DE2301853B2

DE2301853B2 - Tastschalter

Info

Publication number: DE2301853B2
Application number: DE2301853A
Authority: DE
Inventors: Bernard J. Golbeck; Raymond F. Mt. Prospect Lewandowski; William C. Markison
Original assignee: Oak Industries Inc
Current assignee: Oak Industries Inc
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-01-15
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2301853A1; FR2195832B1; FR2195832A1; NL167267C; NL167267B; US3916131A; NL7216680A; DE2301853C3; AU466541B2; GB1374544A; AU4915372A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastschalter mit einem Sockel, einer auf dem Sockel aufgesetzten Taste, einem Paar aus dem Sockel hervorstehender Kontaktanschlüsse mit Kontakten, deren einer eine innerhalb des Sockels angeordnete Kontaktzunge trägt, und mit einer an der Taste vorhandenen Einrichtung zum Bewegen der Kontaktzunge in oder außer Anlage am anderen Kontaktanschluß bei einer Lageveränderung der Taste gegenüber dem Sockel, wobei die Kontaktzunge ein sich von einer Stelle nächst ihrem dem anderen Kontaktanschluß zugekehrten Ende zur Taste hin erstreckendes und mit der Kontaktzunge einstückiges Teil aufweist, das mit der Einrichtung zum Bewegen der Kontaktzunge in Eingriff gelangt.

Ein solcher aus der DT-AS 11 44 362 bekannter Tastschalter benutzt das mit der Kontaktzunge einstücke Teil dazu, daß bei der Betätigung der Taste dieses Teil durch elastische Verformung gegenüber der Kontaktzunge eine erhebliche Relativbewegung ausführt, wodurch nach Überschreiten einer bestimmten Federspannung zwischen dem einstückigen Teil und der Kontaktzunge die Kontaktzunge durch eine Schnappbewegung mit dem anderen Kontaktanschluß in Berührung gelangt. Bei dem bekannten Tastschalter wird dieses dadurch erreicht, daß das freie Ende des mit der Kontaktzunge einstückigen Teils auf einem Schneidenlager ortsfest gehalten ist, so daß der sich zwischen dem freien Ende und dem mit der Kontaktzunge einstückigen Ende des Teils erstreckende Teil durch die Taste elastisch verformt wird, also die genannte

Relativbewegung zu der Kontaktzunge ausführt.

Ein nach dem gleichen Prinzip arbeitender Schalter ist aus der DT-AS 14 65 705 bekannt, bei dem ebenfalls ein mit der Kontaktzunge einstückiger Teil durch Beaufschlagung seines freien Endes durch ein Betätigungsglied gegenüber der vorerst noch unbeweglichen Kontaktzunge eine erhebliche relative Bewegung ausführt, wodurch zwischen der Kontaktzunge und dem Teil eine Federspannung erzeugt wird, die bei

ίο Überschreiten eines bestimmten Wertes zu einem Umschnappen der Kontaktzunge auf den anderen Kontaktanschluß führt.

Bei diesen bekannten Schaltern findet also gerade keine wirksame Verlängerung der Kontaktzunge über deren lineare Länge hinaus statt, da die an der Kontaktzunge zu deren Bewegung angreifende Federkraft unmittelbar im Bereich der Verbindung des mit der Kontaktzunge einstückigen Teils auftritt bzw. angreift.
Außerdem sind die bekannten Schalter hinsichtlich Konstruktion und Materialauswahl für die Kontaktzunge und das mit ihre einstückige Teil aufwendig, da bei den bekannten Schaltern ein sehr schnelles und plötzliches Umschalten der Kontaktzunge erreicht werden soll. Dieses ist überall dort erforderlich, wo größere Leistungen mit dem Schalter geschaltet werden soller., da nur bei einem sehr schnellen Schließen bzw. öffnen des Schalters eine Lichtbogenbildung unterdrückt bzw. stark vermindert werden kann.

Die Erfindung bezieht sich dagegen auf einen Tastschalter relativ billiger Bauart, mit dem keine Leistungen sondern lediglich Signalströme geschaltet werden sollen. Solche Tastschalter werden z. B. in großen Mengen in herkömmlichen Tastenfeldern, z. B. zur Bedienung von Signaleingabeeinrichtungen benutzt.

Gerade bei solchen Tastschaltern besteht aber das Problem, daß infolge der äußerst geringen Abmessungen der einzelnen Tastschalter bzw. Tasten des Tastenfeldes die wirksame Länge der Kontaktzungen dann ebenfalls so gering wird, daß die Gefahr eines Bruchs der Kontaktzunge nach längerem Gebrauch auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Tastschalter so weiterzubilden, daß er bei geringstmöglichen äußeren Abmessungen eine Kontaktzunge aufweist, die eine möglichst große wirksame Länge hat, um einen Bruch der Kontaktzunge auch noch nach langen Betriebszeiten verhindern zu können.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das wesentliche Merkmal des Anmeldungsgegenstandes besteht also darin, daß der mit der Kontaktzunge einstückige Teil annähernd keine Relativbewegung gegenüber der Kontaktzunge auch bei einer Betättigung der Taste ausführt, sondern vielmehr die wirksame Länge der Kontaktzunge um die lineare Länge des zusätzlichen einstückigen Teils verlängert.

Weitere, die besondere Ausbildung des Tastschalters betreffenden Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Tastatur mit Tastschaltern einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

F i g. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht der Unterseite eines Schaltersokkels,

F i g. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf den Schaltersockel,

F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Schaltertaste von unten,

F i g. 6 eine Teil-Schnittansicht des Sockels und der Taste zur Darstellung einer Rastverbindung,

F i g. 7 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 4,

F i g. 8 eine Teil-Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Taste,

F i g. 9 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Tastschalters,

Fig. 1ü eine Draufsicht auf den Sockel des Schalters nach F i g. 9,

F i g. 11 eine teilweise im Schnitt dargestellte Stirnansicht des Sockels nach F i g. 10,

F i g. 12 eine Ansicht der Unterseite der Taste für den in F i g. 9 bis 11 gezeigten Schalter und

Fig. 13 eine Teil-Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Rastverbindung.

Eine in Fig. 1 dargestellte Tastatur 14 trägt eine Anzahl von etwa quadratischen Tastschaltern 10 und einen Tastschalter 12 ungefähr von der doppelten Größe der Schalter 10. Wie man in F i g. 2 erkennt, weist die Tastatur 14 eine gedruckte Schaltungsplatte 16 auf. An den einzelnen Schaltern hervorstehende Anschlüsse 18 sind durch die Schaltungüplatte 16 hindurchgesteckt und mit ihr verlötet.

Ein Tastschalter 10 hat jeweils einen Sockel 20 und eine Taste 22 beispielsweise aus einem Plastikmaterial. Die Taste 22 ist teleskopisch auswärts und einwärts beweglich auf den Sockel 20 aufgesetzt. Der Sockel 20 weist im wesentlichen quadratische Querschnitisform auf und hat vier Seiten 24. Andere Formen des Sockels können jedoch ebenfalls in Frage kommen. Im Sockel 20 ist mit den vier Seiten 24 und übereck verlaufenden Stegen 50 eine Kontaktkammer 26 gebildet. An der Unterseite 29 trägt der Sockel mehrere Füße 28, mit denen er auf der gedruckten Schaltungsplatte 16 aufsitzt (Fig. 2). Zunächst den Füßen 28 ist eine sich über dem Umfang des Sockels erstreckende Stufe 30 gebildet, mit welcher er auf bzw. in eine Stützplatte 32 einsetzbar ist. Die etwa aus Stahl od. dgl. gefertigte Stützplatte 32 ist in einigem Abstand von der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet und dient zur Aufnahme des auf die Tastschalter ausgeübten Drucks, um so Beschädigungen der Schaltungsplatte zu verhindern.

Aus dem Sockel 20 gebildeten öffnungen 38, 40 stehen zwei Kontakte 34 bzw. 36 einwärts hervor. Der Kontakt 34 hat innerhalb der Kontaktkammer 26 ein einwärts abgewinkeltes Teil 42. Der Kontakt 36 trägt eine damit einstückige Kontaktzunge 44 (F i g. 4, 7). Die Kontaktzunge 44 hat ein segmentförmiges Teil 46 und ein daraus ausgeschnittenes, aufwärts zur Taste 22 hin gebogenes Teil 48. Die Kontaktzunge 44 rrstreckt sich diagonal von der einen Ecke des Sockeis zur gegenüberliegenden. Die lineare Länge der Kontaktzunge ist somit größer als die irgendeiner Seite 24 des Sockels. Die wirksame Länge der Kontaktzunge, d. h. die bei Betätigung der Taste für das Durchbiegen zur Verfügung stehende Länge, ergibt sich aus der Länge des ausgeschnittenen Teils 48 zusätzlich zu der linearen Gesamtlänge der Kontaktzunge. Die wirksame Länge ist somit also beträchtlich größer als die lineare Länge.

Die Taste 22 hat die gleiche Anzahl von Seiten sowie im wesentlichen die gleiche Form wie der Sockel 20 und ist teleskopisch auf diesen aufgesetzt. An der Innenseite der Taste 22 ist ein abwärts hervorstehendes Betätigungsglied 54 in einer der des ausgeschnittenen Teiles 48 der Kontaktzunge 46 entsprechenden Stellung abgebildet (Fig. 7). ß"eim Niederdrücken der Taste 22 kommt das Betätigungsglied 54 in Anlage am ausgeschnitten Teil 48 und biegt dieses sowie die gesamte Kontaktzunge abwärts bis in Anlage an den Kontakt 42, um so einen Schaltvorgang herbeizuführen. Eine zwischen der Taste und dem Sockel eingesetzte Schraubenfeder 56 hält die Taste aufwärts belastet und

ίο damit den Schalter in geöffneter Stellung. Es ist jedoch auch eine Ausführung als Ruhestromschalter mit normalerweise geschlossenen Kontakten möglich.

Zur gegenseitigen Ausrichtung der einzelnen Teile des Schalters sind an den einander entsprechenden Seiten des Sockels und der Taste Führungseinrichtungen gebildet. So weisen die vier Seiten 24 des Sockels etwa jeweils eine Nut 58 auf (Fig.4, 5). An den Innenseiten der Taste sind Stege 60 gebildet, welche gleitend in den Nuten 58 geführt sind. Die Nuten und Stege weisen im Vergleich zur Länge der betreffenden Seiten nur geringe Breite auf, so daß eine möglichst genaue Ausrichtung zwischen der Taste und dem Sockel zustande kommt. Die genaue Ausrichtung wird auch durch das Vorhandensein der Führungseinrichtung an allen vier Seiten begünstigt. Aufgrund der geringen Breite der Nuten ergibt sich eine gegenseitige Anlage zwischen diesen und den Stegen, welche ein Verkanten der Taste gegenüber dem Sockel auf ein Mindestmaß begrenzt.

F i g. 6 zeigt eine Rastverbindung zwischen der Taste und dem Sockel. Am oberen Ende der einzelnen Nuten 58 ist jeweils eine auswärts-abwärts gerichtete Stufe 62 gebildet. Die Stege 60 haben zunächst ihren unteren Enden jeweils eine einwärts-aufwärts gerichtete Nase

64. Beim Zusammenbau wird die Taste niedergedrückt, bis die Nase 64 über die Stufe 62 gleitet, womit dann die Taste fest mit dem Sockel verbunden ist. Die Taste läßt sich dann zwar am Sockel auf- und abwärts bewegen, jedoch nicht davon abnehmen, solange der Eingriff zwischen der Nase und der Stufe nicht durch einen seitlichen Zug am unteren Rand der Taste gelöst wird.

Die Taste soll den Sockel möglichst gänzlich verdecken. Bei der Verwendung des Tastschalters an einer Tastatur beispielsweise einer Büromaschine besteht immer die Gefahr, daß irgendwelche Getränke oder Nahrungsmittel auf der Tastatur verschüttet werden. Ist dann der Sockel vollständig vom unteren Rand der Taste verdeckt oder umschlossen, so kann keinerlei Flüssigkeit zu den elektrischen Schalterteilen gelangen. Aus diesem Grund hat die Taste in der Ausführung nach F i g. 8 einen auswärts abstehenden unteren Rand 66, welcher die Zwischenräume zwischen einander benachbarten Tasten überbrückt und den Sockel des Schalters vollständig verdeckt bzw. umschließt.

In der in F i g. 9 bis 13 gezeigten Auführungsform hat der Schalter 12 im wesentlichen die doppelte Größe des Schalters 10. Das eigentliche Betätigungsteil des in Fig. 10 gezeigten Sockels 70 entspricht dem in Fig.4 gezeigten Sockel 20. In Abweichung von dieser Ausführung stehen an gegenüberliegenden Seiten des Sockels 70 Haltestücke 72 hervor, an denen die Führungseinrichtungen gebildet sind. Die Seiten 74 und 76 des Sockels 70 weisen keine der in der Ausführung nach F i g. 1 bis 7 an allen vier Seiten vorhandenen Führungseinrichtungen auf. Die beiden Haltestücke 72 haben beiderseits jeweils eine Nut 78 für die Führung von an der Innenseite der Taste 82 gebildeten Stegen 80

(Fig. 12).

Neben den beiderseits angeordneten Nuten 78 ist in den Stirnseiten der beiden Haltestücke 72 jeweils noch eine Nut 84 für die gleitende Führung von an der Innenseite der Taste 82 vorhandenen Stegen 86 gebildet.

Wie man in Fig. 11 erkennt, haben die Nuten 78 zunächst ihrem oberen Ende jeweils eine auswärts-abwärts gerichtete Stufe 88, und die Stege 80 zunächst ihrem unteren Ende jeweils eine einwärts vorspringende Nase 90. Während bei der in Fig.6 gezeigten Rastverbindung die einwärts gerichteten Nasen 64 an den Stegen ein ziemlich scharfes Profil haben, sind die Nasen 90 an den Stegen 80 stärker abgeschrägt. Beide Nasenformen sind hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zufriedenstellend. An den Nuten 84 und den Stegen 86 ist keine Rastverbindung vorgesehen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungen des Tastschalters haben den Vorteil, daü die Schaltelemente für eine sehr lange Betriebslebensdauer ausgelegt und angeordnet sind. Dies kommt dadurch zustande, daß die wirksame Länge der Kontaktzunge größer ist als ihre lineare Länge, wobei die letztere wiederum größer ist als die Länge irgendeiner Seite des Sockels. Je größe: jedoch die wirksame Länge der Kontaktzunge ist, um se stärker läßt sich die Zunge ohne übermäßige Ermüdung ihres Materials durchbiegen.

Die an allen Seiten der Taste vorhandenen Führungseinrichtungen gewährleisten die sichere Ausrichtung der Taste gegenüber dem Sockel und verhindern da; Verkanten oder Verdrehen der Taste. Daraus ergibt sich eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannter

ίο Tastschaltern, bei denen die Führungseinrichtungen ir der Mitte des Sockels angeordnet sind. Um mit einei mittig angeordneten Führung eine sichere Ausrichtung zwischen der Taste und dem Sockel zu erzielen, müßter die Stege und Nuten einen derart kleinen Querschniti bzw. derart kleine gegenseitige Anlagcflächen haben daß die Stege nur geringe Festigkeit hätten und dahei leicht brächen. Durch das Verlegen einer größerer Anzahl von Führungseinrichtungen auswärts zu der Seiten des Schalters hin lassen sich die Vorteile kleiner Anlageflächen erzielen, ohne daß dabei ein Festigkeitsverlust in der Verbindung zwischen der Taste und derr Sockel auftritt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Tastschalter mit einem Sockel, einer auf dem Sockel aufgesetzten Taste, einem Paar aus dem Sockel hervorstehender Kontaktanschlüsse mit Kontakten, deren einer eine innerhalb des Sockels angeordnete Kontaktzunge trägt, und mit einer an der Taste vorhandenen Einrichtung zum Bewegen der Kontaktzunge in oder außer Anlage am anderen Kontaktanschluß bei einer Lageveränderung der Taste gegenüber dem Sockel, wobei die Kontaktzunge ein sich von einer Stelle nächst ihrem dem anderen Kontaktanschluß zugekehrten Ende zur Taste hin erstreckendes und mit der Kontaktzunge einstückiges Teil aufweist, das mit der Einrichtung zum Bewegen der Kontaktzunge in Eingriff gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (46) und das Teil (48) im wesentlichen keine Relativbewegung zueinander ausführen, so daß die wirksame Länge der Kontaktzunge (46) über deren lineare Länge hinaus um die Länge des mit ihr einstückigen Teils (48) verlängert ist.
2. Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (46) sich längs der Diagnale des die Grundfläche eines Vielecks aufweisenden Sockel (70) erstreckt.
3. Tastschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich zur Taste hin erstreckende Teil (48) aus der Kontaktzunge (46) ausgeschnitten ist.
4. Tastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (22; 82) in der dem Sockel (20; 70) abgekehrten Richtung federbelastet ist.