DE2241346B2

DE2241346B2 - Tastenschalter, insbesondere KIr Tastaturen in Schreibmaschinen und ähnlichen Maschinen

Info

Publication number: DE2241346B2
Application number: DE2241346A
Authority: DE
Inventors: Werner 8000 Muenchen Westram
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-23
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1975-01-23
Also published as: CA998081A; US3866006A; DE2241346A1; BE803941A; DE2241346C3; 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 einer im Tastentchaft angeordneten, dreieckförmig verlaufenden Kontur federnd anliegt, so daß der bewegliche Kontaktarm (in den Gegenkontakt beim Niederdrücken der Taste herangeführt wird.

Es ist eine Reihe von Drucktastenanordnungen bekannt (Gbm 6Ö8 428, Obm 1926IU, DT-AS i 064 S62), bei welchen die Kontaktfedersatze parallel zum Ta' stenschaft angeordnet sind und über am Tastenschaft angeordnete, konisch verlaufende Konturen geschaltet Werden. Die Anordnungen bieten die Möglichkeit, die Drucktaste sehr schlank auszubilden und dennoch Blattfedersätze, weiche einfach im Aufbau sind und ein günstiges Schaltverhalten aufweisen, als Kontaktarme £u verwenden. Bei diesen bekannten Drucktastenanordnungen erfolgt der Schältvorgang senkrecht zur Be wegungsrichtung der Drucktaste, während der bewegliche Kontaktarm an der keilförmig verlaufenden Kontur des Tastenschaftes entlanggleitet. Der bewegliche Kontaktarm, welcher federgefesselt an der keilförmig verlaufenden Kontur des Tastenschaftes anliegt, wird dabei aus der einen Kontaktlage (geöffneter bzw. geschlossener Kontakt) direkt in die andere Kontaktlage (geschlossener bzw. geöffneter Kontakt) geradlinig geführt. Die Dimensionierung der am Tactenschaft an·

ίο geordneten Betätigungsteile ist derart gewählt, daß in den beiden Endlagen des Tastenschaftes mit Sicherheit auch die zugeordneten Endlagen durch die Kontaktanordnung eingenommen werden. Es ist ein Drucktastenschalter mit einer die Raststei iungen eines Schalterschiebers arretierenden, unter Federspannung stehenden Fortschaltklinke bekannt, die mit einem Rastnocken zusammenwirkt (DT-Gbm 6 902 204). Bei dieser Anordnung wird ein parallel zum Tastschalter liegender beweglicher Komaktarm durch eine am Tastschalter angeordnete Kontur entgegen seiner eigenen Federkraft in Ruhestellung von einem Gegenkontakt abgehoben. Bei Tastenbetätigung wird dieser bewegliche Kontakt durch die Kontur stetig freigegeben, bis dieser Kontakt infolge seiner Federkraft an seinem Gegenkontakt anliegt. Die Endstellungen des Tastenschalters werden durch eine Fortschaltklinke in Verbindung mit unem Rastnocken festgelegt.

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 Tastenbewegung erzeugt wird, sondern die Ansteuerung der Druckereinheit bzw. die Codierung der Zeichen durch elektronische Schaltelemente 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 wünschenswert, wenn nicht erforderlich, daß die Tasten in ihrer Ruhelage dem Fingerdruck einen erhöhten Gegendruck entgegensetzen und erst nach Überwindung dieses Gegendruckes, d. h. des Druckpunktes, den bestimmungsgemäßen Betätigungsvorgang ausführen.

Bei mechanischen Hebelgetrieben ist dies durch entsprechende Auslegung der einzelnen ineinandergreifenden Funktionselemente realisierbar. Für elektrische Tastenschalter ist zur Erzielung eines sogenannten Druckpunktes ein zusätzlicher Aufwand zu beireiben.

Beispielsweise ist bekannt (DT-AS 1 665 733), einen Tastenschalter insbesondere für Fernschreibgeräte und ähnliche Tastaturen mit einem einzigen ringförmigen Permanentmagneten im Bereich des Tastenschaftes zu versehen, welcher an einer magnetisierbaren Schulter des Gehäuses durch magnetische Anziehung anliegt. Durch diese Anordnung wird künstlich ein Druckpunkt erzeugt. Erst nach Überwindung dieses am Beginn des Tastenhubes liegenden Druckpunktes ist die Taste leicht und damit auch schnell betätigbar, bis die Kon·

taktgabe gesichert erfolgt ist

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tastenschalter zu entwickeln und bereitzustellen, welcher in seinem Aufbau besonders einfach ist und die für den Einsatz in Tastaturen für Schreibmaschinen und ähnlichen Ma-

6s schinen erforderlichen Eigenschaften besitzt.

Gegenüber einzelnen Tastenschaltern wird an Tastenschaltern innerhalb von Tastaturen von Schreibmaschinen oder ähnlichen Einrichtungen, in welche Infor-

metionen flüssig durch individuelles Betätigen einer beliebigen Folge dieser Tasten eingegeben werden, die besondere Anforderung gestellt, daß diese Tastaturtaitenschalter einen sogenannten Druckpunkt aufweisen. Bis zu diesem Druckpunkt wird der Betätigung eine Kraft entgegengesetzt, ohne daß ein Schaltimpuls von diesen Tasten ausgehen soll. Erst nach Überwindung des Druckpunktes, nach dem die Tastenbetätigung unter erheblich geringerem Gegendruck möglich ist, wird durch die Taste eine Funktionsauslösung weitergeleitet, ι ο Der Abstand zwischen dem Druckpunkt und dem die Funktion auslösenden Punkt muß derart groß sein, daß mit Sicherheit im Bereich des Druckpunktes keine Funktionsauslösung erfolgt. Ebenfalls soll der Tastenhub vor Erreichen des Druckpunktes genügend groß r< sein, um bei einer tatsächlich beabsichtigten Tastenbetätigung eine genügende Tastengeschwindigkeit zur «ngenehm rückwirkenden Überwindung des Druckpunktes sicherzustellen.

Ein Tastenschalter, bei dem der bewegliche Kontaktarm an eine am Tastenschaft angeordnete, dreieckförmig verlaufende Kontur federnd anliegt, se daß der bewegliche Kontaktarm an den Geg.nkontakt 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 Tastenbewegung am Tastenschaft eine in Richtung nvt der Tastenbetätigung ansteigende und somit den beweglichen Kontaktarm weiter vom Gegenkontakt entgegen der Kontaktfederkraft wegbewegende Kontur und daran anschließend eine in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende, den beweglichen, durch Kontaktfederkraft belasteten Kontaktarm in Richtung auf den Gegenkontakt bis zur endgültigen Kontaktgabe freigebende Kontur gegenüberstehen.

Ein nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestalteter Tastenschalter weist nur eine Mindestzahl von E¹ imenten auf. Er benötigt insbesondere keine besonderen Rastelemente und bietet nach einem Tastenteilhub ein für den Schreibbetrieb innerhalb von Tastaturen gewünschtes Druckpunktverhalten.

Durch die bei Beginn der Tastenbetätigung dem beweglichen Kontaktarm am Tastenschaft gegenüberliegende Kontur wird der Betätigungskraft eben zu diesern Beginn der Tastenbewegung eine Gegenkraft entgegengesetzt. Erst nach Überwindung dieser ansteigenden Kontur und der dabei auftretenden Gegenkraft erreicht die Taste c^;ne Stellung, in der die Gegenkraft rasch abfällt. Da jedoch die Bedienungsperson ursprün glich die erhöhte Kraft aufgebraucht hat, um die anfängliche Gegenkraft zu überwinden, und da von tier Bedienungsperson dieser Kraftaufwand unwillkürlich weiter beibehalten wird, erfolgt anschließend an die Überwindung des Druckpunktes ein rasches Eindrükken der jeweiligen Taste, so daß eine Kontaktgabe in diesem Bereich gesichert erfolgt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Tastenschalters hat darüber hinaus 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 Kontur 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-fö-mig ausgebildet ist, an seinen Schenkeln befestigt und nach außen geführt und mit seinem Joch durch die Konturen 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 Tastenschaftes beeinflußbare Punktionsfläche 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 Kontur des Tastenschaftes einen Steigungswinkel von etwa 28° aufweist Bei einer normalen Tastenbetätigungsgeschwindigkeit von 03 bis 0,4 m/s wirkt sich dadurch der bis zum Druckpunkt wirkende Gegendruck durch die Taste angenehm für den Schreibbetrieb aus.

Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Tastenschalter dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Kontur des Tastenschaftes einen Steigungswinkel von etwa —28° aufweist. Bei einer normalen Tastenbetätigungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 0,4 m/s ergibt sich dabei eine günstige Kontaktannäherungsgeschwindigkeit bei vorgegebenem notwendigem 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 nacn den Merkmalen der Erfindung ist an Hand der Zeichnung im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines in axialer Richtung geschnittenen Tastenschalters,

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

Fig.3 ein Kraftwegdiagramm, welches die bei der Tastenbetätigung auftretenden Tastengegenkräfte wiederspiegelt.

In einem Gehäuse 1 ist der Tastenschaft 2 längsverschieblich gelagert. Durch eine schraubenförmige Druckfeder 3 wird dieser Tastenschaft 2 im Gehäuse 1 in seiner oberen Lage gehalten. Am Tastenschaft 2 sind eine in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende Kontur 4 und daran anschließend eine in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Kontur 5 angebracht. Der Steigungswinkel der Kontur 4 zur Vorschubrichtung dei Tastenschaftes 2 ist 28° und der Steigungswinkel der Kontur 5 zur Betätigungsrichtung des Tastenschaftes 2 ist -28". In der bezeichneten Stellung liegt ein beweglicher, in sich federnder Kontaktarm 6, welcher U-förmig ausgebildet ist, mit seinem joch an der Kontur 4 des Tastenschaftes 2 an. Ihm gegenüber liegt der ortsfest angeordnete Gegenkontakt 7. Der Gegenkontakt 7 ist im Bereich seiner Kontaktflache mit einer Schräge 8 versehen. Durch diese Schräge 8 werden beim Kontaktschluß Kontaktprellungen vermieden und insbesondere die Kontaktkräfte erhöht In der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ruhestellung

der Tasten wirken auf den Tastenschaft zwei Rückstellkräfte, nämlich durch die Rückstellfeder 3 und den Kontaktfederarm 6 über die Kontur 4. Die Summe dieser Kräfte ist im Kraft-Weg-Diagramm nach Fig.3 durch funkt A dargestellt. Beim Betätigen der Taste S steigen die durch die beiden Federelemcnte ausgeübten Kräfte tatsächlich und in ihrer Gesamtheit auch in ihrer Wirkung an, bis der Kontaktfederarm 6 von der Kontur 4 des Kontaktschaftes 2 in den Bereich der Kontur 5 gelangt. Dieser Übergang ist im Kraft-Weg-Diagramm to 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 Diagramms zu verzeichnen ist. Da von diesem Punkt an die is 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 Betätigung geringfügig bis zum Punkt D des Diagramms an, an dem die Kontaktgabe 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 IPunkt B, also im sogenannten Druckpunkt, ein derartiger Druckabfall zu verzeichnen ist, daß der Tastenischaft erhöht bei der Betätigung beschleunigt wird und mit Sicherheit in Punkt D eine Kontaktgabe gewährleistet ist.

Der Steigungswinkel von +28 bzw. -28° der Konturen 4,5 erweist sich bei üblichen Eintastgeschwindigkeiten von 0,3 bis 0.4 m/s isls vorteilhaft. Es ergeben sich dabei einerseits bei dieser Ausrichtung der Kontur 4 ein günstiges Kräfteverhältnis für den zu erzielenden Druckpunkt und andererseits bei der Ausrichtung der Kontur 5 günstige Bedingungen für die Annäherungsgeschwindigkeit des Kontaktfederarms 6 an den ortsfesten Gegenkontakt 7 mit Rücksicht auf den erforderlichen Kontaktabstand in der Ruhelage.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

It Tastenschalter insbesondere für Tastaturen in Schreibmaschinen und ähnlichen Maschinen, z.B. Fernschreibmaschinen, wobei die Tastenbetätigung gegen eine Federkraft erfolgt und der bewegliche Rontaktarm an einer am Tastenschaft angeordneten, dreieckförmig verlaufenden Kontur federnd anliegt, so daß der bewegliche Kontaktarm an den Gegenkontakt beim Niederdrücken der Taste herengeführt 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 Kontaktarm (6) weiter vom Gegenkontakt (7) entgegen der Kontaktfeder wegbewegende Kontur (4) und daran anschließend eine in Richtung mit iier Tastenbetätigung abfallende, den beweglichen, durch Kontaktfeuerkraft belasteten Kontaktarm (6) in Richtung auf den Gegenkontakt (7) bis zur endgültigen Kontaktgabe freigebende Kontur (5) gegenüberstehen.
2. 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 Kontur (4, 5) des Tastenschalters beeinflußbar und im Bereic'· des Gegenkontaktes (7) angeordnet ist.
3. Tastenschalter nach Ans. .nch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die in Richtung mit der Tastenbetätigung ansteigende Kontur (4) des Tastenschaftes (2) einen Steigungswinkel von 28° aufweist.
4. Tastenschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung mit der Tastenbetätigung abfallende Kontur (5) des Tastenschaftes (2) einen Steigungswinkel von etwa -28° aufweist.
5. Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (7) eine schräge Kontaktauflauffläche (8) aufweist.