DE2350436B2 - Elektrischer Tastenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem elektrischen Tastenschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.

Tastenschalter werden vor allem in Tastaturen von elektronischen Taschenrechnern oder von Büromaschinen und neuerdings als Einschalttasten für die verschiedenen Kanäle in Rundfunk- und Fernsehempfängern verwendet. Für den letzten Anwendungsfall müssen die Tastaturen so gestaltet sein, daß die Tasten sich gegenseitig auslösen. Fehlt diese Zusatzeinrichtung, so können die Tastenschalter auch in Fernbedienungseinheilen zur Einstellung der Betriebswerte von Rundfunk- und Fernsehempfängern eingesetzt werden. Die Einstellung der Betriebswerte erfolgt durch elektromotorische oder elektromagnetische Veränderung der Schleiferstellung von Potentiometern, wobei die entsprechenden Befehle rrtist drahtlos mittels Ultraschallschwingungen übermittelt werden. Häufig sind zwei Tasten vorhanden, die, abwechselnd gedrückt, während der Betätigung z. B. bei elektromotorischem Antrieb einen Links- oder Rechtslauf eines Motors veranlassen.

Die Tastenschalter, die man bislang für den letztgenannten Anwendungsfall benützt hat. waren sehr aufwendig, da durch den Tastenstößel ein aus Kunststoff bestehender Kontaktträger senkrecht zu der Betätigungseinrichtung bewegt werden mußte. Neben einem höheren Verschleiß nahm diese Ausführung einen nicht unerheblichen Raum in der Fernbedienungseinheit in Anspruch. Zu dem war es nicht möglich, auf einfache Weise Kontakte mit Verzögerung durchzuschalten. Bedingt durch den komplizierten Aufbau des Tastenschalters war eine größere Störanfälligkeit gegeben und die Herstellung wurde durch eine größere Anzahl von Einzelheiten und durch die schwierigere Montage erheblich verteuert.

Es sind bereits Tastenschalter mit einem Druckknopf bekannt (DE-GM 16 18 829), auf dessen Unterseite mehrere Führungsstifte vorgesehen sind, die in entsprechenden Löchern einer Führungs- bzw. Montageplatte geführt werden, wobei zwischen der Unterseite des Druckknopfes und der Montageplatte Druckfedern durch die Führungsstifte geführt werden. Die Führungsstifte dienen zur mechanischen Betätigung von Kontakten, die unterhalb der Montageplatte angebracht sind.

Dieser Tastenschalter ist durch seinen komplizierten Aufbau teuer in der Herstellung und nicht für die Anwendung bei den heute üblichen gedruckten Schaltungen geeignet

Für die Verwendung auf gedruckten Schaltungen vorgesehen ist ein als Impulsschalter wirkender, bekannter TastenschaJter (DE-OS 16 40 032), aer bei Ein- und Ausg;vbegeräten von Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt ist Der Tastenknopf des Schalters hat einen Führungsstift, der auf einer verschiebbaren Buchse Kontaktarme trägt und der auf den Abschnitten zwischen Tastenknopf und verschiebbarer Buchse sowie der letzteren und der Führungsbuchse von Spiralfedern umgeben ist Die Enden der Kontaktarme sind auf die Leiterbahnen der gedruckten Schaltung zu gerichtet. Dieser Tastenschalter hat den Nachteil, daß er kompliziert aufgebaut ist und er es nicht gestattet, auf einfache Weise Kontakte mit Verzögerung zu schalten.

Bei Kraftfahrzeugen ist ein Tastenschalter bekannt (DE-GM 63 05 690), bei dem bewegliche Schaligläeder durch mindestens zwei starke Federn jjegen zu verbindende Kontaktstellen gedrückt werden und bei dem mindestens ein bewegliches Auslöseteil bei Betätigung der Schaltglieder gegen die Federkräfte wirken. Das Auslöseteil wirkt hierbei immer in der Nähe der schwächeren Feder. Dadurch wird erreicht, daß die beiden Kontaktstellen zu unterschiedlichen Zeiten getrennt werden. Auch dieser Tastenschalter ist durch seine vielen Einzelteile teuer in der Herstellung.

Es ist ferner ein Tastenschalter für Kodierschaltungen bekannt (DE-OS 22 45 751) bei dem in einem Gehäuse ein Kolben vertikal verschiebbar ist. Eine Kontaktanordnung befindet sich auf der Unterseite des Kolbens. Die Kontaktanordnung besteht aus drei Kontaktfingern, wobei die beiden äußeren dieser Finger in eine Richtung weisen, während der mittlere Finger in enigegengesetzte Richtung zeigt. Der mittlere Finger ist gegenüber den beiden äußeren etwas zurückgesetzt. Jeder der Kontaktfinger weist ein gegabeltes Ende mit einer Krümmung auf, um einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen. Wenn der Kolben nach unten gedrückt wird, so berühren zuerst die beiden äußeren Kontaktfinger die Leiterbahn der gedruckten Schallung. Da der mittlere Kontaktfinger der gemeinsame Kontaktfirrger isi, isl der Schahkrcis zu diesem Zeitpunkt noch offen, lirst ein weiteres Niederdrücken des Kolbens bewirkt, daß durch den mittleren Kontaktfinger dann der Schaltkreis geschlossen wird. Dieser Tastenschalter besteht aus sehr vielen Einzelteilen und ist daher ebenfalls teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Tastenschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei hoher Betriebssicherheit einfach im Aufbau ist und der darüberhinaus eine zeitlich verzögerte Kontaktgabe bzw. Kontaktunterbrechung mit Festkontaktstücken ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäQ durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeiupiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Von den Figuren zeigt

Fig. I eine Baueinheit in teilweise geschnittener Seitenansicht mit mehrer, η Tastenschaltern, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Baueinheit, F i g. 3 eine Seitenansicht eines Betätigungsstößels,

F i g. 4 einen Schnitt durch diesen Betätigungsstößel, F i g. 5 eine Draufsicht auf ein Kontaktorgan,

F i g. 6 eine Seitenansicht des Kontaktorgans.

In den F i g, I und 2 ist eine Baueinheit dargestellt, wie sie z. B. in Fernbedienungseinheiten für Rundfunk- und Fernsehempfänger verwendet werden kann. Das entsprechende äußere Gehäuse mit den elektronischen Bauteilen ist nicht dargestellt Die Baueinheit selbst besteht aus einem Kunststoffkörper 1, der, wie aus der to gestrichelten Linie der Fig.2 ersichtlich ist, einen rechteckförmigen Umriß besitzt An den beiden Schmalseiten sind je eine Schnappzunge 3 und an den beiden Längsseiten je zv.ei Schnappzungen 4 angeformt, mit deren Hilfe der Kunststoffkörper an einer is Isolierstoffplatte 2 befestigt ist Die Isolierstoffplatte ihrerseits ist in dem nicht dargestellten Gehäuse der Fernbedienungseinheit gehaltert

Auf der Oberseite der Isolierstoffplatte sind in bekannter Weise Leiterbahnen 5 vo* wanden, von denen ro in Fig.2 nur einige wenige dargestellt sind. Die Leiterbahnen können an den Stellen, an denen sie mit dem Kontaktorgan in elektrische Verbindung treten, galvanisch besonders behandelt werden, um einen elektrisch günstigen Übergangswiderstand zu schaffen. 2ί Es ist dabei selbstverständlich, daß auch die Leiterbahnen bei Bedarf besonders veredelt werden können.

In diesem Ausführungsbeispiel wurden zwei Reihen zu je vier Tasten gewählt. Je zwei ncbe;ieinanderliegende Tasten sind einem Potentiometer zugeordnet, jo Weitere Tasten können z. B. für die Ein- bzw. für die Ausschaltung der Netzspannung an der Baueinheit vorgesehen sein.

Je nach Anzahl der Tasten sind an dem Kunststoffkörper 1 turmartige Ansätze 6 angeformt, in denen der r» Betätigungsstößel geführt ist. Diese Ansätze 6 bestehen aus einem rohrförmigen Mittelteil, an das sich sternförmig drei Verstärkungsrippen 7 anschließen. In der Isolierstoffplatte sind Löcher ausgespart, die nach der Montage genau so über dem rohrförmigen Mittelteil •40 zu !'..'gen kommen, daß eine Fläche des Betätigungsstößels an einem Rohrwandabschnitt anliegt und damit der Betätigungsstößel geführt wird.

Der Betätigungsstößel selbst besteht, wie aus der F i g. 3 und 4 ersichtlich, aus einem inneren noch hohlen 4^r> Tastenknopf 8, der eine rechteckige, runde oder sonstwie geeignete äußere Form ?-jfweisen kann. In der Mitte des Tastenknopfes ist eine längliche Führungsstange 9 angeformt. Über ihre ganze Länge besitzt die ansonsten runde Führungsstange eine Abflachung 10. vi An dem dem Tastenknopf gegenüberliegenden Ende sind Schnappnasen 11 vorgesehen, mit deren Hilfe der Betätfwiingsstößel im Kunststoffkörper so gehaltert ist. daß er sich bei Druck auf den Tastenknopf nach unten bewegen kann. Auf der Seite der Führung^stange, auf w der sich die Abflachung befindet, ist fast über die Länge des Teiles der Führungsstange, der aus dem Tastenknopf herausragt, ein Schlitz 12 ausgespart. Da die Löcher in der Isoliti'stoffplatte an die abgeflachte Form der Führungsstange angepaßt sind, wird so außerdem W) ein Verdrehungsschutz des Betätigungsstößels erreicht.

In den Fig.5 und 6 ist das Kontaktotgan, das aus einem elektrisch gut leitenden Metall besteht, dargestellt. Das Kontaktorgan besteht aus einer runden Scheibe 14, von der ein Bogenstück entfernt wurde, so <*' daß sich ein gerades Teilstück 15 ergibt. Unmittelbar dem geraden Teilstück benachbart sind zwei Kontaktfinger 16 etwa senkrecht zur Scheibenebene abgewinkelt. Ein weiterer Kontaktfinger 17 weift eine geringere

Höhe auf und befindet sich genau dem Teilstück gegenüber in der Mitte des Bogenstückes. Etwa in der Mitte der Scheibe des Kontaktorgans ist eine öffnung 18 vorhanden, durch die die Führungsstange 9 des Betätigungsstößels hindurchragt. Die Form der öffnung ist an den Umriß der Führungsstange angepaßt. In die öffnung 18 ragt eine Führungsstange 19, die im zusammengebauten Zustand in den Schlitz 12 hineinragt.

Bei der Montage wird zunächst über die Führungsstange das Kontaktorgan bis zu seinem Endanschlag 9' geschoben, d. h. bis die Führungsnase 19 an den Endanschlag 9 anstößt. Dann wird eine schraubenförmig gewundene Druckfeder 20 darübergeschoben und anschließend kann der Tastenschalter, nachdem noch eine Isolierscheibe 21 aufgelegt wurde, in die Löcher der Isolierstoffplatte und in die Ansätze 6 bis zum

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den Zweck, die metallene Druckfeder 20 von den Leiterbahnen der Isolierstoffplatte elektrisch zu trennen.

Bedingt durch das gerade Teilstück des Kontaktorgans und die Lage der Kontaktfinger wird, bezogen auf das Lager der Führungsnase am Endanschlag, eine Schräglage des Kontaktorgans erreicht. Ferner wird die Schräglage durch die Druckfeder 20 stabilisiert, da die Wirkungslinie der Druckfeder nicht mit dem Lager der Führungsnase fluchtet. Außerdem ist der Kontaktfinger mit geringerer Höhe weiter von dem Lager entfernt, so daß dieser Kontaktfinger sich näher am Tastenknopf

'■> befindet.

Wenn auf den Tastenknopf ein Druck ausgeübt wird, so berühren zunächst die beiden längeren Kontaktfinger die Leiterbahnen der Isolierstoffplatte. Ein weiteres Niederdrücken bewirkt, daß auch der Kontakifinger mit

in der geringeren Höhe seine Kontaktstelle berührt. Vs wird somit erreicht, daß letzter Kontakt verzögert geschaltet wird. Wird der Kontaklknopf losgelassen, so tritt dieser Verzögerungseffekt in umgekehrter Reihenfolge auf.

ΙΊ Berühren die beiden längeren Kontaktfinger die Kontaktstellen der Isolierstoffplatte, so befindet sich das Kontaktorgan noch in der Schräglage. Wird weiter

n_..«i. . r.u. ι u. -.:~l j„~ ν—*-!.. l.^

L/iuvn uujgLuui, a\j uinit .inIi uaι i\uiriaMLfigoT[ ui.i /.Ui Kontaktierung des kürzeren Kontaktfingers um sein

in Lager und die längeren Kontaktfinger gleiten auf den Kontaktstellen entlang. Durch diesen Wischeffekt wird erreicht, daß angesammelter Schmutz bzw. Filme oder Verunreinigungen von der Kontaktstelle entfernt werden. Dies trägt wesentlich zur Zuverlässigkeit des

_>"> Tastenschalters bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Tastenschalter

J.1 mit einem in einem Gehäuse geführten

Betätigungsstößel und \2 mit einem federbelasteten Kontaktorgan,

1.21! das mittels des Betätigungsstößels geführt ist,

1.22 das in seinem Mittelteil eine Öffnung aufweist, durch die der Betätigungsstößel hindurchragt und

1.23 das zwischen Festkontaktstücken einer am Gehäuse befestigten Leiterplatte in der Arbeitsstellung d.h. ·⁵ während der Betätigung des Stößels eine elektrische Verbindung herstellt,

dadurch gekennzeichnet, U daß das Kontaktorgan in der Ruhestellung keinen der Festkontakt? berührt.

1.4 daß das Kontaktorgan (13) Kontaktfinger (16, 17) in unterschiedlicher Höhe besitzt, um eine verzögerte Kontaktgabe bzw. Koruaktunterbrechung zwischen den Festkontakten zu bewirken, und 2^r>

1.5 daß das Kontaktorgan bezogen auf den Endanschlag (9') seiner Führung am Betätigungsstößel durch seine Form und die Lage der Kontaktfinger unterschiedliche Gewichtsverteilung aufweist und die Wir- *° kungslinie der Federkraft nicht mit dem Endanschlag fluchui, so daß es im eingebauten Zustand mittels der Feder im Endanschlag in einer Jchräglage gehalten ist. *

2. Elektrischer Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

2.1 daß bei Betätigung des Stößels von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung zunächst zwei Kontaklfinger (16) je einen ■<" zugeordneten Festkontakt berühren und verzögert ein weiterer Kontaktfinger (17) seinen Festkontakt berührt.

3. Elektrischer Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, 4 > dadurch gekennzeichnet,

3.1 daß das Kontaktorgan (13) aus einer runden Scheibe (14) besteht, von der ein Bogenstück entfernt wurde, so daß sich ein gerades Teilstück (15) ergibt und w

3.2 daß die Kontaktfinger (16, 17) etwa senkrecht zur Scheibenebene abgewinkelt sind.

4. Elektrischer Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, y> dadurch gekennzeichnet,

4.1 daß sich unmittelbar dem geraden Teilstück

(15) benachbart die beiden Kontaktfinger

(16) befinden und

4.2 daß der dritte, eine geringere Höhe als die M) beiden anderen aufweisende Kontaktfinger

(17) von beiden am weitesten entfernt »ich am Bogenstück befindet.

5. Elektrischer Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

5.1 daß die runde Führungsstange (9) des Betätigungsstößels eine über ihre ganze Länge sich erstreckende Abflachung (10) besitzt, in der fast über die gleiche Länge ein Schlitz (12) ausgespart ist, in den eine Führungsnase (9) des Kontaktorgans (13) ragt und dessen Ende den Endanschlag (9') der Führung bildet

6. Elektrischer Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

6.1 daß die Entfernung der Führungsnase (9) zu den höheren Kontaktfingern (16) kleiner ist als zu dem Kontaktfinger (17) mit geringerer Höhe.

7. Elektrischer Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

7.1 daß der Betätigungsstößel an dem der Taste gegenüberliegenden Ende Schnappnasen (11) besitzt, mit deren Hilfe er am Gehäuse (1) befestigt ist.