DE2251530C3 - Drucktaste - Google Patents

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 Ruhelag_e 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.L^rsp!.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 Sp^ru!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 wi^rd. bindern.

Liiei/\i S Blatt ZticlmunRcn

Claims (3)

Patentansprüche:

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.