DE2251530C3 - Drucktaste - Google Patents
DrucktasteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Drucknste mit einem Hallelemeni und relativ zu diesem bewegbaren Magneten
zur Impulserzeugung.
Die Erzeugung einer Halispannung durch Magnete, insbesondere durch Dauermagnete, ist bekannt. Die
Verwendung einer solchen Anordnung bei Drucktasten in Tastenfeldern von Schreib-, Rechen- und Buchungsmaschinen
stößt immer wieder auf Schwierigkeiten, da für die Steuerung des Hallelemcms nur ein relativ kurzer
Tastenhub zur Verfügung steht. Außerdem würde bei solchen Drucktasten der Druckpunkt fehlen, wie er
bei Tasten mit Federkontakten bekannt ist.
Bei rein mechanisch arbeitenden Drucklasten wird dabei eine Klinke oder ahnliches zum Abzug gebracht
und der gespannte Hebel nach Überwindung eines Druckpunktes freigegeben. Der zu betätigende Kontakt
wird zwangläufig ohne Einfluß einer weiteren Bewegung des Tastenschafies geschlossen. Hierdurch
wird ein echter Durchfallcffekt erzielt. Der Bedienende hat nach Abzug der Klinke das sichere Gefühl, die Taste
betätigt zu haben. Diese mechanischen Konstruktionen erfüllen die Wechselwirkung /wischen Mensch
und Mechanik, d. h., die Rückkopplung von der getanen Arbeit (Überwindung des Druckpunktes) wird vom Bedienenden
automatisch registriert. Ein indifferentes Verhalten wird mit dem anschließenden Durchfalleffekt
der gedrückten Taste vermieden. Die gedrückte Taste wird nach Übernahme des Impulses, d.h., nach
Schließen des Kontaktes, mechanisch wieder in ihre Gninclsiellung gebracht.
Diese Drucktasten si!"' in der Regel relativ aufwendig
und man hat versucht, den Vorgang rein elektrisch,
möglichst kontaktlos mit den geforderten Funktionen zu erfüllen, wobei man nach Möglichkeit den oben geschilderten
Zustand versucht nachzubilden
voll durchgedriicki
werden, wenn der Bedienende die Gewißheit haber soll, daß der Kontakt auch tatsachlich betätig! wunJe
Man spricht dabei von einem Klingelknoplprinzip, wobei der Bedienende beim Betätigen der Taste mehl
weiß, bei welchem Tiefgang die Kontuktgabe wirklich erfolgt ist. Nachteilig bei diesen Drucktasten mit
Schutzrohrkoniakien ist außerdem, daß Kontaktprellungen
au!treten, die sich insbesondere bei der Verwendung
der Drucktaste in Rechen- und Buchungsmasdunen
störend auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kon taktlos arbeitende Drucktaste mit Druckpunkt und
zwangläufiger Schaltung nach Überwindung des Druckpunktes zu schaffen. Hierbei wird von dem sogenannten
Halleffekt Gebrauch gemacht, bei dem eine Spannung erzeugt wird, wenn das Hallelcment relativ
in einem Magnetfeld bewegt wird. Die Erfindung besteht darin, daß das Hallelement zwischen zwei Magneten
angeordnet ist, von denen der eine (Steuermagnet) fest mit dem verschiebbaren Tastenschall verbunden
und der andere (Sprungmagnet) in Längsrichtung des Tastenschaftes frei bewegbar ist und die derart magnetisiert
sind, daß einerseits die Bewegung des Sprungmagneten nach Freigabe aus einer definierten Ruhelage
von der Lageänderung des Steuermagneten bestimmt
ist und daß andererseits das Hallelement in der Tastenruhelage zwischen den gleichnamigen Polen und
in der schaltenden Stellung zwischen den ungleichnamigen Polen beider Magnete liegt. Zweckmäßig wird der
Druckpunkt dadurch erreicht, daß der Sprungmagnet in der nicht gedrückten Stellung des Tastenschaftes
magnetisch gehalten ist und durch den Tastenschaft aus dieser Ruhestellung erst dann freigebbar ist. wenn der
Steuermagnet einen Teil seines Weges zurückgelegt hat.
Die Eriindung wird im folgenden an Hand eines Aus führungsbeispiels naher erläutert. Ls zeigen
F i g. 1 bis 4 eine Drucktaste nach der Erfindung in
Ruhelage, in Druckpunktstellung. in Schaltsiellung und
in öci tiefsten Stellung und
F i g. 5 eine weitere Ausgestaltung einer Drucktaste
nach F i g. 1.
Die als Ausführungsbeispiel gewählte und in ein Ta-
Itenfeld integrierbare Taste besteht aus dem Tasiengehäuse
!. das nach oben durch den. Gehausedeckel 2 abgeschlossen ist. der gleichzeitig zur Führung des Tajtenschaftes
3 dient. Auf dem Boden des Tast-.-ngehäuies
1 ist eine Trägerplatte 7 fest angeordnet, auf der lieh das Hallelement 8 befindet. Der Tastenschaft 3
weist einen Ansatz 9 auf, der als Trauer des .Steuermagneten
4 dient. Dieser Steuermagnet 4 ist zweckmäßk. »Is Dauermagnet ausgebildet und in Längsrichtung des
Tastenschaftes 3 magnetisiert. In der in F- i g. 1 dargestellten
Ruhelage wird der Tastenschait durch die Rückstellfeder 13 gehalten.
Der Tastenschaft 3 besitzt einen Sto'.el 10 mit einem
aufgesetzten Stift 11, der im Durchmesser kleiner gehalten ist als der Stößel 10. Der Stift 11 greift frei durch
einen Ringmagneten, der zweckmäßig ebenfalls als Dauermagnet ausgebildet ist und quer zur Bewegungsrichtung
des Taslenschaftes magnetisiert ist. Auf dem freien Ende des Stiftes Π is! eine .Sicheri;n.Lrsp!.irre 12
angeordnet, die lediglich die Aufgabe hat. daß auch bei
etwaigen Störungen der Sprungmagnei 5 sichel' in Jie
in F ι g. 1 dargestellte Ruhelöge zurückgebracht wird.
Der Sprungmagne; 5 ist frei in einem Rihrungsrohr
14 des Tastengehäuses 1 beweglich. Der Hub dieses Sprungmagneten 5 wird nach oben durch den Lisennng
6 begrenzt, dessen Öffnung so groß gewählt ist. daß der
Stößel 10 frei durch diesen L.isciinng hindurcngleitei
und an der Stirnseite des Sprungmagneicn 5 ..mg'eil·.-;
kann.
Die Anordnung ist nun so geu\>l!en. dal' u; eiei in
[ i g. 1 dargestellten Ruhelage das 1 lalieie men: ti mc;:;
vom Magnetfluß beider Magneten 4 und 5 i.Jer nur munwesentlich
durchflossen wird, daß cüie H.1ISp1. "rung
nicht erzeugt wird. Dies w:rd bc dein d.irgesteüicM
Ausführungsbeispiel durch die besondere iind unterschiedliche
Poiarisicrung der beiden I.Xt'.u-in',i:-;-e!c -1
und 5 erreicln.
Wird tier Tastensehüh J ru;-n η;!ei: urne.: K'vvegi -u
ninimt er zunächst die in I ; v. .? ila.ge-'eiiie Druekpunktsiellung
ein. In dieser Stellung ist der Sieuerma
gnet 4 bereits um einen Teil seines Weges nach unten
verschoben worden. Der Sprungmagnet 5 dagegen verbleibt
während dieser Tas'.enbewcgung in seiner Ruhestellung,
d.h.. er wird vom Lisenrmg b festgehalten.
Auch in dieser DruckpunktsteiUing wird das HaIIeIemein
8 kaum von einem nennenswerter. Magneifiuß
durchflossen.
Bei der Weiterbewegung des Tastciv.chalies 3 nach
unten wird nun der Sprungmagnet 5 mitgenommen und vom Eisenring 6 abgezogen. Gleichzeitig bew:gt sieh
der Steuermagnet 4 weiter nach unten. Sobald nun der Sprungmagnet 5 vom F.isenring b magnetisch getrennt
ist. was nach einer relativ kurzen Wegstrecke erfolgt.
fällt der Tastendruck stark ab. Der Spruu;;magnei >
wird nun unabhängig von der w eueren Bewegung des
Tastenschaltes vom Steuermagneien 4 n,i.:h unter; gerissen,
bis sich eine magnetisch stabile Lage zwischen beiden Magneten 4 und 5 einstellt. Püsc 'rcic und :i'-lein
vom .Steuermagneten 4 bestimmte Bewegung des Sprungmagneten 5 ist unabhängig davon, ob nach
Überwindung des Druckpunktes der Tastenschaft 3 willkürlich ungehalten oder weiter nach unten bewegt
wird. In jedem Fa!; aber wird das Hallelement 8 nun
vom Magnetfluß zwischen dem Nordpol des Steuermagneten
4 und dem Südpol des Sprungmagneten 5 durchflossen und ein Hallspannungsirr.puis erzeugt. Die
Lage der Sicherungsplatte 12 kann nun so gewählt werden, daß die Bewegung des Sprungmagneten 5 nach
unten begrenzt ist. ohne daß dadurch die Stärke des Magnetfeldes durch das Hallelement 8 beeinträchtigt
wird. Diese Sicherungsplatte hat lediglich die Autgabe
dabei, das Einschwingen des Sprungmagneten 5 in die is inagnt.T.eh stabile Lage abzukürzen oder zu verhindern.
Unbedingt erforderlich ist die Sicherungsplatte 12 daher nicht, da die Schwingungen des Sprungmagneten
5 sich mehl unbedingt nachteilig auf die Impulserzeugung
.lüsu irken müssen.
Wirri die laste vom Bedienenden weiter nach up;cn
bewegt, so wird schließlich die in F ι g. 4 dargesie;lte
unterste Stellung erreicht. Auch in dieser Stellung we" J
das Hallelement 8 voll vom Magnetfluß zwischen L-,-de:i
Magneten durchflossen
Die 1'rfindi.ing ist nicht au! L'nrm und -Xnordnung eier
M igr.cie. we sie in dem ■\usfuhrungsbci--pie! .'.<:·■
I ig 1 bis -J ,i.irgesielli sind, beschränkt. So k."u, /u
sehen di··. Polen des Sr.rungiru'gneien 5 auch ei' e ΐν.,ι
l'pi.üslIi !leuiiale /one . '!.'eordnet sem. Das V. enn
so !!er Ln ::;d ii η tr besteht dann. dai( il·.; ch die T.is'e:-hcw *.■
gur.t; /,iiiiicns; einer e.ei beiden M.ignele u:ii eine ·. ■ .■■_
■Λ egsti c\ ke beweg: wird, und vLi:i· der /v-, ei'e M.u: ·. ·
Ui1T; I :herv-. uidiing des [ )■ .,.'kpunktes alU'i;i dtn\ ί ■■
/wis.hen heiden M.igr.len hei rsclie : ..!ei; !'-Li; .'■'.',
Ie be',', eg; wird. Wc!le!hin is; das Wesen :ier LrMi-.h:: :.·
cia'iri .".' seilen, daß der MagnetllußvL-rl.tui zvvisc!-'-·.
!■»eiclci1· Magnetcii so gelenk' ν Td, daß in dei" Ruhe'-;,
lung üer Drucktaste (I ig !) '.;as 1 ialleieiVieri1. 8 :;: -i:·
■ h!-,·: nui uiiwesentheh vom Magnetfluß /wischen h-, ,
4c der. Magneten 4 und 5 durchflösse η wild uiul daß '1^.
Lberwindung des Druckpunktes durch Jie Hc-w ομίΐπ_·
des Sprungniagneten 5 nach unten dieser M.sgne'Mi.Ü
spruiiL'arng durch das HaIIeIe1HMH gefuhrt wud /u:
Impuh.ei /eugung sind dadurch ■: in relatr»· kurze Weg
strecken erforderlich.
Ls isi auch möglich, die konstruktive Anordnung ■:.·■■
Drucktaste /u variieren Sn kann beispielsweise
Still 11 mii der Sicherungsplatte 12 im Grunde er'.,.·
los entfallen. Stift 1! und Platte 12 haben lediglich d.e
Aufgabe, auch be: etwaigen Störungen die Kückhokmg
iles Spru!igmagneteii 5 in dl·. Ruhelage· sie heivusicilen
Die gleiche *\ufgabe erfüllt auch eile in l·' 1 g. ri an .S1L1IIe
ties Stiftes 11 und der Plane 12 vorhandenen Led.-in I^
und H-s Dabei ist die L'ederkrait eic;1 redet 15 etw ,:i
kleine! als die dei l-'edei 16. Beide Ledern 15 mn! Ir
dürfen iedoch nicht so star's sein, daß sie den Sprung
magneten ΐ an der freien Bewegung, die .iurch Je:1
SieueriiLigueten 4 | ev. ι'Ί.ι wird. bindern.
Liiei/\i S Blatt ZticlmunRcn
Claims (3)
1. Drucktaste mit einem Hallelement und relativ zu diesem bewegbaren Magneten zur Impulserzeugung,
dadurch gekennzeichnet, daß das
ortsfeste Hallelement (8) zwischen zwei Magneten (4, 5) angeordnet ist, von denen der eine (Steuermagnet
4) fest mit dem verschiebbaren Tastenschaft (3) verbunden- ist und der andere (Sprungmagnet 5) in
Längsrichtung des Tastenschaftes (3) frei bewegbar ist und die derart magnetisiert sind, daß einerseits
die Bewegung des Sprungmagneten (5) nach Freigabe aus einer definierten Ruhelage (Fig. 1) nur
von der Lageänderung des Steuermagneten (4) bestimmt ist und daß andererseits das Hallelemeni (8)
in der Tastenruhe'age zwischei. den gleichnamigen Polen und in der schaltenden Stellung zwischen den
ungleichnamigen Polen beider Magnete (4.5) liegt.
2. Drucktaste nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Sprungmagnet (5) in der nicht gedrückten
Stellung des Tastenschaftes (3) magnetisch gehalten ist und durch den Tastenschafi (3) aus dieser
Ruhestellung erst dann freigebbar ist. wenn der So ist beispielsweise eine Drucktaste mit Schutzrohr
kontakten bekannt, bei der mehrere Dauermagnet verwendet werden (US-PS 32 83 274). Der Druck- bzw
Abreißpunkt wird dadurch erzielt, daß in der Ruhelag, ein um den Schutzrohrkontakt angeordnetes und fes
mit dem Tastenschaft verbundener Dauermagnet voi einem ortsfesten Dauermagneten abgezogen werdei
muß. Bediirfsweise kann ein dritter Dauermagnet vor gesehen sein, der entweder den Tastenschaft in der Ar
ίο beitsstellung hält oder durch entgegengesetzte Polan
sierung wieder in die Ruhelage zurückführt, sobald dii
Taste losgelassen wird. Dadurch kann eine Rückstellfe der entfallen.
Diese Tasten geben zwar dem Bedienenden den Hin
weis, daß eine Kontaktbetätigung durch den /u bewe genden Dauermagneten nur erfolgen kann, wenn dei
Druckpunkt überwunden isi, d. h., wenn nach Überwm dung des Abreißpunktes der Tastendruck abfallt. Hint
zwangläufige Kontaktbetätigung ist aber nicht gewahr
[eistet, da durchaus eine Rückführung des Dauermagneten
direkt nach dem Abriß, aber vor dem Schaher des Kontaktes möglich ist. Es muß also bei dieser
Drucktasten, wie auch bei den anderen bekannten Tastenschaltern
mit Schutzrohrkomakten und ohne Ab-
Steuermagner(4)~einen~Teil' seines Weges' zurück- 15 reißpunkt, der Tastenschafi immer
gelegt hat.
3. Drucktaste nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch
gekennzeichnet, daß der Steuermagnet (4) in Richtung des Tastenschafies (3) und der Sprungmagnet
(5) quer dazu magnetisiert sind.
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Family
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