DE19632525C1

DE19632525C1 - Mehrstufiger Druckschalter für elektronische Geräte

Info

Publication number: DE19632525C1
Application number: DE19632525A
Authority: DE
Inventors: Kai Juergen Metzler
Original assignee: LEICA CAMERA GmbH 35606 SOLMS DE; Leica Camera AG
Current assignee: Leica Camera AG
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2016-08-14
Also published as: US5907138A; JPH10112242A; MY132549A; JP3789208B2; SG73466A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Druckschalter für elektronische Geräte.

Druckschalter zeichnen sich dadurch aus, daß der Schaltzustand durch einen von einem Anschlag erzeugten Gegendruck fühlbar ist. Nach Überwindung des Druckpunktes kann der Schalter in eine weitere Schaltstellung gebracht werden, die wieder durch einen fühlbaren Gegendruck angezeigt wird. Solche Schalter werden beispielsweise in fotografischen Kameras eingesetzt. In einer ersten Schaltstellung wird eine Bestromung der elektronischen Betriebs- und Anzeigeschaltung erzeugt, danach etwa eine Belichtungsmessung ausgelöst und möglicherweise der Meßwert gespeichert und am Ende der Verschluß ausgelöst.

Eine bekannte Schaltvorrichtung besteht aus einer Schaltstange, die gegen die Kraft einer Zugfeder gedrückt werden kann. An die Schaltstange sind zwei im Abstand zueinander einstellbare Bolzen angesetzt. Den Bolzen sind federnde elektrische Kontakte zugeordnet. Beim Verschieben der Schaltstange kommt zunächst der eine Bolzen an einen Kontakt und legt diesen damit auf Massepotential. Beim weiteren Verschieben der Schaltstange wird der Kontakt gegen seine Federkraft ausgelenkt, so daß eine erhöhte Druckkraft an der Schaltstange fühlbar ist bis der zweite Bolzen mit dem weiteren Kontakt zu Anschlag kommt. Beim weiteren Verschieben der Schaltstange werden beide Kontakte weiter ausgelenkt und es entsteht ein zusätzlicher Gegendruck an der Schaltstange. Die realisierbaren mechanischen Federkräfte der elektrischen Kontakte müssen mit den Reibungskräften der Schaltstange und ihrer Rückstellfederkraft abgestimmt werden. In der Praxis ist der Anschlag des Bolzens an dem zweiten Kontakt noch schwach fühlbar. Weitere Gegendruckänderungen sind bei üblichen Betriebsbedingungen aber nicht mehr unterscheidbar. Eine dritte Schaltstellung wird daher durch eine festen Endanschlag begrenzt und die elektrische Schaltung durch einen an die Schaltstange angelenkten Schleifkontakt ausgelöst, dessen Schalteinsatz nicht fühlbar ist.

Die Schaltvorrichtung erfordert eine aufwendige mechanische Konstruktion für die Führung der Schaltstange, die Justierung der Bolzen und die Montage der Schaltkontakte. Alle Einzelteile müssen im Kameragehäuse separat montiert und zueinander ausgerichtet werden. Dadurch wird auch die Reparatur beim Ausfall eines Schaltelementes sehr aufwendig.

Aus der DE 43 04 304 A1 ist ein Druckschalter bekannt, bei dem eine Schaltstange auf eine kuppelförmige Membran gedrückt wird. Der Membran liegt eine Schaltplatine gegenüber, die einen ringförmigen Schaltkontakt und eine zentral liegende Kontraktfläche enthält. Beim Niederdrücken der Schaltstange kommt zunächst der Rand der kuppelförmigen Membran mit dem ringförmigen Schaltkontakt zur Anlage und erzeugt einen gut fühlbaren Gegendruck. Beim weiteren Niederdrücken wird die Kuppel der Membran eingedrückt und kommt auf der zentralen Kontaktfläche zum Endanschlag, der ebenfalls sicher fühlbar ist. Mehr als zwei Schaltstellungen sind mit dieser Konstruktion nicht erreichbar.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckschalter anzugeben, der eine mehrstufige Schaltung mit sicher fühlbaren unterschiedlichen Schaltstellungen und sehr kompaktem Aufbau ermöglicht, der insbesondere servicefreundlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Durch Verschieben der Schaltstange in Richtung der mechanischen Anschläge werden nacheinander die elektrischen Kontaktspitzen auf das Potential der Schaltstange gelegt. Die radialsymmetrisch versetzte Anordnung der Kontaktspitzen ermöglicht eine fein gestufte Lage in unterschiedlichen Ebenen, ohne die Kontaktspitzen selbst miniaturisieren zu müssen. Dadurch wird ein robuster Aufbau geringer Bauhöhe und mit kurzen Schaltwegen möglich. Das vordere Ende der Schaltstange kommt nacheinander an den Anschlägen zunächst zur Anlage und drückt sie dann aus der Bewegungsbahn. Danach wirkt nur noch die geringere Reibungskraft auf die Schaltstange, so daß der nächste Anschlag wieder sicher fühlbar wird. Zusätzlich kann die Vorspannung der weiteren Anschläge jeweils erhöht werden, um dem vom Benutzer bei Überwindung des ersten Druckpunktes erhöhten Fingerdruck zusätzlich entgegenzuwirken. Eine konusförmige Abschrägung des vorderen Endes der Schaltstange ermöglicht bei kugelförmigen mechanischen Anschlägen eine sicher fühlbare Anlage und ein weiches Herausdrücken aus der Bewegungsbahn, so daß der Fingerdruck nicht kurzfristig erhöht und verringert werden muß, sondern im wesentlichen gleichförmig bleibt. Das unterstützt die Unterscheidbarkeit der Schaltstufen. Der Schaltweg zwischen den Schaltstufen ist durch den konstruktiv bedingten Hub der Schaltstange gegeben, der erforderlich ist, um den jeweiligen federnden Anschlag aus der Bewegungsbahn herauszudrücken. Durch Abstimmung der Abschrägung der Schaltstange und des Radius der kugelförmigen Anschläge können daher sowohl die Bauhöhe des Druckschalters als auch die sichere Bedienbarkeit optimiert werden. Der Druckschalter kann als ein Bauteil aufgebaut werden, dessen Druckpunkte und Schaltzustände außerhalb des Gerätes, beispielsweise einer Kamera, geprüft und justiert werden können. Bei Funktionsausfall ist ein einfacher Austausch nach Lösen der elektrischen Verbindungen möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 das Prinzip des Druckschalters in der Ruhestellung,

Fig. 2 das Prinzip des Druckschalters in einer letzten Schaltstellung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel im Schnitt in der Ruhestellung,

Fig. 4 dasselbe Ausführungsbeispiel in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 5 dasselbe Ausführungsbeispiel in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 6 dasselbe Ausführungsbeispiel in einer dritten Schaltstellung.

Die in Fig. 1 gezeigte Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen mehrstufigen Druckschalters enthält eine Schaltstange 1 die einen elektrisch isolierenden ringförmigen Bereich 2 aufweist. Die Schaltstange liegt auf einem definierten elektrischen Potential, das über eine federnd anliegende elektrische Kontaktspitze 3 zugeführt wird. Üblicherweise wird das Massepotential gewählt. Die Schaltstange 1 steht über eine Feder 4, die sich an einem Endanschlag 5 abstützt, unter einem Druck gegen die Ruhestellung. Das untere Ende der Schaltstange 1 ist konusförmig abgeschrägt.

An dem isolierenden Bereich 2 liegen drei weitere elektrische Kontaktspitzen 6, 7, 8 federnd an. Die Kontaktspitzen liegen zueinander beabstandet in unterschiedlichen Ebenen.

In Bewegungsrichtung vor der Schaltstange 1 sind in Richtung auf den Endanschlag 5 drei federnde Anschläge 9, 10, 11 vorgesehen, die von der Seite her in einen Teil der Bewegungsbahn der Schaltstange 1 hineinreichen. Die unterschiedlichen Ebenen, in denen die Anschläge liegen, haben dieselben Abstände wie die korrespondierenden Ebenen der Kontaktspitzen. Die Ebene des ersten Anschlags 9 ist so gewählt, daß bei Anlage der Schaltstange 1 an diesem Anschlag die Kontaktspitze 6 den isolierenden Bereich 2 verläßt.

Fig. 2 zeigt die Schaltstange 1 in der untersten Anschlagstellung. Alle Kontaktspitzen 6, 7, 8 liegen jetzt an der Schaltstange und sind mit ihrem Potential verbunden. Die beiden Anschläge 9 und 10 sind aus ihrer Ruhestellung herausgedrückt. Das konusförmig abgeschrägte Ende der Schaltstange 1 liegt am Anschlag 11 und wird diesen beim weiteren Herunterdrücken bis zu Endanschlag 5 ebenfalls zurückdrücken. Durch den feststehenden Endanschlag 5 wird dem Benutzer unzweifelhaft angezeigt, daß die letzte Schaltstellung überwunden wurde. Selbstverständlich kann daher auf den letzten federnden Anschlag auch verzichtet werden. Aus der Prinzipdarstellung kann jedoch entnommen werden, daß über die drei dargestellten Schaltstellungen hinaus weitere Kontaktspitzen und Anschläge vorgesehen werden können. Durch eine flachere Abschrägung des vorderen Endes der Schaltstange und durch radial versetzte Anordnung der Kontaktspitzen und Anschläge um die Schaltstange herum ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau mit kurzen Schaltwegen.

Bei den in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Schnittdarstellungen eines vollständigen Ausführungsbeispiels ist die Schnittebene der Fig. 6 um 90° gegenüber der Schnittebene der Fig. 3 bis 5 gedreht.

In einem Gehäuse 12 aus nicht leitendem Kunststoff ist die Schaltstange 1 gegen den Druck der Feder 4 verschiebbar gelagert. Das Gehäuse 12 weist einen oberen Anschlag 13 für die Schaltstange 1 auf. Das obere Ende der Schaltstange 1 liegt in einer Vertiefung im Gehäuse 12, die gegen mechanische Beschädigung der Schaltstange 1 beim Einbau des Druckschalters schützt und die Positionierung des Schalters im Kameragehäuse erleichtert . . Die Feder 4 stützt sich am unteren Anschlag 5 ab und drückt die Schaltstange 1 gegen den Anschlag 13 für die Ruhestellung. Die Schaltstange 1 weist einen elektrisch isolierenden Bereich 2 auf, an dem die elektrischen Kontaktspitzen 6, 7, 8 anliegen. Die Kontaktspitze 8 liegt in der um 90° gedrehten Schnittebene und ist daher nur in der Fig. 6 zu sehen. Dasselbe gilt für die das Potential zuführende Kontaktspitze 3.

Die elektrischen Kontaktspitzen 6, 7, 8 bestehen aus einer an der Schaltstange 1 anliegenden metallischen Kugel, die in einer Bohrung im Gehäuse 12 unter dem Druck einer metallischen Feder 15 gehalten wird. Die Bohrung ist mit einer an das Gehäuse angeschraubten Lötfahne 16 verschlossen, an der sich auch die Feder abstützt, so daß ein durchgehender elektrischer Kontakt entsteht.

In Fig. 4 liegt die Schaltstange 1 am ersten mechanischen Anschlag 9 an und die Kontaktspitze 6 hat den isolierenden Bereich verlassen. Der Anschlag 10 weist noch freiliegend in die Bewegungsbahn der Schaltstange 1 hinein. Die Anschläge 9, 10 bestehen aus einen zylindrischen Stift mit kugelförmiger Kuppe und einer Basisfläche größeren Durchmessers. In der Ruhestellung des Anschlags 10 liegt die Basisfläche auf einem Bohrungsabsatz in dem Gehäuse 12. Auf die Basisfläche drückt eine Feder 17, die sich auf der anderen Seite an einer in das Gehäuse eingedrehten Schraube 18 abstützt. Durch weiteres Eindrehen der Schraube 18 kann die Spannung der Feder 17 eingestellt werden.

In Fig. 5 hat die Schaltstange den Anschlag 9 in die Bohrung zurückgedrängt und liegt am Anschlag 10 an. Die Kontaktspitze 7 hat jetzt ebenfalls den isolierenden Bereich verlassen und liegt auf Massepotential.

In Fig. 6 ist die Schaltstange über den Anschlag 10 hinaus verschoben, so daß auch die Kontaktspitze 8 den isolierenden Bereich verläßt, bevor die Schaltstange am Endanschlag aufsetzt.

Die Schaltwege zwischen den elektrischen Kontaktpunkten sind durch herausgezogene Abstandslinien zwischen der Schaltstange und ihrem oberen Anschlag in Ruhestellung angedeutet.

Claims

1. Mehrstufiger Druckschalter für elektronische Geräte mit einer auf einem definierten elektrischen Potential liegenden und unter Federdruck stehenden Schaltstange (1), die einen in axialer Richtung begrenzten, gegenüber dem Potential isolierten Bereich (2) aufweist, mit mehreren senkrecht auf die Schaltstange weisenden und an dieser federnd anliegenden elektrischen Kontaktstiften (3; 6, 7, 8) und mit mehreren senkrecht zur Bewegungsbahn der Schaltstange (1) ausgerichteten federnden mechanischen Anschlägen (9, 10, 11), die im Ruhezustand einen Teil der Bewegungsbahn blockieren, wobei die elektrischen Kontaktstifte (6, 7, 8) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind und in der Ausgangsstellung des Druckschalters am isolierten Bereich (2) anliegen, die mechanischen Anschläge (9, 10, 11) ebenfalls in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, deren Abstände in Bewegungsrichtung der Schaltstange (1) den Abständen der elektrischen Kontaktspitzen (6, 7, 8) entsprechen und die Lage des ersten Anschlags (9) für die Schaltstange (1) so gewählt ist, daß dabei die erste Kontaktspitze (6) den isolierten Bereich (2) verläßt und am Potential der Schaltstange (1) anliegt.

2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Anschläge weisende Ende der Schaltstange (1) konusförmig ausgebildet ist.

3. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontaktstifte (3; 6, 7, 8) mit einer abgerundeten Spitze versehen sind.

4. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Anschläge (9, 10, 11) mit einer abgerundeten Spitze versehen sind.

5. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der mechanischen Anschläge (9, 10, 11) einstellbar ist.

6. Druckschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der aufeinander folgenden Anschläge (9, 10, 11) ansteigend ist.

7. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (3; 6, 7, 8) zueinander radial versetzt angeordnet sind.

8. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (9, 10, 11) zueinander radial versetzt angeordnet sind.

9. Druckschalter nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Versatz symmetrisch ist.

10. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem letzten federnden Anschlag ein fester Endanschlag (5) nachgeordnet ist.

11. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Potential die Masse des Gerätes gewählt ist, die an einem separaten Kontaktstift (3) angeschlossen ist.