiert,
bis einer der beiden Berührungspunkte zwischen der Feder als Schaltglied und dem
Flußkreis der Kontakte durch die Bedienungskraft abgerissen und der Druckpunkt überwunden
ist.
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Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann auch
das Schaltglied mit dem Bedienungsmittel durch eine treibende Feder verbunden sein,
deren Federkraft geringer-ist als die Haltekraft des magnetischen Flußkreises, Dieses
Ausführungsbeispiel kann mit einem starren Schaltglied ausgerüstet werden, das zwischen
zwei Endanschlägen beweglich ist. Da es beliebig großen Querschnitt haben kann,
ist es besonders geeignet für Tastenanordnungen, bei denen am Druckpunkt eine große
Haltekraft ausgeübt werden soff. Das Bedienungsmittel kann dann mit einer
Nase oder einem Vorsprung an einer auf dem Schaltglied befestigten Feder angreifen
und wird diese so lange gegen das Schaltglied drücken, bis auch das Ende des starren
Schaltgliedes an der Nase anliegt, also eine starre Verbindung entsteht. Beim Weiterbewegen
des Bedienungsmittels über den durch den magnetischen Flußkrais erzeugten Druckpunkt
hinweg wird das Schaltglied dann von der Feder, der das - Schaltglied jetzt
keinen Widerstand mehr entgegensetzt, gesteuert werden.
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Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das
Schaltglied in jeder seiner Endlagen Teil eines von zwei einander gegenüberliegenden
Flußkreisen sein. Diese Anordnung ist von besonderem Vorteil für die zeitlichaufeinaliderfolgende
Schaltung von zwei'Kontakten oder Kontaktsätzen, bei denen einerseits erzwungen
werden muß, daß der erste Kontakt beispielsweise geöffnet hat, bevor der zweite
Kontakt schließt, und bei denen die weitere Bedingung vorhanden ist, daß zwischen
dem öffnen des ersten Kontaktes und dem Schließen des zweiten Kontaktes eine gewisse
maximale Schaltzeit nicht überschritten werden darf. Es darf also keineswegs möglich
sein, durch Manipulation mit dem Bedienungsmittel das Schaltglied selbst in einer
Stellung anzuhalten, in der es seine Schaltstellung an dem erstgenannten Kontaktfedersatz
bereits verlassen, an dem zweitgenannten Kontaktfedersatz je-
doch noch nicht
erreicht hat.
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Zur Erfüllung seiner Schaltaufgaben kann beispielsweise das Schaltglied
eine geradlinige Bewegung ausführen. Es wäre also möglich, zwei Flußkreise mit
je einem Kontakt etwa E-förmig nebeneinander anzuordnen, wobei das Schaltglied,
das in einer seiner Stellungen den Abstand zwischen dem mittleren und einem der
äußeren Schenkel überbrückt, ini Rahmen einer geradlinigen Schiebebewegung so bewegt
wird, daß es in der anderen Endlage den Abstahd zwischen dem mittleren und dem anderen
äußeren Schenkel überbrückt.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführung kann jedoch das Schaltglied
eine drehende Kippbewegung ausführen. Die beiden Flußkreise, die das Schaltglied
zu verschließen hat, werden dabei etwa U-förmig ausgebildet und mit den offenen
Seiten einander gegenüber angeordnet. Die Basisseiten stehen daÜei etwas schräg
zueinander, so daß das Schaltglied, das außerhalb der Flußkreise gelagert ist, in
zwei bestimmten Winkellagen jeweils einen der beiden Flußkreise überbrückt. Hierbei
ist von Vorteil, daß der Abstand zwischen den beiden Flußkreisen sehr gering gehalten
werden kann, so daß auch der Schaltweg des Schaltgliedes, der für den zeitlichen
Abstand der Kontaktbetätigung maßgebend ist, klein gewählt werden kann. Zudem erfolgt
die öffnung des Flußkreises jeweils durch eine Abreißbewegung, die einen kräftemäßig
genau definierbaren Druckpunkt erzeugt.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Feder im wesentlichen
U-förmig sein, wobei beide freie Enden beiderseits in Bewegungsrichtung des Schaltgliedes
auf diesem befestigt sind und die. von den »freien Enden mit der Basis gebildete
Form beiderseits in Bewegungsrichtung symmetrisch über das Schaltglied hervorragt.
Eine derartige Ausführung ergibt ein Schaltglied, das symmetrisch in beiden Betätigungsrichtungen
- der Taste, also beim Drücken und Loslassen, dem Bedienungsmittel die gleichen
Kräfte entgegensetzt, so daß die Schaltzeiten und Schaltfolgen in beiden Richtungen
gleich sein werden.
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Hierzu kann vorzugsweise das Schaltglied zwischen zwei Nasen des Bedieilungsmittels,
von denen je eine in jeder Betätigungsrichtung wirkt, frei beweglich angeordnet
sein. Der Abstand der beiden Nasen des Bedienungsmittels muß dabei zumindest so
groß sein, wie die Breite der U-förmig gebogenen treibenden Feder zusammen
mit dem von dem Schaltglied zurücklegenden Weg.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform können die von dem Schaltglied
zu vervollständigenden magnetischen Flußkreise aus je einem magnetisierbaren
Kontaktsatz und einem Dauermagneten gebildet werden. Hier erscheint besonders vorteilhaft
die Verwendung' von in magnetisch leitfähigen Schutzräumen untergebrachten magnetisierbaren
Kontakten, deren einer über das Gehäuse hervorragender Kontaktpol den einen, während
der Dauermagnet den anderen Schenkel der -U-förmigen Flußkreisanordnung bildet.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele näher
erläutert; die Fig. 1, 2 und 3 zeigen nur beispielsweise drei verschiedene
mögliche Ausführungsformen, die F i g. 4 die Anwendung eines in F i
g. 3 dargestellten Ausführungsform bei einer Codeschienenschaltung von Tastaturwahlen.
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In F i g. 1 sollen von einem Schaltglied 1 zwei Kontakte
der Kontaktsätze 2 und 3 in zeitlich bestimmter Reihenfolge geschaltet werden.
Jeder der Kontakte bildet mit einem seiner Pole 4 bzw. 5 und einem Dauermagneten
6 bzw, 7 den U-förmigen Teil eines magnetischen Flußkreises, Das,
Schaltglied 1, das aus magnetisierbarem Material besteht, ist außerhalb der
beiden einander gegenüberliegenden U-förmigen
Flußkreisteile in
der Lagerstelle 8 schwenkbar befestigt, wobei es in jeder Endlage des Schwenkbereiches
jeweils die offene Seite eines der beiden U-förmigen Teilflußkreise -überbrückt
und vervollständigt. Die Bewegung des Schaltgliedes wird von einer Taste
9 angeregt. Diese ist in einem beliebigen Gehäuse 10 gelagert und
wird mit Hilfe eines Fingerdruckes gegen die Kraft einer Rückstellfeder
11 nach unten bewegt. Nach einer kurzen Anlaufbewegung wird dabei eine Nase
12 gegen einen nach oben überstellenden Bereich einer auf dem Schaltglied
1 befestigten U-förmig gebogenen Feder 13 stoßen. Die beiden seitlich
überstehenden Bereiche dieser Feder sind gegenüber dem Schaltglied beweglich, so
daß die Feder zunächst dem Druck der Nase ausweichen wird und das Schaltglied unbewegt
läßt. Erst nachder-11 die Feder am Schaltglied einen festen Anschlag erhalten hat,
wenn nämlich das vordere Ende 14 des Schaltgliedes am oberen Ende eines im Basisbereich
der Feder angeordneten Schlitzes anschlägt, wird durch weitere Zunahme der Bedienungskraft
der von dem Dauermagneten 6 über das Gehäuse des Kontaktsatzes 2 den Pol
4 und das Schaltglied 1 verlaufende Fluß nicht mehr ausreichen, um das Schaltglied
in seiner Stellung zu halten. Der durch den Fluß erzeugte Druckpunkt wird überwunden
und das Schaltglied abgerissen. In diesem Moment wird die durch Verbiegen der Feder
13 gespeicherte Kraft wirksam, die Feder stößt sich von der Nase 12 ab und
kippt dabei das Schaltglied 1 in die andere Endlage.
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Mit dem öffnen des Flußkreises wird gleichzeitig der im Kontaktsatz
2 angedeutete Ruhekontakt betätigt.
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Das durch die Feder 13 gekippte Sdhaltglied 1
trifft
in seiner anderen Endlage auf den durch den Dauermagneten 7 und den- Kontaktsatz
3 mit seinem Pol 5 gebildeten Teilflußkreis und schließt diesen. Damit
wird der irn Kontaktsatz 3 angedeutete Arbeitskontakt ebenfalls betätigt.
Ein zeitlicher Abstand zwischen diesen beiden Kontaktvorgängen ist zunächst erzwungen
durch die Verwendung des in beiden Flußkreisen abwechselnd erforderlichen Schaltgliedes
1 und die räumliche Trennung der beiden Flußkreise voneinander. Die Größe
des zeitlichen Abstandes wird bedingt durch die Geschwindigkeit der Umschaltung,
d. h. durch die Geschwindigkeit der Kippbewegung, die wiederum von der Stärke
der Feder 13 abhängt. Wesentlich ist jedoch, daß es bei der geschilderten
Anordnung unmöglich ist, das Schaltglied zu einem Zeitpunkt anzuhalten, wo es keinen
der beiden Flußkreise überbrückt, d. h. zu einem Zeitpunkt, in dem der mit
2 bezeichnete Kontakt geöffnet und der mit 3 bezeichnete Kontakt noch nicht
geschlossen hat.
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Beim Loslassen der Taste 9 wird diese durch den Druck der Rückstellfeder
11 nach oben bewegt. Dabei komm eine Nase 15 mit der nach unten
über das Schaltglied 1 hervorragenden Basisseite der Feder 13 in Berührung
und verformt diese nach oben. In der gleichen Art, -wie beiin Drücken der Taste,
wird nun auch das Schaltglied bei gleichen Kräfte-und Geschwindigkeitsverhältnissen
von der einge-nommenen Schaltstellung in die ursprüngliche zurückbewegt.
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Eine ähnliche Anordnung mit gleichen elektrischen jedoch veränderten
mechanischen Bedingungen zeigt F i a. 2. Die beiden Kontaktsätze
16 und 17 bilden CD
hier zusammen mit einem gemeinsamen Dauermagneten
18 eine etwa E-förmige Anordnung, deren .mittleres freies Ende von dem Dauermagneten
und deren beide äußeren freien Enden von den Polen der Kontakte gebildet werden.
Das Schaltglied 19
ruht hier auf einer Schneidenlagerung 20 gegenüber dem
Dauermagneten 18. Es ist leicht gekrümmt, so daß in jeder Kipplage der Abstand
zwischen einem der beiden Außenpole und dem Dauermagneten überbrückt wird, während
der andere Schenkel des Schaltgliedes von dem anderen Pol einen ausreichenden Abstand
hat. Ein Betätigungsmittel 21, das an einer Taste angeordnet sein kann, bewirkt
über Federn 22 und Anschläge 23 den gleichen zeitlichen Ablauf der Umschaltung
wie bei der Anordnung in F ig. 1.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 3.
Der E-förmigen
Kontaktanordnung 24, die ebenso wie in F i g. 2 aufgebaut ist, dient hier
ein Betätigungsglied 25, das geradlinig im Rahmen einer Schiebebewegung fortbewegt
wird. An der Taste 26
ist eine Nase 27 angeordnet, die in einer Ausnehmung
28 des Schaltgliedes ruht. Beim Drücken der Taste 26 wird das Schaltglied
25 durch die Bedienungskraft nach unten bewegt, bis die Anziehungskräfte
eines Dauermagneten 29 wirksam werden. Dieser übernimmt dann unabhängig von
der weiteren Bedienungskraft die Vollendung der von der Taste eingeleiteten Schiebebewegung.
Wie deutlich zu erkennen ist, überbrückt das Schaltglied in beiden Stellungen jeweils
den in der Mitte angeordneten Dauermagneten mit einem der beiden Pole, so daß auch
hier sichergestellt ist, daß die beiden Kontakte in einem zeitlichen Abstand von
bestimmter Größe nacheinander schalten. Eine RücksteRfeder 30 bewirkt, daß
beim Loslassen der Taste das Schaltglied 25 in seine Anfangsstellung zurückbewegt
wird, nachdem es den Bereich des Dauermagneten 29 verlassen hat.
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In F i g. # 4 ist die Kontaktanordnung 24 mit Schaltglied
25 und Dauermagneten 29 im Rahmen einer Tastatur eingesetzt. Die in
F i g. 3 mit 27 bezeichnete Nase der 'raste 26 ist hier Teil
einer Schiene 31, auf die mehrere Tasten 32 wirken. In der Schiene
sind Öffnungen 33 mit schrägen Seitenkanten, auf die mit den Tasten
32 verbundene Zapfen 34 einwirken. Beim Drücken einer Taste wird also die
Schiene gegen die Kraft der Feder 35 nach links bewegt werden und damit den
für F i g. 3 bereits beschriebenen Schaltvorgang einleiten. Die Feder
35 bewirkt beim Loslassen der Taste eine Umkehrung des oben beschriebenen
Schaltvorganges.