DE2224555B2 - Schaltwerk mit Sprungmechanik für Schalter und elektrische Singalgeber - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein Schaltwerk für Tast-

-, schalter und elektrische Signalgeber, gemäß dem Oberbegriff vom ersten Patentanspruch. Ein solcher Schalter ist beispielsweise durch die DE-OS 1 Wi5 581 bekannt.

In bezug zum vorgenannten Schalter ist die Erfindung eine zweckmäßige Weiterentwicklung von einfachen Schaltern oder Signalgebern, die zu ihrer Betätigung die Einwirkung einer Druckkraft erfordern, um ein elastisches Betätigungsglied auszulenken. Das neue Schaltwerk, das eine Sprungmechanik enthält, ist für derartige Schalter oder Signalgeber geeignet und es enthält die Eigenschaft, daß es bei einer ersten kritischen Betätigungskraft und einem dieser Betätigungskraft zugeordneten Betätigungshub das Betätigungsglied in einer plötzlichen Sprungbewegung — Überknickung—zum benachbarten Anschlagstück hin auslenkt und somit in die Schaltstellung springt. Das Anschlagstück kann beispielsweise ein fest angeordnetes Kontaktstück oder ein Signalgeber sein. Bei einem Schalter, der ein derartiges Schaltwerk enthält, ist es möglich, durch das plötzliche auslenkbare Betätigungsglied bei einer bestimmten Betätigungskraft bzw. bei einem bestimmten Tastenhub einen Ruhekontakt zu öffnen und/oder einen Arbeitskontakt zu schließen. Enthält ein derartiger Schalter als Anschiagstück einen Signalgeber, dann iiefert dieser beim Aufschlag des Betätigungsgliedes ein elektrisches Signal.

Bei der Rückstellung der Betätigungseinrichtung, wenn sich die Betätigungsdruckkraft verringert, springt bei einer zweiten kritischen Betätigungskraft das knieförmig ausgelenkte Betätigungsglied plötzlich in die dem Ruhezustand zugeordnete gestreckte Stellung zurück.

Derartige Schaltwerke sind besonders zweckmäßig in Schalttasten für elektromechanische Tastaturen verwendbar, die zur Eingabe von Daten oder Steuerbefehlen in Bildschirmgeräten, Datenverarbeitungsanlagen, Fernmeldegeräten oder Steuerungsanlagen ausgelegt sind.

Der eingangs bereits erwähnte, durch die DE-OS 1965581 bekanntgewordene kurzhubige Schalter gehört zur Gruppe der Membranschalter, weiche vorzugsweise ebenfalls in Tastaturen Verwendung finden. Bei diesem bekannten Schalter dient eine untere starre Fläche als Anschlagstück bzw. als festes Kontaktstück eines Arbeitskontaktes. Über diesem planen Anschlagstück ist parallel in geringem Abstand ein elastisches band- oder streifenförmiges Betägigungsglied angeordnet, dessen Enden an zwei Lagerstellen befestigt sind. Dieses Betätigungsglied, das ein bewegliches Kontaktstück darstellt, wird durch eine Betätigungsdruckkraft, die vorzugsweise in senkrechter Richtung zur Längsachse des Betätigungsgliedes auf dieses einwirkt, so weit nach unten ausgelenkt, bis das Betätigungsglied das Anschlagstück berührt, wodurch der Arbeitskontakt geschlossen ist, und zwar so lange, wie die Betätigungskraft einwirkt. Dieser bekannte Mctnbranschalter ist im wesentlichen so ausgelegt, daß er bei seiner Betätigung eine möglichst große Kontaktfläche bildet bzw. mehrere Kontaktstellen aufweist, um die Kontaktabnützung klein zu halten und um eine möglichst sichere Kontaktstelle zu erhalten. Diese Forderung wird von diesem Membranschalter nur erfüllt, wenn der /.u schaltende Strom oder die zu schaltende Spannung verhältnismäßig klein sind. Durch die Undefinierte Geschwindigkeit und die unbestimmte Betätigungskraft, mit welcher das Betätigungsglied die Kontaktverbindung herstellt oder öffnet, können sich sehr stark schwankende Kontakt (Jbergangswiderstände, eine Kontakterhitzung, Lichtbogen oder ancnire Unsicherheiten ergeben.

Außerdem wird von der Bedienungsperson der üblicherweise gewohnte Überhub bei der Betätigung einet' Schalttaste vermißt.

Dem Fachmann sind auch sogenannte Sprung- oder Schnappschalter bekannt, zu denen die Mikroschalter und Tastschalter gehören, bei denen während der Betätigung ihrer Drucktaste oder des Betätigungshebels nach Zurücklegung einer bestimmten Wegstrecke plötzlich die Schaltfunktion durch die Schaltmechanik

ίο ausgeführt wird. Die Bedienungsperson spürt bei der Betätigung von manchen Schaltern, z. B. beim Tastenanschlag, daß nach einem gewissen Leerhub, bei dem nur eine kleine Betätigungskraft eriorderlich ist, ein Druckpunkt auftritt und daß nach dessen

|5 Überwindung die Schaltfunktion ausgeführt ist. Das Merkmal der plötzlichen Auslösung einer Schaltfunktion nach Art eines Schnappvorganges durch die Sprungmechanik des Schalt- oder Tastenwerkes ist eine wünschenswerte Eigenschaft bei vielen elektromechanischen Schaltern oder Signalgebern, weil es der Bedienungsperson den def? -,Serten Schaltzeitpuüki angibt. Derartige Schalter oi'er Signalgeber enthalten in ihrem Schaltwerk meistens eine komplizierte Schaltmechanik mit Klinken, Hebeln, Federn

2ϊ und mehreren anderen Teilen; sie sind deshalb störanfällig, dem Verschleiß unterworfen und noch relativ teuer.

Bei manchen Schaltern oder Signalgebern ist es erwünscht, daß diese bezüglich ihrer Schaltfunktion eine

jo gewisse Kontakt-Hysterese aufweisen. Unter diesem Begriff ist zu verstehen, daß beispielsweise das plötzliche Schließen und das spätere Öffnen der Schaltkontakte, oder umgekehrt, einer Schaltstelle nicht jeweils bei der gleichen Tastenstellung, d. h. dem gleichen

π Tastenhub, erfolgt, sondern, daß die Schaltkontakte etwas später öffnen, was einem kleineren Tastenhub, bezogen auf die Ruhestellung, entspricht. In anderen Worten erläutert bedeutet die Schalt-Hysterese: Beim Anschlag einer Schalttaste bei gering ansteigender Betätigungskraft schließen nach einem bestimmten Leerhub plötzlich die Schaltkontakte und sie bleiben au.h bei der Tastenrückste'lung noch geschlossen, wenn die in die Ruhestellung zurückgehende Schalttaste von ihrer Ruhe- oder Grundstellung noch eine

■»> kürzere Strecke entfernt ist als die. bei der die Kontaktverbindung beim Taslenanschiag hergestellt wurde. Die Kontaktverbindung öffnet infolge der Hysterese somit zu einem Zeitpunkt, der zwischen der Schließstellung und der Grundstellung liegt. Eine

■>o Sprungmechanik in einem Schalt- oder Tastenwerk, die das Merkmal der Kontakt-Hysterese erzeugt, ist relativ aufwendig und teuer. Der Effekt der Kontakt-Hysterese ist allgemein bei Schaltgeräten erwünscnt, da er eine Erhöhung der Betriebssicherheit bewirkt

r> insofern, daß die Betätigungshübe bzw. die Funktionen der Kontak.Uchließung bzw. -öffnui.p, oder umgekehrt, verschieden groß und eindeutig voneinander getrennt sind. Weist die Schalteinrichtung keine Kontakt-Hysterese auf, dann ergeben sich Undefinierte

M) Schaltpunkte bei.ii Schließen oder Offnen der Schaltkontakte und unerwünschte Kontaktprellungcn, wobei diese von verschiedenen Einflüssen abhängig sind, beispielsweise von der Stärke des Ta.Uenanschlages und der Geschwindigkeit des Betätigungsstößcls bzw.

hi des Betätigungsgliedes oder dessen kleinen Änderungen in der seitlicher. Bewegungsrichtung und von den allgemeinen Erschütterungen und Vibrationen der Schalteinrichtung bzw. deren Umgebung.

Bei Schalteinrichtungen, insbesondere bei Tastaturschaltungen, ist es wünschenswert, daß der Bedienungsperson bei der Tastenbetätigung ein sogenanntes »Tastgefühl« übermittelt wird, das angibt, daß die Schaltfunktion richtig ausgeführt wurde. Die Charakteristik dieses Tastgefühls wird beispielsweise von einem kleinen Leerhub gebildet, der eine gering ansteigende Betätigungskraft erfordert, dem ein eben spürbarer Druckpunkt folgt und der angibt, daß nach seiner Überwindung die Schaltfunktion durchgeführt wurde. Der Druckpunkt bestimmt oder kennzeichnet somit den Schließpunkt bzw. den Öffnungspunkt der Schaltkontakte. Bei der nachfolgerden erforderlichen Betätigung und Bewegung der angeschlagenen Taste über den Druckpunkt hinaus in den sogenannten Überhub, soll sich der Widerstand zur Tastenbewegung erhöhen. Die bekannten Schalteinrichtungen bzw. Tastenwerke, bei denen eine Kontakt-Hysterese besteht und die bei ihrer Betätigung das erwünschte Tastgefühl erzeugen, und bei denen außerdem der Schaltvorgang in einer Schnappbewegung ausgeführt wird, sind mit einer komplizierten und relativ teuren Sehaltmechanik versehen.

Unter Hinweis auf die vorstehend erwähnten und erwünschten Merkmale, die ein Schalt- oder Tastenwerk für eine Schalteinrichtung aufweisen sollte, ist es die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte, einfachere, aus nur wenigen Teilen bestehende und für die Massenfabrikation geeignete Konstruktion eines Schaltwerkes für Tastschalter und Signalgeber zu schaffen, bei dem der jeweilige Schaltvorgang (z. B. das Herstellen des Schließpunktes bzw. der Öffnung der Schaltkontakte) in einer Schnappaktion erfolgt. Das neue Schalt- oder Tastenwerk soll mit einei selbsttätigen Rückstelleinrichtung für die Betätigungseinrichtung, beispielsweise der Taste, versehen sein und es soll beim Anschlag einer Taste der Bedienungsperson das Tastgefühl übermitteln. Außerdem soll auf einfache und bessere Weise der Schaltpunkt für die Schaltkontakte von der Betätigungseinrichtung bzw. von dem Tastenanschlag der Bedienungsperson unabhängig sein, wenn die Betätigungseinrichtung, beispielsweise die Taste, über einen vorbestimmten Hub ausgelenkt wurde.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaltwerk für Tastschalter oder Signalgeber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltwerkes für Tastschalter oder Signalgeber sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Ziele der Aufgabenstellung und die gewünschten Vorzüge des neuen Schaltwerkes mit Sprungmechanik für eine Schalteinrichtung bzw. zur Betätigung eines Signalgebers werden dadurch erreicht, daß dieses Schaltwerk als Hauptbestandteil ein säulenförmiges elastisches Betätigungsglied enthält, das bei einer axialen Druckbelastung nach einem vorgegebenen Leerhub der Schalttaste, beim Erreichen einer ersten kritischen Betätigungskraft plötzlich seitlich ausknickt und mit seinem Knie auf ein Anschlagstück, das ein Kontaktstück oder ein Signalgeber sein kann, aufschlägt. Durch diese Schnappaktion des Schaltwerkes kann das ausgelenkte elastische Betätigungsglied in einem Schalter einen Ruhekontakt öffnen und/oder einen Arbeitskontakt schließen oder einen Signalgeber aktivieren, so daß dieser ein elektrisches Ausgangssignal liefert.

Der Effekt des plötzlichen seitlichen Ausknickens bei Belastung des elastischen Betätigungsgliedes mit der ersten kritischen Betätigungskraft erzeugt auch das gewünschte Tastgefühl beim Anschlag einer Taste oder einer anderen Betätigungseinrichtung, ebenfalls ergibt sich dadurch die gewünschte Kontakt-Hysterese. Um diesem Effekt des plötzlichen seitlichen Ausknickens des säulenförmigen und elastischen Betätigungsgliedes zu erzielen, ist wenigstens ein Ende dieses säulenförmigen Betätigungsgliedes in einer der zwei Lagerstellen so montiert, daß es einen Freiheitsgrad aufweist, der es ermöglicht, daß bei Einwirkung einer bestimmten kritischen Belastung das elastische Betätigungsglied plötzlich seitlich zwangsläufig in einer vorbestimmten Richtung ausknickt, wodurch sich die Belastungsbeanspruchung in dem ausgelenkten Betätigungsglied rapid von einer großen Belastungsbeanspruchung in eine kleine Belastungsbeanspruchung ändert.

In einer bestimmten Ausführungsform bzw. Anwendungsart, vorzugsweise bei Schalttasten, kann das säulenförmige elastische Bctätigungsglied gleichzeitig auch als ein beweglicher elektrischer Leiter und als bewegliches elektrisches Schaltkontaktstück dienen, das durch die seitliche Ausknickung an das benachbarte Anschlagstück anschlägt. Dieses Anschlagstück kann beispielsweise das fest angeordnete Kontaktstück eines Arbeitskontaktes in einer Schalttaste sein, welche bei anliegendem Betätigungsglied eine geschlossene Schaltstelle für einen Stromkreis bildet. Alternativ kann die plötzliche seitliche Auslenkung des säulenförmigen Betätigungsgliedes zur Betätigung eines Signalgebers ausgenützt werden, um Schaltvorgänge elektronisch zu steuern.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Schaltwerk durch drei Ausführungsbeispiele, die Schalttasten und Signalgeber darstellen, anhand von Zeichnungen. Fig. 1 bis 6. ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. la bis Ic ein erstes Ausführungsbeispiei: Schalttasten in verschiedenen Betriebsstellungen im Längsschnitt, deren säulenförmiges Betätigungsglied aus einer in der Längsmittenachse angeordneten schraubenförmigen Druckfeder gebildet wird, wobei diese Druckfeder zur Vorspannung der Taste und als Tasten-Rückstellglied und außerdem als beweglicher Schaltkontakt dient,

Fig. 2aund 2bein zweites Ausführungsbeispiel eines Tastenwerkes in einer Schalteinrichtung, bei der das säulenförmige Betätigungsglied ebenfalls durch eine Druckfeder gebildet wird, die im Ruhezustand durch ein benachbart angeordnetes stationäies Kontaktstück seitlich schwach ausgelenkt ist und an diesem anliegt, so daß bei nicht angeschlagener Taste eine geschlossene Schaltverbindung- Ruhekontakt - in einem Stromkreis besteht. Beim Tastenanschlag hingegen erfolgt plötzlich die seitliche Ausknickung der Druckfeder, wodurch diese von dem stationären Kontaktstück abhebt und sich die Schaltstelle öffnet,

Fig. 3 ein Schaubild, das den Zusammenhang der ι Tastenbetätigungskraft in Abhängigkeit von dem Tastenhub in einem erfindungsgemäßen Tastenwerk zeigt. Die Kurve der Betätigungskraft zeigt, wie die erforderliche Kraft stetig bis zu einem Spitzenwert ansteigt, welcher dem bereits erwähnten Druckpunkt ι entspricht und wie durch den anschließenden Knickeffekt des Betätigungsgliedes, der die Schnappaktion in der Schalteinrichtung erzeugt, die Betätigungskraft sich rapid auf einen kleineren Wert vermindert und

daß anschließend nach diesem Schaltpunkt zu einer weiteren Tastenauslenkung eine steil ansteigende Betätigungskraft erforderlch ist. Die Kurve der Betätigungskraft in Abhängigkeit vom Tastenhub zeigt außerdem das Vorhandensein einer Kontakt-Hysterese, d. h. das verzögerte oder spätere öffnen der Schaltkontakte während der Rückstellung der Taste ir/ -iie Grundstellung, wobei die öffnung bei einem kürzeren Tastenresthub erfolgt als beim Schließen der Schaltkontakte,

Fig. 4 ein Schaubild, das die Quen.iislcnkung bzw. die seitliehe Knickung des elastischen säulenförmigen Betätigungsgliedes zeigt und wie die Querauslenkung einer Funktion der axialen Auslenkung des Bctätigungsgliedes ist,

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemiißen Tastenwerkes, bei dem durch das ausgeknickte Knie des elastischen Betätigungsgliedcs ein

C^- 11

Fig. 6a und 6b eine vergrößerte Dctailansicht des Tastenwerkes im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die beiden Abbildungen zeigen eine mögliche Ausführungsform, wie ein Ende der Druckfeder, die als Betätigungsglied dient, in einer Halterung frei beweglich montiert werden kann, um den gewünschten Knickeffekt des Betätigungsgliedes zu erzielen.

Es ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Schalt- bzw. Tastenwerkes, daß dieses ein elastisches säulenförmiges Betätigungsglied enthält, mit dem der gewünschte Knickeffekt zu erzielen ist. welcl tr dazu dient, die geforderte Schnappaktion zur Durchführung des Schaltvorganges herzustellen und mit dem außerdem noch die gewünschte Kontakt-Hysterese erzeugt wird. Das säulenförmige Betätigungsglied muß deshalb so ausgelegt sein, daß es wiederholt bis zu dem Punkt belastbar ist, bei dem der Effekt der seitlichen Ausknickung auftritt. Zur Erfüllung dieser Forderung wird für das elastische Betätigungsglied kein spezielles Material benötigt. Allgemein gilt, daß ein Betätigungsglied, das eine relativ große Querschnittsfläche aufweist und das aus einem schlecht biegbaren Material besteht, bei einer vorgegebenen Länge eine größere Belastung benötigt, um den Knickeffekt zu erzielen, als ein Betätigungsglied von der gleichen Länge mit einem kleineren Querschnitt, das aus einem leicht biegbaren Material besteht. Eis ist außerdem wohl bekannt, daß die Länge des säulenförmigen Betätigungsgliedes ein wesentlicher Faktor zur Bestimmung des Belastungspunktes ist. bei dem der Knickeffekt zu erhalten ist. Hinweise zur Erzielung des gewünschen Knickeffektes bei den säulenförmigen Betätigungsgliedern sind aus technischen Handbüchern zu ersehen, welche Angaben über verschiedene Materialien und verschiedene Ausführungsformen enthalten. An Hand dieser technischen Informationsunterlagen dürfte es einem Fachmann möglich sein, für jeden Anwendungsfall das erforderliche Betätigungsglied zu schaffen.

Da das säulenförmige Betätigungsglicd das wesentlichste Element in dem erfindungsgemäßen Schaltbzw. Tastenwerk ist, kann, wenn nur eine oder nur wenige Schaltoperationen durchgeführt werden sollen, das Betätigungsglied aus relativ unelastischem Material oder auch brechbarem Material hergestellt werden, oder die Abmessungen des Betätigungsgliedes werden so gewählt, daß es infolge Cbcrbeanspruchung nach einer gewissen Zeit bricht. Für die meisten Anwendungsfälle jedoch wird für die Tastenwerke ein häufiger Gebrauch und eine fange Lebensdauer gefordert, und deshalb ist zur Erzielung dieser Forderungen ein gutes, langzeitbeständiges und elastisches Betätigungsglied Bedingung. In den erfindungsgemä- > Ben Schalt- bzw. Tastenwerken der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind deshalb elastische Betätigungsglieder vorgesehen, die nach mehrmaliger Auslenkung nicht brechen, sehr elastisch und langzeitbeständig sind.

in Das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tastenwerkes, das in verschiedenen Fiinktionsstcllungen durch die Fig. la bis Ic dargestellt ist. dient als elektrischer Tastschalter und besteht aus der nachstehend beschriebenen Konstruktion. Das

π elastische, säulenförmige Betätigungsglied 14 ist zwischen zwei Haltezapfen 12 und 18. welche als Lagerstellen dienen, angeordnet. In Fig. la befindet sich das Betätigungsglied 14, wie dargestellt ist. im unbelasteten. eniSPSIintS" Z^llct^Qr!ii b**· Ί^πΐ iVif* Tsist** nirhl

:« angeschlagen ist. (In der Praxis ist dieses Betätigung.iglied 14 von ca. 25 g belastet.) Gemäß den Abbildungen in Fig. la bis Ic ist der obere Haltezapfen 12 mit einem Tastenknopf 10 verbunden, durch den beim Tastenanschlag eine in axialer Richtung wirkende

r> Druckkraft auf dieses Betätigungsglied 14 einwirkt. Das säulenförmige Betätigungsglied 14 und die beiden Haltezapfen 12, 18 sind von einem Anschlagstück 16. beispielsweise einer Führungsbuchse, Hülse oder von Führungsschienen ganz oder teilweise umgeben, worn bei diese aus gut elektrisch leitendem Material bestehen. Der mit dem oberen Haltezapfen 12 verbundene Tastenknopf 10 ist in axialer Richtung verschiebbar zu der leitenden Führungshülse 16 angeordnet. Anstelle der Führungsbuchse 16 können außer der bc-

i". reits erwähnten Hülse oder den Führungsschienen auch noch andere Formelemente zur Aufnahme des Betätigungsgliedes 14 der beiden Haltezapfcn 12. 18 und des Tastenknopfes 10 verwendet werden. Auch der Tastenknopf 10 ist den jeweiligen Erfordernissen

in entsprechend gegebenenfalls durch einen Drehhebel oder ein anderes geformtes Krafteinleitglied erse.zbar. Wie aus den Fig. 1 zu ersehen ist. liegt die als elastisches Betätigungsglied 14 dienende Druckfeder über ihren unteren Haltezapfen 18. der ebenfalls ■> elektrisch leitend und von der Führungsbuchse 16 isoliert ist. an einem Pol der Spannungsquelle 22. Der untere elektrisch leitende Haltezapfen 18 ist in einer Isolierscheibe 20. welche als feste Auflage dient, angeordnet, die am unteren Ende in die Führungsbuchsc

Vi 16 fest eingesetzt ist. Auch die Führungsbuchse 16 ist mit einem elektrischen Anschluß versehen, und sie liegt über diesem und das zu schaltende Bauelement an dem anderen Pol der Spannungsquelle 22, jedoch ist der so gebildete Stromkreis noch nicht geschlossen.

-,-, wie die Fig. Ia und 1 b zeigen, weil das elastische Betätigungsglied 14 noch nicht seitlich so weit ausgclenkt bzw. geknickt ist, daß es die Innenseite der leitenden Führungsbuchse 16 berührt; es besteht somit noch eine offene Schaltstelle. Bei dieser vorstehend er-

Mi wähnten Ausführung des Tastenwerkes ist noch zu beachten, daß das obere Ende der Druckfeder nicht mit der leitenden Führungsbuchse 16 in Verbindung kommt. Zu diesem Zweck wird der obere Haltezapfen 12 und gegebenenfalls auch der Tastenknopf 10 aus

ei Isoliermaterial hergestellt. Es kann jedoch auch die Führungsbucrrsc 16 so gestaltet werden, daß auch der obere Haltezapfen 12 aus Metall bestehen kann und daß dennoch eine Isolation zwischen diesen Teilen gc-

geben ist.

Die Fig. Ib zeigt das elastische Betätigungsglied 14 in einem etwas seitlich ausgelenkten Zustand, infolge einer nur geringen, auf den Tastenknopf 10 einwirkenden Belastungskraft L. Die Steigerung der Belastungskraft L wird sich ebenfalls auf die seitliche oder Querauslenkung der Druckfeder auswirken, und zwar derart, daß bei Erreichung des kritischen Belastungspunktes für dieses Betiitigungsglied 14 bei diesem plötzlich der Knickeffekt in Erscheinung tritt, wodurch schlagartig eine Kontakt verbindung der quer ausgelenkten Druckfeder mit der Führungsbuchse 16 zustande kommt, siehe Fig. 1 c. Bei diesem kritischen Belastungspunkt, der dem eingangs erwähnten Druckpunkt entspricht, dreht sich plötzlich wenigstens ein F.nde oder beide Enden des Betätigungsgliedes 14 über einen Punkt in der Endauflagefläche in den Halterungen 12, 18, und es erfolgt eine rapide Quer-

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und zwar so weit, daß dessen Knie eine Kontaktverbindung mit der Führungsbuchse 16 herstellt, welche einen guten Kontaktdruck aufweist. Befindet sich das elastische Betätigungsglied 14 einmal in diesem Knickzustand, dann wird zunächst nach einer Verringerungoder Wegnahme der Belastungskraft /. wie dies bei der Rückstellung des Tastenknopfes 10 geschieht, nicht sofort die Schaltverbindung unterbrochen und die Schaltstelle geöffnet; vielmehr bleibt die Kontaktverbindung bzw. die Schaltstelle zwischen der Führungsbuchse 16 und dem geknickten Betätigungsglied auch noch eine gewisse Zeit bei verminderter Belastungskraft L erhalten, und zwar so lange, bis ein /weiter kritischer Punkt der Belastungskraft für das jetzt geknickte Betätigungsglied 14 erreicht ist, bei dem das Belastungsglied 14 plötzlich vom geknickten in den geraden Zustand zurückspringt. Dieser zweite kritische Punkt, bei dem die Knickauslenkung des Betätigungsgliedes 14 verschwindet, liegt bei einer Belastungskraft, die kleiner ist als die Belastungskraft /. zur Erzeugung der Knickauslenkung. Um das beim Tastenanschlag durch den Knickeffekt seitlich ausgelenkte Betätigungsgü·-;! 14 wieder vom geknickten Zustand in den normalerweise geraden, gestreckten Zustand zu bringen und die Schaltverbindung zu öffnen, wird diese sprungartige Zurückführung in die Rückstellbewegung des Tastenknopfes 10 verlegt. Durch die Ausnützung des Knickeffektes in Verbindung mit dem elastischen Betätigungsglied 14 wird ai'f diese Weise die bei vielen Schalteinrichtungen gewünschte Kontakt-Hysterese erzielt, deren Vorzüge und deren Auswirkung bereits früher erläutert wurde. Bei dem erfindungsgemäßen Tastenwerk, beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, ist es wesentlich, daß wenigstens eine oder beide der Lagerstellen für die Enden des säulenförmigen Betätigungsgliedes 14 in den Haltezapfen 12,18 so gestaltet sind, daß wenigstens ein Ende des Betätigungsgliedes 14 in einer Lagerstelle der Haltezapfen 12, 18 über einen gewissen Bereich verdrehbar oder schwenkbar ist, um die seitliche Ausknickung des Betätigungsgliedes zu ermöglichen. Weitere Einzelheiten, wie diese Drehbewegung bewerkstelligt wird, werden später noch erläutert. Aus den Fig. I ist auch /u ersehen, daß wenigstens eine Lagerstelle, z. B. der untere Haltezapfen 18, so ausgebildet sein mu3, daß er der axial wirkenden Belastungkratt widerstehen kann, die an der anderen Lagerstelle über den oberen Haltezapfen 12 eingeleitet wird mit dem Zweck, in dem elastischen Belastungsglied 14 eine mechanische Spannung zu erzeugen, die letztlich den Knickeffekt auslöst. Beim ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßeti Tastenwerkes besteht das elastische

• Betätigungsglied 14, wie die Fig. la bis Ic zeigen, aus einer in axialer Richtung zusammendrückbaren Schraubenfeder. Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend kann jedoch anstelle einer Schraubenfeder auch ein elastischer Metallstreifen, ein oder mehrere

ι» elastische Drähte oder eine ähnliche federnde Anordnung als Betätigungsglied 14 verwendet werden.

Ein anderes, zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tastenwerkes ist in den Fig. 2a und 2 b abgebildet, hei dem gegenüber dem ersten Aus-" > führungsbeispiel nach den Fig. 1 die Fiihrungsbuchse 16 nicht leitend ist, sondern statt dessen zwei eingesetzte elektrisch leitende Metallstreifen 30 und 32 enthält, welche au* Kontaktstücke der Schalteinricntung dienen Wir aus iler Fig. 2a /u ersehen ist. ist

-·" der eine Metallstreifen 30 an seiner Kontaktstelle so abgewinkelt, daß das bereits etwas schwach ausgelenkte Betätigungsglied 24 mit einer gewissen seitlichen Vorspannung, die dem Kontaktdruck entspricht, an dem Kontaktstück des Metallstreifens 30 anliegt.

j". Diese Anordnung des Metallstreifens 30 und des Betätigungsgliedes 24 bildet somit einen geschlossenen Ruhekontakt bei nicht angeschlagener Taste. Werden die beiden Anschlüsse zum Metallstreifen 30 und zum Betätigungsglied 24 mit in Reihe geschalteten Bau-

JH elementen und einer Spannungsquelle 22 verbunden, so ergibt sich ein geschlossener Stromkreis so lange, bis die Taste angeschlagen wird, wodurch sich plötzlich das Betätigungsglied 24 von dem Kontaktstück des Metallstreifens 30 abhebt. Aus der Fig. 2a ist zu

r> ersehen, daß das gebogene Kontaktstück des Metallstreifens 30 das elastische Betätigungsglied 24 in eine bestimmte Lage bzw. in eine Vorzugsrichtung auslenkt; und aus der Fig. 2b ist weiter zu ersehen, daß seitlich in die Führungshülse eingesetzte Führungs-

iH stücke 28 bewirken, daß zwangsläufig das elastische Betätigungsglied 24 bei der Querauslenkung durch den Tastenanschlag zu dem Metallstreifen 32, welcher zusammen mit dem Betätigungsglied 24 einen Arbeitskontakt bildet, ausgelenkt wird. Diese Schaltein-

r. richtung enthält somit einen Umschaltkontakt, der dem Ruhekontaktstreifen 30 gegenüberliegt. Es ist verständlich, daß die Führungsstücke 28 nicht unbedingt erforderlich sind, wenn die beiden Metallstreifen 30. 32 und insbesondere der den Arbeitskontakt bil-

>(i dende Metallstreifen 32 in der Breite so gewählt werden, daß sie ähnlich wie in Fig. 1 große leitende Flächen am Umfang der Führungsbuchse bilden. Dieses zweite Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2a und 2b bildet somit ein einfaches Tastenwerk mit einer Schalteinrichtung, die einen Ruhekontakt und einen Arbeitskontakt aufweist, weiche beispielsweise als Umschaltkontakt einsetzbar sind.

Wie man aus den F i g. 2 a, 6 a und 6 b ersehen kann, sind die Lagerstellen 36 der Haltezapfen 12 im unteren Teil 26 des Tastenknopfes oder des unteren Haltezapfens 18 in der Auflage 20, die zur Aufnahme der Enden des elastischen Betätigungsgliedes 24 dienen, so geformt, daß sie auch, wenn das elastische Betätigungsglied 24 sich im geknickten, d. h. quer ausgelenkten Zustand befindet, einen Teil des Umfanges der Enden vom Beiäiigungsgüed 24 aufnehmen, oder in anderen Worten erläutert: Es ist wenigstens eine Lagerstelle 36 so gestaltet, vorzugsweise die obere,

daß bei nicht ausgelenktem Batatigungsglicd 21 dessen eines Ende voll in die Lagerteile 36 eingreift und daß wähiond der Querauslenkung des Betätigungsgliedes 24 sich dieses Ende in einer kippähnlichen Bewegung drehen kann, ohne daß dieses Ende aus der Lagerstelle 36 oder einem Haltezapfen 12,18 springt, und daß wenigstens ein Teil von diesem Ende in der Lagerstelle 36 sicher abgestützt und gehalten wird. Zur Erfüllung dieser Forderung können die Hallezapfen 12, 18 bzw. die Lagerstelle 36 eine kalottenförmige Form aufweisen, so daß das gesamte Federendstück auch im ausgelenkten Zustand voll aufliegt, jedoch sind auch andere Ausführungsformen zweckmäßig, z. B. solche, wie sie in den Fig. 6a und (Sb dargestellt sind.

Die Kurven des Schaubildes nach der Fig. 3 zeigen im Schema, wie sich die Belastungskraft an den Enden des elastischen Betiitigungsgliedes 14, 24 in Abhängigkeit von der Ouerauslenkung des elastischen Betätigungsgliedes 14, 24 ändert. Diese Darstellung in der Fig. 3 ist h'lfreich zum Verständnis des Knickeffektes bei einem elastischen Betätigungsglied 14, 24, wie es als Hauptbestandteil in den erfindungsgemäßen Tastenwerken verwendet wird. Aus diesem Schaubild ist zu ersehen, daß beim Anschlag der Taste 10 zur Auslenkung des Betätigungsgliedes 14, 24 bereits zu Anfangeine Vorspannung bzw. Vorbelastung des Betätigungsgliedes 14, 24 zu überwinden ist, welche durch den Punkt 40 im Schaubild dargestellt ist. Ab dem Vorlastpunkt 40 steigt die Belastungskraft für das Betätigungsglied in Abhängigkeit vom Tastenhub linear bis zu einem Punkt 42 an, der in etwa dem Druckpunkt entspricht. Auf diesen Punkt 42 folgt in einem kleinen Übergangsbereich der Knickpunkt 43, bei dem die Belastung plötzlich auf einen Minimalwert, dargestellt durch den Punkt 44, abfällt, weil in diesem Bereich schlagartig das elastische Betätigungsglied 14, 24 seitlich ausknickt. Ab dem Belastungspunkt 44, der dem ausgeknickten Zustand des Belastungsgliedes 14, 24 entspricht, erhöht sich hei einer weiteren Abwärtsbewegung der Taste 10 bzw. der Vergrößerung des Tastenhubes sehr schnell die Belastungs- oder Betätigungskraft L, und die Kraftkurve steigt steil an, weil das quer ausgelenkte Betätigungsglied 14, 24 seitlich an der Führungsbuchse 16 oder an dem Kontaktstück des Metallstreifens 32 anliegt. In diesem Knickzustand, d. h. ab dem Belastungspunkt 44, ist der Arbeitskontakt des Tastenwerkes geschlossen. Bei einer weiteren Steigerung der Anschlags- oder Betätigungskraft für die Taste 10 ergibt sich nur noch ein verhältnismäßig kleiner Uberhub für die Tastenbewegung, und die Belastungskraft steigt sehr steil über den Druckpunkt 42 an, wie das Kurvenendstück 45 zeigt, ohne daß sich sine wesentliche Änderung ergibt. Wird am Ende des Tastenhubes der angeschlagenen Taste 10 die Betätigungskraft durch eine Beendigung des Tastenanschlages verringert, so verbleibt zunächst das ausgelenkte Betätigungsglied 14, 24 in diesem Knickzustand so lange, bis die Belastungskraft den Mindestwert, der dem Punkt 44 entspricht, unterschreitet, also kleiner wird als die Belastungskraft, die zur Aufrechterhaltung der Knickung erforderlich ist. Dieser Kraftverlauf ist durch den Pfeil und die waagerechte Kurvenstrecke im Schaubild der Fig. 3 dargestellt. Die öffnung der bisher geschlossenen Schaltsteüe erfolgt beim Punkt 46 der Belastungskurve, da ab diesem Öffnungspunkt 46 die Belastungskraft und der Tastenhub so abgestimmt sind, daß das elastische

Betätigungsglied 14, 24 plötzlich in die gestreckte Ausgangsstellung zurückspringt.

Aus dem Schaubild der Fig. 4 ist die Querauslenkung, d. h. die seitliche Ausknickung des elastischen Betätigungsgliedes 14, 24 in Abhängigkeit von der axialen Verschiebung eines Endes des lieiätigungsgliedes 14, 24 bzw. des Tastenhubes zu ersehen. Die Auslenkungskurve zeigt zunächst in ihrem Anfangsbereich, daß beim Anschlag einer Taste die Queraus lenkungdeselastischen Betätigungsgliedes 14, 24 sich allmählich in einem linearen Verhältnis zur axialen Auslenkung erhöht und daß ein praktisch linearer Verlauf bis zum Kurvenpunkt 50 besteht, der dem Druck- oder Knickpunkt entspricht, bei dem der Knickeffekt auftritt, durch den das elastische Betätigungsglied 14. 24 plötzlich seine Querauslenkung um einen sehr großen Betrag ändert, wobei hingegen nur eine geringfügige axiale Verschiebung des einen Endes des elastischen Betätigungsgliedes 14, 24 erfolgt. Wenn das Knie des quer ausgelenkten Betätigungsgliedes 14. 24 eine Stoppstelle 52 des Anschlagstückes 16 erreicht, beispielsweise daß es an dem Kontaktstück des Metallstreifens 32 oder an der Seitenwand der Führiingsbuchse 16 unter Druckeinwirkung anliegt , dann ist diese seitliche Auslenkung beendet, und dieser Zustand ist im Schaubild als Kurvenpunkt 52 dargestellt. Liegt das Knie des elastischen Betätigungsgliedes 14, 24 an einer Anschlagstelle an, dann ist wohl die seitliche Auslenkung beendet, jedoch ist ab diesem Stoppunkt 52 immerhin noch eine axiale Verschiebung des oberen Eides vom Betätigungsglied 14, 24 bzw. des Tastenknopfes 10 möglich, wobei sich jedoch die Belastung bzw. Betätigungskraft rapide erhöht. Befindet sich nach einem vollendeten Tastenanschlag der Tastenknopf 10 in seiner Rückwärtsbewegung in die Ausgangs- bzw. Grundstellung, wobei sich die Betätigungskraft verringert, dann bleibt zunächst, wie bereits dargelegt wurde, der ausgeknickte Zustand des Betätigungsgliedes 14, 24 erhalten bis zu einem restlichen Tastenhub, der dem Kurvenpunkt 56 zugeordnet ist. Bei Erreichung dieser Tastenposition, der auch eine bestimmte Belastungskraft zugeordnet ist. springt plötzlich das ausgelenkte elastische Betätigungsglied 14, 24 in den praktisch gestrect '?n Ausgangszustand zurück, wobei dieses Zurückschnellen dem senkrechten Kurventeil 54 im Schaubild der Fig. 4 entspricht. Der beinahe senkrechte Verlauf des Kurventeiles 54 von der Stoppstelle zum Öffnungspunkt 56 in der Fig. 4 zeigt, daß während des Zurückschnellens des geknickten Betätigungsgliedes 14, 24 in den gestreckten Zustand nur eine geringfügige axiale Verschiebung des oberen Endes des Betätigungsgliedes 14, 24 bzw. des Tastenknopfes 10 erfolgt. Ab dem Öffnungspunkt 56 bis zur Grundstellung ist dann die Rückstellkurve annähernd deckungsgleich mit dem Anfangsbereich der Auslenkungskurve, und es besteht wiederum ein etwa lineares Verhältnis zwischen der axialen und der Querauslenkung des Betätigungsgliedes 13, 14.

Die Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltwerkes in einem Tastenwerk, bei dem das Knie des ausgeknickten Betätigungsgliedes 24 einen piezoelektrischen bzw. einen anderen Signalgeber 25 betätigt, zwecks Erzeugung eines elektrischen Signalimpulses für irgendwelche elektronischen Schaltungsanordnungen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise durch den Schlag oder Stoß, den das ausknickende Knie des ela-

siischen Betätigungsgebers 24 beim Auftreffen auf die Oberfläche des piezoelektrischen Signalgebers 25 ausübt, ein Spannungsimpuls erzeugt, welcher an den Anschlußpunkten 27 zwecks weiterer Verarbeitung zur Verfügung steht. Dieses Spannungssignal wird jedoch in seiner Amplitude nicht konstant sein, auch wenn das Knie des ausgelenkten Betätigungsgliedes 24 weiterhin auf den Signalgeber 25 drückt, sondern es wird infolge der inneren Ausgleichsvorgänge im Signalgeber 25 auf den Wert 0 abfallen, und es wird ein neuer Spannungsimpuls bei Freigabe der Taste erzeugt, wenn die Druckeinwirkung des Betätigungsgliedes 24 auf den Signalgeber 25 beim Zurückschnellen des Betätigungsgliedes 24 in die Grundstellung aufhört.

Anstelle des piezoelektrischen Signalgebers 25 kann ai>ch ein kapazitiver Signalgeber in dem erfindungsgemäßen Tastenwerk Verwendung finden. Derartige kapazitive Signalgeber sind bereits bekannt und beispielsweise im IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 5.Nr. 12. Mai 1963, Seite 22 oder Vol. 12.Nr. 8, Januar 1970, Seite 1166, beschrieben.

Außer den vorstehend erwähnten Signalgebern 25 können in einem derartigen erfindungsgemäßen Schalt- oder Tastenwerk auch noch andere Signalgeber Verwendung finden, bei denen es nicht erforderlich ist, daß das Knie des ausgelenkten Betätigungsgliedes 24 auf der Oberfläche des Signalgebers aufschlägt. Beispielsweise kann der Signalgeber eine photoelektrische Anordnung sein, die durch die Ausknickung des elastischen Betätigungsgliedes 24 gesteuert wird. In diesem Anwendungsfall enthält der Signalgeber 25 ein photoelektrisches Element. Solche photoelektrischen Geberanordnungen, bei denen ein bewegtes Objekt einen Lichtstrahl unterbricht oder dessen Helligkeitswert steuert, um plötzlich einen elektronischen Trigger anzustoßen, sind dem Fachmann bekannt und sie brauchen hier nicht wiederholt beschrieben werden.

Die Fig. 6a und 6b zeigen in einer detaillierten, stark vergrößerten Schnittansicht die obere Lagerstelle 36, bei der das obere Ende des elastischen Betätigungsgliedes 24 nach Fig. 2a in den Haltezapfen 12 eingreift, welcher der untere Teil eines verschiebbaren Tastenknopfes 10 sein kann. Aus diesen Figuren ist zu ersehen, wie in die Lagerstelle 36 die Endwindungen der Druckfeder eingreifen, die das Betätigungsglied 24 bildet, und wie diese drehbeweglich sind bzw. eine Kippbewegung ausfühlen können, wenn die Druckfeder vom gestreckten in den ausgeknickten Zustand springt. Die beiden Fig. 6a und 6b lassen erkennen, daß die Lagerstelle 36 rillenförmige Vertiefungen enthält, in denen hei allen Zuständen der Druckfeder ein Teil der Eindwindungen drehbeweglich gehalten wird, so daß auch im ausgclenkten Zustand das Bctätigungsglicd 24 nicht abspringen kann, sondern sicher geführt ist. Anstelle der abgebildeten Lagerteile 36 sind auch noch andere Ausführungen möglich, weiche eine Drehbcweglichkeit des Betätigungsglicdcs 24 gestatten. Diese Drehbcweglichkeit in der Lagerstein 36 der L^:ndvi indungen der Druckfeder oder eines anderen Betäligungsgliedcs 24 über einen Punkt an seinem Umfang bewirkt eine Übcrknikkung über einen Bereich, der von der axialen Auslenkung und einer kleineren Dclastungskraft abhängig ist, wobei dieser Bereich der Hysterese entspricht, oder anders ausgedrückt: Durch die Schwenkbewegung wenigstens eines Endes vom Betätigungsglied 24 ändert sich der Winkel zur Normalachse und damit auch die Energiekomponente, so daß ein niedriger Energiezustand vorliegt, wodurch der ausgelenkte Zustand des Betätigungsgliedes zunächst erhalten bleibt, und zwar so lange, bis die axiale Belastungskraft die vorgenannte Energiekomponente unterschreitet, worauf das gespannte Betätigungsglied 24 unverzüglich in den gestreckten Zustand zurückschnellt.

ίο Beschreibung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Tastenwerkes:

Diese Funktionsbeschreibung wird an Hand des bereits in seiner Konstruktion erläuterten ersten Ausführungsbeispieles nach den Fig. la bis Ic vorgenommen. Wie aus diesen Figuren zu ersehen ist, wird ein Tastenknopf 10 von einer Bedienungsperson durch Herunterdrücken angeschlagen. Sobald der Tastenknopf 10 gedrückt wird, erfolgt durch die axiale Bewegung des Tastenknopfes 10, die auf das säulenförmige Betätigungsglied 14 (in diesem Fall eine Druckfeder) einwirkt, eine Kompression dieser Druckfeder. Durch diese Komprimierung erfolgt gleichzeitig eine kleinere seitliche Ausbiegung des säulenförmigen Betätigungsgliedes 14, ähnlich der Darstellung in der Fig. Ib. Diese schwach gewölbte Kurve weist zwei Biegepunkte auf, und sie benötigt zu ihrer Verformung eine relativ große Belastungsenergie, die in dieser Druckfeder gespeichert ist. Wird durch die weitere Betätigung des Tastenknopfes 10

so eine stärkere Belastung auf das bereits etwas gebogene Betätigungsglied 14 ausgeübt, dann verbiegt sich diese in einem linearen Verhältnis, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, und die mechanische Spannung steigt bis zu dem Punkt 42 der Fig. 3 an, bei dem

r, das gekrümmte Betäligungsglied 14 plötzlich unstabil wird und schlagartig seitlich in einen Belastungszustand ausknickt, bei dem eine kleinere Energiespeicherung vorliegt und in dem das Betätigungsglied 14 nur noch einen Biegepunkt aufweist, welcher ein Knie

4ft darstellt. Während des Vorgangs, in dem das Betätigungsglied 14 vom schwach gekrümmten in den Knickzustand springt, schwenken bzw. verdrehen sich auch die Enden des Betätigungsgliedes 14 in den Lagerstellen 36 der Haltezapfen 12,18 um einen Punki

•r, ihrer Auflage. Dieses plötzliche Ausknicken des säulenförmigen Betätigungsgliedes 14 bewirkt, daß sich ein Knie an dem gekrümmten Betätigungsglied 14 bildet, das durch die Qucrauslcnkung schlagartig an die Seitenwand der Führungsbuchse 16 angedrückt wird

,η wodurch sich zwischen diesem Knie und der Füh rungsbuchsc eine geschlossene Schaltstellc bildet durch die der Stromkreis zur Spannungsquelle 22 gc schlossen wird. Die Bedienungsperson fühlt bein Tastenanschlag, wie der mechanische Widerstand siel

V) allmählich erhöht und wie er plötzlich nach der Über windung des Druckpunktes sich auf einen Minimal wert verringert. Durch diese Änderung wird der Bc dicnungspcrson angezeigt, daß der Schaltvorgan) stattgefunden hat. Dieser Vorgang und der Zusam

hi mcnhang zwischen erforderlicher Kraft zur Bctäti gutig des Tastenknopfes in Abhängigkeit vom Tasten hub wurde bereits bei der Erläuterung der IMg. '. dargelegt. Wird auf die angeschlagene Taste wciterhii eine Druckkraft ausgeübt, nachdem das elastische Bc

h', tätigungsglied 14 bereits in den Knickzustand gc sprungcn ist. dann wird auch bei einer Erhöhung de Druckkraft an der Sehaltstelle zwischen dem Knie de bctätigungsgliedcs 14 und der I iihrtingsbuchsc Ii

praktisch der Kontaktdruck nicht wesentlich erhöht, sondern diese Betätigungskraft wird lediglich den Tastenhub noch etwas vergrößern und bewirken, daß sich die Spannung in dem geknickten Betätigungsglied 14 erhöht.

Wenn am Ende des Tastenhubes der angeschlagenen Taste die Druckeinwirkung auf den Tastenknopf 10 aufgehoben wird, dann wird die Taste infolge der in dem gebogenen Betätigungsglied 14 gespeicherten Spannkraft sich schnell in ihre Ausgangsstellung zurückbewegen. Aber weil sich die Zustände an den Lagerstellen 36 der Enden des Betätigungsgliedes 14 infolge der Schwenk- bzw. Drehbewegung geändert haben mit Bezug zur Säulenachse, ist eine kleinere Kraft erforderlich, um das ausgeknickte Betätigungsglied 14 in diesem Zustand zu erhalten, welcher der geschlossenen Schaltstellung entspricht. Dies besagt, daß die Schaltstelle zwischen dem Knie des Betätigungsgliedes 14 und der Fiihrungsbuchse 16 so lange geschlossen bleibt, bis die Rückstellkraft kleiner ist als die Belastungskraft zur erforderlichen Ausknikkung des Betätigungsgliedes 14. Derartige Knickvorgänge sind in dem Fachbuch »Mechanical Springs«, Verfasser Wahl, zweite Ausgabe, Seite 69, erschienen im Verlag McGraw-Hill, ausführlicher beschrieben. Da das plötzliche Schließen und öffnen der Schaltstelle in dem erfindungsgemäßen Tastenwerk bei verschiedenen Tastenhüben erfolgt, und zwar das Schließen beim Anschlag der Taste und das öffnen bei der Rückstellung der Taste, ergibt sich eine Kontakt-Hysterese, welche bei den meisten Schalteinrichtungen sehr zweckmäßig ist, und außerdem ergibt sich für die Bedienungsperson noch das erwünschte Tastgcfünl. ,

Die Wirkungsweise und die Funktion bei den ande-

ren Ausführungsbeispielen, welche in den Fig, 2 und 5 abgebildet und auch beschrieben wurden, sind ähnlich, außer daß in der Fig. 2 die Führungsstücke 28 und der Metallstreifen 30 vorgesehen sind, wobei letzterer zusammen mit der Druckfeder einen geschlossenen Ruhekontakt bildet. Durch die in die Führungsbuchse 16 eingesetzten Führungsstücke 28 nach den Fig. 2 und 5 soll erreicht werden, daß das in der Grundstellung bereits leicht gekrümmte Betätigungsglied 24, das vorzugsweise eine etwas vorgespannte Druckfeder ist, bei Erreichen des kritischen Belastungspunktes mit Sicherheit in die gewünschte Richtung ausknickt und auf das zugeordnete Kontaktstück bzw. den Signalgeber 25 auftrifft.

In der vorstehenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen wurden einige Vorteile des erfindungsgemäßen Schalt- bzw. Tasteawerkes aufgezeigt. Zusammengefaßt bestehen die Vorzüge, daß das neue Tastenwerk einfacher, stabiler und auch zuverlässiger ist als bekannte Tastenwerke oder Betätigungseinrichtungen für Schalter oder Signalgeber, außerdem ist das neue Tastenwerk billiger herzustellen. Die Erfindung ermöglicht die einfache Herstellung eines elektromechanischen Schaltmechanismus, der eine erwünschte Kontakt-Hysterese aufweist und der außerdem zur Durchführung der Schaltvorgänge eine gewünschte Schnappaktion ausführt, wobei für die Schaltmechanik nur sehr wenige und einfache Bauteile erforderlich sind. Weiterhin wird bei dem neuen Tastenwerk der Bedienungsperson beim Tastenanschlag das gewünschte Tastgefühl in der Form von unterschiedlichen Betätigungskräften übermittelt, wodurch die Bedienungsperson informiert wird, zu welchem Zeitpunkt der Schaltvorgang ausgelöst wurde und stattgefunden hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltwerk eines Tastschalters oder Signalgebers, bei dem ein durch die Einwirkung einer Druckkraft zwischen zwei Lagerstellen beweglich angeordnetes längliches elastisches Betätigungsglied wenigstens in Querrichtung zu seiner Längsachse durch Biegung zu einem stationären Anschlagstück hin auslenkbar ist, wobei dieses als festes Kontaktstück einer Schaltstelle oder als elektrische Signalquelle gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Betätigungsglied (14, 24) zwischen einer unteren festen Auflageplatte (20), die eine untere Lagerstelle (18) aufweist und einem darüber angeordneten, in einem Führungsteil verschiebbaren Druckstück (10,26) eingesetzt ist, das in seiner Unterseite die obere Lagerstelle (12, 36) enthält,

h) daß Jas Druckstück (10, 26) die Betätigungskraft (L) in axialer Richtung auf das Betätigungsglied (14, 24) überträgt,

c) daß wenigstens eine Lagerstelle (12,18, 36) von einem Ende des Betätigungsgliedes (14, 24) so drehbeweglich ist, daß bei ansteigender Betätigungskraft (L) sich zunächst das Betätigungsglied (14, 24) schwach bogenförmig krümmt und daß bei einer größeren Betätigungskraft (L), die einem bestimmten ersten kritischen Wert entspricht, dem ein bestimmter Hub des Druckstückes (10, 26) zugeordnet ist, eine p* jtzliche seitliche Abknickung des Betätigungsgliedes (14,24) unter Bildung eines Knies möglich ist,

d) daß bezogen auf die Ruhestellung des Betätigungsgliedes (14,24) im Bereich und im Abstand, der der seitlichen Knickauslenkung entspricht, wenigstens ein das Betätigungsglied (14, 24) ganz oder teilweise umgebendes Anschlagstück (16, 32, 25) angeordnet ist,

e) und daß das Betätigungsglied (14, 24) so aufgelegt ist, daß es bei einer Verminderung der Betiitigungskraft (L) auf einen zweiten kritischen Wert (46), dem ein Resthub des Druckstückes (10, 36) zugeordnet ist, plötzlich in den gestreckten Zustand zurückspringt.

2. Schaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hctätigungsglied (14, 24) vorzugsweise eine unter geringer Vorspannung stehende, durch Druckkraft komprimierbare Schraubenfeder, eine Blattfeder oder ein elastisches Drahtstück ist.

3. Schaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Betatigungskraft (/.) übertragende Druckstiick (10, 26) der untere schaftförmige Teil eines Tastenknopfes (10) ist, der selbsthaltend und in axialer Richtung verschiebbar im oberen offenen Ende einer Führungsbuchse eingesetzt ist, deren geschlossenes unteres Ende die Auflageplatte (20) bildet, die die untere Lagerstelle (18) enthält, daß im Hohlraum der Fiihrungsbuchse sich in Längsrichtung erstrekkend das Betätigungsglied (14, 24) angeordnet ist und daß auf etwa halber Höhe des Betiiligungsgliedes (14, 24) in der Seitenwand der Führungs-

buchse das Anschlagstück (16,25) angeordnet ist,

4. Schaltwerk eines Tastschalters mit Arbeitskontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der komplette Tasten-

■> knopf (10) und die untere Auflageplatte (20) aus elektrisch isolierendem Material bestehen, daß das Betätigungsglied (14,24) sowie wenigstens der als festes Kontakt-Anschlagstück (16) dienende Teil der Führungsbuchse, an dem das Knie drs ausgelenkten Betätigungsgliedes (14, 24) als bewegliches Kontaktstück anschlägt und die in der Auflagefläche (20) angeordnete untere Lagerstelle (18) elektrisch gut leitend ist und daß das Anschlagstück (16) und die untere Lagerstelle (18) äußere

ιϊ Anschlußstellen für einen Stromkreis aufweisen (Fig. la bis Ic).

5. Schaltwerk eines Tastschalters mit einem Umschaltkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der komplette

>o Tastenknopf (10) und die Führungsbuchse einschließlich der Auflageplatte (20) aus Isoliermaterial bestehen, daß die Führungsbuchse an ihrer Innenwand zwei diametral einander gegenüberliegende, mit äußeren Anschlüssen versehene fe-

.'-> ste Kontaktstücke enthält, die vorzugsweise aus Metallstreifen (30,32) bestehen, daß der dem Ruhekontakt zugeordnete Metallstreifen (30) an seinem als Kontaktstück dienenden Teil so gebogen ist, daß dieses an dem in der Ruhestellung befind-

iii liehen Betätigungsglied (24) anliegt und dieses aus seiner Grundstellung etwas seitlich in Richtung zum benachbarten Anschlagstück (32) auslenkt, das der als Arbeitskontakt dienende zweite Metallstreifen (32) bildet, und daß das als bewegliche

γ, Kontaktstück dienende Betätigungsglied (24) über seine untere Lagerstelle (18) mit einem äußeren elektrischen Anschlußteil verbunden ist (Fig. 2a und 2b).

6. Schaltwerk für einer» durch Tastendruck bein tätigbaren Signalgeber ;iach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Führungsbuchse an zwei einander gegenüberliegenden Stellen in den Hohlraum ragend einerseits ein Auslenkstück und andererseits das Anschlagstück

r, (25) angeordnet sind, daß in der Ruhestellung das Auslenkstück das Betätigungsglied (24) etwas seitlich in Richtung zum benachbarten Anschlagstück (25) auslcnkt und daß das Anschlußstück (25) ein vom Betätigungsglied (24) aktivierbarer

mi elektroinechanischer oder photoelektrischer Signalgeber ist.

7. Schaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis ή, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Betiitigungsgliedes (24) zwei die richtige

i, Querbewegung des Betätigungsgliedes (24) von der Ruhestellung zum Anschlagstück (25, 32) und zurück lenkende Führungsstücke (28) vorgesehen sind (Fig. la, 2b und 5).