DE2241346A1

DE2241346A1 - Tastenschalter, insbesondere fuer tastaturen in schreibmaschinen und aehnlichen maschinen

Info

Publication number: DE2241346A1
Application number: DE2241346A
Authority: DE
Inventors: Werner Westram
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-23
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1974-03-21
Also published as: CA998081A; US3866006A; DE2241346C3; BE803941A; DE2241346B2; ZA735396B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastenschalter, insbesondere für Tastaturen in Schreibmaschinen und ähnlichen. Maschinen, z.B..Fernschreibmaschinen, wobei die Tastenbetätigung gegen eine Federkraft erfolgt und der bewegliche Kontaktarm an.eine in Tastenschaft angeordnete keilförmig verlaufende Betätigungsfläche federgefesselt ist, so daß der bewegliche Kontaktarm an den Gegenkontakt beim Niederdrücken der Taste herangeführt wird.

Es sind eine Reihe von Drucktastenanordnungen bekannt (GM 608 428, GM 1 926 774, DAS 1 064 562), bei welchen die Kontaktfedersätze parallel zum Tastenschaft angeordnet sind und über am Tastenschaft angeordnete konisch" verlaufende Betätigungsflächen geschaltet werden. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, die Drucktaste sehr schlank auszubilden und dennoch Blattfedersätse, welche einfach im Aufbau sind und ein günstiges Schaltverhalten aufweisen, als Kontaktarme zu verwenden.Bei diesen bekannten Drucktastenanordnungen erfolgt der Schaltvorgang senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drucktaste während der bewegliche Kontaktarm an der keilförmig verlaufenden Betätigungsfläche des Tastenschaftes entlanggleitet, Der bewegliche Kontaktarm, welcher federgefesselt an der keilförmig verlaufenden Betatigungsilache des 'lastenschaftes anliegt, wird dabei aus der einen Koniaktlage (geöffneter bzw. geschlossener Kontakt) direkt in die andere Kontaktlaga (geschlossener bzw. geöffneter Kontakt) geradlinig geführt. Die Dimensionierung der am Tastenschaft angeordneten Betätigungsfläche ist derart gewählt, daß in den beiden Endlagen des

VPA 9/240/206Oa Re/Pe

—2—

Tastenschaftes mit Sicherheit auch die zugeordneten Endlagen durch die Kontaktanordnung eingenommen werden.

Im Rahmen des Eindringens der Elektronik in die Schreibmaschinentechnik und Fernschreibmaschinentechnik, wodurch der Typenanschlag bzw. die Codierung der einzelnen Zeichen nicht mehr direkt mechanisch durch die Tastonbewegung erzeugt wird, sondern die Ansteuerung der Druckereinhe-it bzw. die Codierung dijr Zeichen durch elek Ironische Schaltelement:; vorgenommen wird, bieten sich derartige Drucktasten als Bestandteile von Schreibmaschinentastaturen oder Tastaturen ähnlicher Maschinen an. Für einen für die Bedienungsperson angenehmen Schreibvorgang ist es jedoch höchst wür.sch-answert, wenn nicht erforderlich, daß die Tasten in ihrer Rühelage dem Pingerdruck einen erhöhten Gegendruck entgegensetzen und erst nach Überwindung dieses Gegendruckes, d.h. des Druckpunktes, den bestimmungsgemä.Cen BetatigungoVorgang ausführen.

Eei mechanischen Kebelgetrieben ist dies durch entsprechende Auslegung der einzelnen ineinandergreifenden Funktionselement' realisierbar. Für elektrische Tastenschalter ist zur Erzielung eines sogenannten Druckpunktes ein zusätzlicher Aufwand zu betreiben.

Beispielsweise ist es bekannt (DAS 1 665 733), einen Tastenschalter insbesondere für Fernschreibegeräte und ähnliche Tastaturen mit einem einzigen ringförmigen Permanentmagneten im Bereich des Tastenschaftes zu versehen, v/elcher an einar magnetisierbaren Schulter des Gehäuses durch magnetische Anziehung anliegt. Durch diese Anordnung wird künstlich ein Druckpunkt erzeugt. Erst nach Überwindung dieses a;c Beginn des Tastenhubes liegenden Druckpunktes ist die Taste leicht und damit auch schnell betätigbar, bis die Kontaktgabe gesichert erfolgt ist.

YPA 9/240/206Oa -3-

4098 12/003 4

' & UAB ^BAD ORIGINAL ,

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tastenschalter zu entwickeln und bereitzustellen¹, welcher in seinem Auf-, bau besonders einfach ist und die für den Einsatz in Tastaturen für Schreibmaschinen und ähnlichen Maschinen erforderlichen "-Eigenschaften besitzt, d.h. daß dieser Tastenschalter insbesondere einen Druclcpunkt aufweist, nach dessen Überwindung erst die Punktionsauslösung durch gesicherte Kontaktgabe erfolgt.

Ein Tastenschalter, bei dem die Tastenbetätigung gegen eine Federk.ra.ft erfolgt, und bei dem der bewegliche Kontaktarm an eine am Tastenschaft angeordnete keilförmig verlaufende Betätigungsfläche federgefesselt ist, so daß der bewegliche Kontaktarm an den GegerJ:ontakt beim Niederdrücken der Tasten herangeführt wird, ist gemäß den Merkmalen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem in der Ruhestellung der Tasten geöffneten, beweglichen Kontaktarm zu Beginn der Tastenbev.'egung am Tastenschaft eine in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende und somit den beweglichen Kontaktarm weiter vom Gegenkontakt entgegen der' Kontaktfederkraft wegbewegende Betätigungsfläche und daran anschließend eine in Richtung nit der Tastenbetätigung abfallende, den beweglichen durch KontiVktf ederkraf t belasteten Kontaktarm in Richtung auf den Gegenkontakt bis zur endgültigen Kontaktgabe freigebende Betätigungsfläche gegenüberstehen.

Durch die bei Beginn-der Tastenbetätigung dem beweglichen Kontaktarm am Tastenschaft gegenüberliegende Betätigungsfläche wird der Betätigungskraft eben zu diesem Beginn der Tastenbewegung eine Gegenkraft entgegengesetzt. Erst nach Überwindung dieser ansteigenden Betätigungsfläche und der dabei auftretenden Gegenkraft erreicht die Taste eine Stellung, in der die Gegenkraft rasch abfällt. Ba jedoch die Bedienungs-

VPA 9/240/206Oa -4-

409812/0034

BAD OBIOlNAt

-4- 22A1346

person ursprünglich die erhöhte Kraft aufgebracht hat, um die anfängliche Gegenkraft zu überwinden, und da von der Bedienungsperson dieser Kraftaufwand unwillkürlich weiter beibehalten wird, erfolgt anschließend an die Überwindung des Druckpunktes ein rasches Eindrücken der jeweiligen Taste, so daß eine Kontaktgabe in diesem Bereich gesichert erfolgt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Tastenschalters hat darüberhinaus noch den Vorteil, daß bei Freigabe der Taste durch die Bedienungsperson zwar im letzten Bereich der Tastenrückbewegung die Kontaktarme sich wieder nähern. Die am Kontaktschaft angeordnete Betätigungsfläche hindert jedoch den beweglichen Kontaktarm auf seinen Gegenkontakt aufzuschlagen, so daß dabei keine unerwünschte Kontaktgabe mehr erfolgen kann. Aber auch ein Zurückprellen der Taste nach der Rückkehr in die Ruhelage kann keine wiederholte Kontaktgabe hervorrufen, da in diesem Fall der bewegliche Kontaktarm von seinem festen Gegenkontakt wegbewegt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Tastenschalter dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktarm U-förmig ausgebildet, an seinen Schenkeln befestigt und nach außen geführt und mit seinem Joch durch die Betätigungsflächen des Tastenschalters beeinflußbar und im Bereich des Gegenkontaktes angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung dient somit das Joch des U-förmig ausgebildeten Kontaktarmes gleichzeitig als durch die Betätigung des Taaten-Bchaftes beeinflußbare Funktionsfläche und als Kontaktstelle. Damit kann der maximale Federarm für beide Funktionen optimal ausgenutzt werden.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Tastenschalter dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende Betätigungsfläche des Tastenschaftes einen Steigungswinkel von

VPA 9/240/206Oa -5-

409812/0034

ORIQiNAL INSPECTED

ca. 28 aufweist. Bei einer normalen Tastenbetätigungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 0,4 m/s wirkt sich dadurch der bis zum Druckpunkt wirkende Gegendruck durch die Taste angenehm für den Schrei'bbetrieb aus.

Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Tastenschalter dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Betätigungsfläche des Tastenschaftes einen Steigungswinkel von ca.-23° aufweist. Bei einer normalen Tastenbetätigungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 0,4 m/s ergibt sich dabei eine günstige Kontaktannäherungsgeschwindigkeit bei vorgegebenem notwendigen Kontaktabstand in der Ruhelage. Schädliche Kontaktprellungen werden dadurch vermieden,

Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Tastenschalter dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt eine schräge Kontaktauflauffläche aufweist. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird eine Erhöhung der Kontaktauflage erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel nach den Merkmalen der Erfindung ist' anhand der Zeichnung im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Pig.1 eine Seitenansicht eines in axialer Richtung geschnittenen Tastenschalters,

Pig.2 eine Seitenansicht dieses um 90° gedrehten Tastenschalters ebenfalls in axialer Richtung geschnitten,

Fig.3 ein Kraftv/egdiagramm, welches die bei der Tastenbetätigung auftretenden Tastengegenkräfte wiederspiegelt.

In einem Gehäuse 1 ist der Tastenschaft 2 längs verschieblich gelagert. Durch eine schraubenförmige Druckfeder 3 ! wird dieser Tastenschaft 2 im Gehäuse 1 in seiner oberen ;

VPA 9/240/206Oa -6-

. j 409812/0034 ;

Lage gehalten. Am Tastenschaft 2 sind eine in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende Betätigungsfläehe 4 und daran anschließend eine in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Betätigungsfläche 5 angebracht. Der Steigungswinkel der Betätigungsfläehe 4 zur Vorschubrichtung des Tastenschaftes 2 ist 28° und der Steigungswinkel der Betätigungsfläehe 5 zur Betätigungsrichtung des Tastenschaftes ist -28 . In der bezeichneten Stellung liegt ein beweglicher, in sich federnder Kontaktfederarm 6, welcher U-fönaig ausgebildet ist, mit seinem Joch an der Betätigungsfläehe 4 des Tastenschaftes 2 an. Ihm gegenüber liegt der ortsfest angeordnete Gegenkontakt 7. Der Gegenkontaktarm 7 ist im Bereich seiner Kontaktfläche mit einer Schräge 6 versehen. Durch diese Schräge 8 werden beim Kontaktschluß Kontaktprellungen vermieden und insbesondere die Kontaktkräfte erhöht.

In der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ruhestellung der Tasten wirken auf den Tastenschaf>t zwei Rückstellkräfte, nämlich durch die Rückstellfeder 3 und den Kontaktfederarm 6 über die Betätigungsfläehe 4. Die Summe dieser Kräfte ist im Kraft-Weg-Diagramm nach Figur 3 durch Punkt A dargestellt. Bei Betätigen der Taste steigen die durch die beiden Federelemente ausgeübten Kräfte tatsächlich und in ihrer Gesamtheit auch in ihrer Wirkung an, bis der Kontaktfederarm 6 von der Betätigungsfläche 4 des Kontaktschaftes 2 in den Bereich der Betätigungsfläehe 5 gelangt. Dieser Übergang ist im Kraft-Weg-Diagrainm mit Punkt B angegeben. Nach Überschreiten dieses Punktes dreht sich die Kraftwirkung des Kontaktfederarmes 6 um, so daß ein rascher Abfall des Tastengegendruckes in diesem Bereich bis zum Punkt C dieses Diagrammes zu verzeichnen ist. Da von diesem Punkt an die Kraft der Rückholfeder 3 weiter zunimmt, die Kraft des Kontaktfederarmes 6 jedoch wieder abnimmt, aber weiterhin der Kraft der Rückholfeder 3 entgegengerichtet ist, steigt die Gegenkraft der Taste 2, bei deren

VPA 9/240/206Oa · -7-

40981 2/0034

22Λ1346

Betätigung geringfügig bis,-zum-Punkt D des Diagramms an, an dem die Kontaktga"be erfolgt. Ab diesem Kontaktgabepunkt D steigt dann der Gegendruck, der nunmehr unbehindert nur durch die Rückholfederkraft 3 aufgebracht wird, bis zur Arbeitsendlage E des Diagramms wieder stärker an.

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß nach Überwindung der Gegenkraft in Punkt B, also im sogenannten Druckpunkt, ein derartiger Druckabfall zu verzeichnen ist, daß der Tastenschaft erhöht bei der Betätigung beschleunigt wird und mit Sicherheit in Punkt D eine Kontaktgabe gewährleistet-ist.

Der Steig€*ungswinkel von +28 bzw. -28 der Betätigungsflächen 4»5 erweist sich bei üblichen Eintastgeschwindigkeiten von 0,3 bis 0,4 m/s als vorteilhaft. Es ergeben sich dabei einerseits bei dieser Ausrichtung der Betätigungsfläche 4 ein günstiges Kräfteverhältnis für den zu erzielenden Druckpunkt und andererseits bei der Ausrichtung der Betätigungsfläche günstige Bedingungen für die Annäherungsgeschwindigkeit des Kontaktfederarms 6 an den ortsfesten Gegenkontakt 7, mit Rücksicht auf den erforderlichen Kontaktabstand in der'Ruhelage.

Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß bei der Rückkehr des Tastenschaftes 2 in die Ausgangslage der Kontaktfederarm 6 mit Sicherheit durch die Betätigungsfläche 4 daran gehindert wird, gegen den ortsfesten Gegenkontakt 7 aufzuschlagen und damit eine ungewollte Kontaktgabe hervorzurufen. Selbst bei Prellen des Tastenschaftes im Bereich der Ausgangslage wird eine derartige fehlerhafte Kontaktgabe mit Sicherheit verhindert.

5 Patentansprüche
3 Figuren

VPA 9/240/206Oa . . -8-

409812/0034

Claims

PatentansDrüche

astenschalter, insbesondere für Tastaturen in Schreibmaschinen und ähnlichen Maschinen, z.B. Fernschreibmaschinen, wobei die Tastenbetätigung gegen eine Federkraft erfolgt, und der bewegliche Kontaktarm an eine am Tastenschaft angeordnete keilförmig verlaufende Betätigungsfläche federgefesselt ist, so daß der bewegliche Kontaktarm an den Gegenkontakt beim Niederdrücken der Taste hefangeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem in der Ruhestellung der Taste geöffneten, beweglichen Kontaktarm (6) zu Beginn der Tastenbewegung am Tastenschaft (2) eine in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende und somit den beweglichen Xontaktarm (6) weiter vom Gegenkontakt (7) entgegen der Kontaktfeder wegbewegende Betätigungsfläche (4) und daran anschließend eine in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende, den beweglichen, durch Kontaktfederkraft belasteten Kontaktarm (6) in Richtung auf den Gegenkontakt (7) bis zur endgültigen Kontaktgabe freigebende Betätigungsfläche (5) gegenüberstehen.

Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktarm (6) U-förmig ausgebildet, an seinen Schenkeln befestigt und nach außen geführt und mit seinem Joch durch die Betätigungsflächen (5,6) des Tastenschalters beeinfiUi3car und im Bereich des Gegenkontaktes (7) angeordnet ist.

oüer 2,

Tastenschalter nach Anspruch l/dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung nit der Tastenbetätigung ansteigende Betätigungsfläche (4) des Tastenschaftes (2) einen Steigungswinkel von 28 aufweist.

VPA 9/240/206Oa -9-

409812/0G34

4. Tastenschalter nach Anspruch 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Betätigungsfläche (5) des Tastenschaftes (2) einen Steigungswinkel von ca. -28° aufweist.

5. Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 .bis. 4-t dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (7) eine schräge Kontaktauflauffläche (8) aufweist.

409812/0034