DE2359971A1 - Elektrischer tastenschalter - Google Patents

Description

25-

1973

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastenschalter für das Tastenfeld z, 3, einer Sehreib·», Keehen·» oder ähnlichen Elaschine, bestehend aus einer mit einer Taste verbundenen federnden Kontaktbrücke, die mit wenigstens einem ©ade ständig auf einer Leiterplatte .mit feststehenden Eontakten aufliegt 12nd bei Tastendruck derart auf der Leiterplatte gleitet, daß eine elektrische Sontaktverbindung herstellbar ist«

Bei einem bekannten Tastenschalter dieses¹ Bauart (Bf-OS 1 57* 553)

ist der Tastenschaft o@der Taste seh©n₉ der in einen Schlitz schaltkorpers eingreift_o Di© Schaltkörper τ, der in eiaer

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sind» Jeder Metallstift ist durch eine zugeordnete Leitung mit einem entsprechenden leiter elektrisch verbunden« Beim Niederdrücken einer Taste drückt deren Bolzen auf die Zugfeder und verformt diese, wodurch ein Teil ihrer Windungen auf die zugeordneten Kontaktfahnen drückt, so daß durch die Zugfeder eine elektrische Bojataktverbindung herstellbar ist» Durch die Verwes"Hng von elastischen Kontaktfahnen ist dieser Tastenschalter nicht nur relativ aufwendig herzustellen, sondern er neigt auch zum Kontaktprellen» Außerdem muß ein verhältnismäßig großer Kontaktweg in Kauf genommen werden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Tastenschalter der im Ctoerbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art dadurch zu vereinfachen und zxl verbessern, daß die'' ZaM. der erforderlichen Teile wesentlich verringert und so die Anordnung konstruktiv und herstellungsmäßig vereinfacht wiM und daß die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe erhöht wad ©in Kontaktprellen, ausgeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird erfio&uzigegeffllS öacteefc gel&st, daß die Kontaktbrücke als eine FalttxngeE. ggifweiseude leder ausgebildet ist» an der unmittelbar die fest© aagp?ei£t_t daß durch Tastendruck wenigstens .ein Behemkel fe feder sur Herstellung einer Kontaktverbindung spreizbar ist miß. daß die Taste nach ihrer Freigabe durch die als Kontaktbrücke fiieaende Feder in ihre Ausgangslage 2urückstellbar ist*

Der erfindungsgemäSe elektrisch© fastesschalter benotigt somit - im Gegensatz zu den eingangs als bekannt ermhnten Tastenschaltern — keinerlei Zwisehenglleder zwischen Taste und Kontaktbrücke bzw· Kontaktbrücke und leiterplatt© mein? und wird damit wesentlich vereinfacht. Der erfindungsgemäße Tasten=· schalter eignet sieh daher auch für miniaturisierte und integrierte, elektrische und ©!©ktronisehe Geräte« Durch die Faltungen aufweisende Feder₉ die h®± Tastendruck durch Spreizen

wenigstens eines Schenkels bm£ der leiterplatte gleitet, kann die Tastenbetätigungsrichtiing la einen'VLnkel = 90° gegenüber der leiterbabnftihrenden Ebene tasogelenkt warden» Außerdem wird stets eine durch. Tastenbetätigrag sich verändernde elastische Anpressung zwischen Feder und Leiterplatte ohne zusätzliche Mittel erreicht, wodurch ein prellfreies Sehaltverhalten gewahrleistet und eine fehlerhaft® Signalgabe vermieden wird.

Um den Tastenschalter mit einer taktilen oder auch akustischen Eückmeldung an den Benutzer über die erfolgte Kontaktgabe ohne Mehrkosten auszustatten, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Schenkel der Feder derart gebogen ausgebildet, z. B. gewölbt bzw. geknickt sind, daß sie nach Auslenkung durch eine Kraft vorbestimmten Große zur Herstellung der Kontakt verbindung bei abnehmender Kraft plötzlich elastisch spreizbar sind· Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind an dem= Tastenknopf und/oder auf der !leiterplatte Erhöhungen und/oder Vertiefungen derart angeordnet, daß die Schenkel der Feder nach Auslenkung durch eine Kraft vorbestimmter Größe zur Herstellung der Kbntaktverbindung bei abnehmender Kraft plötzlich elastisch spreizbar sind» Biese Anordnungen schaffen die Möglichkeit* da£ ■- nachdem die Taste um einen Hub vorbestimmten Größe niedergedrückt wurde - bei nachlassendem Tastendruck die erforderliche Kontaktverbindung zustande kommt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben»

nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben«

Es zeigt:

Fig. 1 einen Tastenschalter in schaubildlicher Darstellung,

— 4 —

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Fig· 2 einen Tastenschalter^ dessen Feder in einem gestellfesten Bahnen geführt ist, in Seitenansicht,

Fig· 3 eine in einem gestellfesten Bahnen eingespannte Feder in Seitenansicht,

Fig· 4 eine V-foxnig gebogene Feder mit Wendel in Seitenansicht,

Fig· 5 einen Tastenschalter mit einer Feder, deren

einer Schenkel in die Leiterplatte eingesteckt ist, in Seitenansicht»

Fig· 6 feststehende Kontakte der Leiterplatte in Draufsicht,

Fig· 7 ein Hehrfachschaltelement in Form eines mehrfach gebogenen Federbandes in Seitenansicht,

Fig· S andere feststehende Kontakte der Leiterplatte in Draufsicht*

Fig· 9 einen Tastenschalter, dessen Feder und Tastenknopf ein gemeinsames Bauteil bilden, in Seitenansicht, . '^^r

Fig» 10 einen Tastenschalter, in dessen Tastenknopf zwei einschenkelige Federn eingespannt sind, in Seitenansicht *

Fig« 11 eine Tastatur, deren Federn ein gemeinsames , Bauteil bilden« in schaubildlicher Darstellung,,

Der in Fig· 1 dargestellte elektrische Tastenschalter besteht mos einer mehrere Faltungen aufweisenden Feder 1, einen in einer Tastenplatte 2 geführten Tastenknopf 3 und einer Leiterplatte 4* Der Tastenknopf 3 übergreift unmittelbar den oberen

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Bereich der Feder 1

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seitliegen, statoäig auf &@s> leitei^platte

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auf den Tastenknopf 3a gleiten die Scheitel auf den Schrägflächen 10 nach innen, wodurch die beiden Schenkel der Feder 1 etwas nach außen spreizen« ohne jedoch bereits eine elektrische Kbntalctverbindung herzustellen«, Bei einer auf den Tastenknopf 3a ausgeübten Kraft vorbestimmter Größe schnappen die beiden Scheitel in die Vertiefung 11- des ^tastenknopfes 3a ein, wodurch die Schenkel der Feder 1 bei abnehmender Kraft auf den Tastenknopf 3a plötzlich elastisch nach außen spreizen und dabei der linke Schenkel der Feder 1 eise elektrische Kontaktverbindung herstellt· Durch diese Ausbildung des Tastenknopfes 3a läßt sich der (Tastenschalter mit eines· taktilen oder auch akustischen Rückmeldung an dea B^ititzer über die erfolgt© Kontaktgabe ohne Mehrkosten ausstatten» Zur ^erzielung eines definierten Tastenhubes legt sieh auch iäi? der mittlere Schenkel der Jeder-1 auf die Leiterplatte 4*

Bei dem AusfuhEta^sbeispiel eis@s Seisteaedhalters nach FIg_n, 3 ist eine W-fom&g gebogene Blattfeder 12 vorgesehen, Sie la einen gestellfasten Sahmen 12 eiagesteckfe 'üs&d 'gehaltea ist« Barch Druck auf den Scheitel lies⁸ Blattfeder 1£ la KidrSisag des Efeiles Ί4- spreizen ilsre Söfe.e^c©l 1'5 sig? H@sgt©Iiimg ®ia@r slelrfcrisehen ÄKOtaktverbisdissg as,eii- Ciiga-a im «I® s"fe2i.etermikti©2?fe <äar— gestellte lage« Ibt aiteli ü©ses, Sag'feG-as-sofslteap-aii'fe einer taktilen und gegebenenfalls akustisofeeii ISdlKsiSamg aa fen Bemröser über die erfolg® Sbntaktgaee BMsz-n^t&tt^m.^ sin& M.Q Bdbmässl der Mattfeder 12 derart ]ier¥©3?gewölöt_& GaM' sie sisli nach inlegen einer Kraft vorbestissEteJ? CMSJ!:© b@i abneiaaeates? Ws&ft in Sichtung des Pfeiles 14 plotslish IsossEbiegeiE,, dabei #JLastiseh, nach außen spreizen und siE.6 ©l-anfeis^ls,® Eontskfc-reÄißß.isMg -zwischen den fe8teteheB&e& Ifeü*&slsfe©£ 5 wiA 6 aer Leiterplatte 4· herstellen· Eie* tektile laöisae-Idssg kEaa, ansit durch eine nichtlineare^ z* B* halbkreisfossslge^ SsieMiaie bzw« öureh zwei sich kreuzende lineare Siiekliaiea ia asu Schenkeln der Blattfeder erreicht werden.· Bes? Sasfesatiefgaag lcarta durcli einen nicht dargestellten 2?ä&ten1tnapf oder ßxne&te. @ise entspreeiiend gßkriyp£~ te Fedfflf bep?fsigt

Fig« 4 zeigt, eine V-£6naig gebogea© leete ■ 16_S <§±@ in ihrem Scheitel eine Wendel 1? aufweist..Ue.«iif der leiterplatte 4 gleitenden Enden der Fftfler 16 siaä sbesfalle Bach innen oder außen kreis- oder halbls?©isföÄig lämgehogen· Bei Sastendruck auf den Scheitel ä&v^ Feder 16 niet dies© die striö^unktiert dargestellte Lage ein«,

In Fig. 5 ist eine Feder 18 dasgest&Llt* deren linker Schenkel dadurch gestellfest angeordnet ist, daS dieser in einen Schlitz 19 der Leiterplatte Λ eingesteckt ist. B®r-rechte Schenkel der Feder 18 ist in der beschriebenen Weise als Schleifkontakt- ausgebildet«. JDer Scheitel der. Feder 18 arbeitet mit einem lastenknopf 20 zusammen, der zum plötzlichen Herstellen einer elektrischen Kontaktverbindung mit einer ebenen Schragfläche 21 und einer Vertiefung 22 versehen ist* Sobald der Seheitel der Feder 18 in die Vertiefung 22 einspringt« spreizt der rechte Schenkel der Feder 18 bei nachlassendem Tastendruck plötzlich nach außen in die strichpunktiert dargestellte lage· Dieser Tastenschalter vermittelt dem Benutzer dadurch_# SaB di© zum Herabdrücken erf«rde^li©he Kraft plötzlich tibalna&v ©in© Bück-* meldung über die erfolgte Signalgab©«»

Auf der Leiterplatte sind nach Art einer gedruckten Schaltung zum Herstellen der Eontaktverbindungen verschiedene Leiterbahnen angeordnet» Jede Leiterbahn 23 (Fig. 1) ist an ihrem freien Ende verbreitert im^ als feststehender Kontakt 5 bzw· 6 ausgebildet· iäie Form der feststehenden Kontakte ist frei wahlbar· Ih Fig. 6 sind Leiterbahnen 23 mit verbreiterten feststehenden Kontakten 24 und 25 in einer anderen Form dargestellt· Zum Herstellen einer Kontaktverbindung wird der Schenkel der Feder von der Lage 26 in die Lage 27 bewegt« Eine weitere Form von feststehenden Kontakten zeigt Fig. 8_t nach der drei Leiterbahnen 37« 38 und 39 als Kontakte vorgesehen sind« Zum Herstellen einer Kontaktverbindung wird der Federschenkel von der Lage 26, in der die Leiterbahnen 37 und 38 miteinander verbunden sind, in die Lage 27 bewegt, in der die Leiterbahnen 37 und 39 miteinander verbunden sind· Die Leiterbahn 38 kann ein Blindkontakt sein.

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Pur eine mehrfache Anordnung von Tasters ehaltern können mehrere einzelne Tastenschalter Verwendung finden. Bine besonders einfache Ausbildung ergibt sich jedoch aus Fig. 7- Hier ist ein Mehrfachschaltelement in Form eines Federbandes 28 aus stromleitendem Material vorgesehen, welches mehrmals die Faltung enthalt» Dabei ist der rechte Schenkel 29 jedes Schalters steiler ausgebildet als der linke Schenkel JO₀ Bei Druck auf den Scheitel in Richtung des Pfeiles 31 bewegt sich der rechte Schenkel 29 nur um eine geringe Strecke nach rechts, während sich der linke Schenkel 30 zur Herstellung einer Kontaktverbindung um eine größere Strecke nach links bewegt. Ba in einem Tastenfeld die !Basten meist in geringen Abständen zueinander angeordnet sind, kann es zweckmäßig sein, den Schenkel 29 mit einer nicht st romleitenden Schicht, z« B. mit einer Isolierkappe 32, zu versehen« Dadurch wird die Herstellung einer elektrischen Kontaktverbindung gleichzeitig durch beide Schenkel 29 und 30, was zu einer falschen Signalgabe führen würde« vermieden.

Eine weitere Ausfiihrungsform eines Tastenschalters ergibt sich aus Fig. 9· Hier ist eine Feder 40 unmittelbar an einem Tastenknopf 41 befestigt bzw. bildet mit diesem ein gemeinsames Bauteil. Werden Tastenknopf 41 und Feder 40 aus Kunststoff oder einem anderen nichtstromleitenden Material hergestellt, ist der auf der Leiterplatte gleitende Teil der Feder 40 mit einer leitenden Schicht versehen. Bur Begrenzung des Tastentiefgangs ist der Tastenknopf 41 mit einem Ansatz 42 versehen, der sich auf die Leiterplatte 4 aufsetzt.

Die Ausführungsform eines Tastenschalters nach Fig. 10 zeigt zwei einschenkelige Federn 43, die in einem Tastenknopf 44 eingespannt sind. Ein Ansatz 45 des Tastenknopfes 44 dient ebenfalls zur Tastenhubbegrenzung· Dabei kann der Ansatz 45 derart gebogen ausgebildet , z. B. gewölbt bzw· geknickt, sein, daß eine taktile oder akustische Suckmeldung an den Benutzer über die erfolgte Kontaktgabe dadurch, erzielbar ist, daß der Ansatz 45 nach Auelenkung durch eine Kraft vorbestimmter Größe über eine aittlere Totpunktlage hinaus plötzlich elastisch in eine entgegengesetzte Lage umschnappt*

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Ia Fig« 11 ist eis© stator 5So Β» ©in« dargestellt» Ί&®

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Sicke auf» so daß unterschiedliche, definierte Federkräfte aufgebaut werden können* Zum plötzlichen Herstellen einer elektrischen Kontaktverbindung tmd zur tsltfellöi? Biickmeldung; an den.Be« nutzer wahrend des Schaltvorggsges koanen Beeinflussungssysteme für die Feder wahlweises ss dem Sastenkncpf oder auf der Ebene der Leiterplatte« wie ssusätfliehe Leiterbahnen bzw. zusätzliche Fonnveränderaigen auf der leite^ahnführenden Ebene, vorgesehen sein· SIn ü&stensehalter ka^n auch mehrere Eontaktverbindungen gpLeichseitls herstellen^ Indem mehrere Schenkel einer¹ Feder in verschiedenen Biehtungeü* z« B« in Fern eines Dreibeine, angeordnet sind und in dieses Hielitungezi gleiten·

Claims (1)

1. Patentansprüche ·

   ektrischer SbstanschalteF Hüte ia© üäetenfdlA- s· B« ©i&er schreib-, Sechen- ©der atalieMsn Maschine _?. B^gtehead mm einer mit einer !Baste T&ünmämi&B, f ©«teatea.. Kemtakfcbrue&e* die mit wenigstens einem Bod© stindig auf ®i&©2> leiterplatte mit feststehenden Kentakten aiifliegt imä %@i 3k@t©ndru.©k derart auf der Leiterplatte gleitet _Φ daS ein® elektrische Kontakt-Verbindung herstellbar ist« dadurch ge kennzeichnet» daß die Kontaktbacke als eine Palinmgen aufweisende Feder (1j"iÄ; 161 18? 28? 33 j 40| 43) ausgebildet ist,, an der unmittelbar dl© Saete (35 3&1 201 36; 41 f 44) angreift _r daß durch Tastenrlraek wenigstens ci.n Schenkel der Feder zur Herstellung einer Keiitaktirerbindung spreizbar ist und daß die !Baste nach ihrer Fr©igabe dui*@h die als Kontaktbrücke dienende !feder in llsum J^sgangslag© zurüekstell— bar ist. ,

   2· !Pastenschalter na&fe, Aaspruch 1, d t Ιαϊ¹ δ h gekennzeichnet « (iaS die Ped©r (ig 12) im ©inesi gestellfe=' sten Eahmen (8i 13) derart gefütat ist, daB ife© beiden Schenkel durch Tastendruck spreizbar, sind·

   3· !Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet » daß die faste als geradlinig bewegbarer !Bastenknopf (3; 41 f 44) ausgebildet ist, durch den die Feder (1; 40; 43) derart geführt ist, daß ihr(e) Schenkel durch listendruck spreizbar ist (sind)·

   4» Tastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (40; 43) en dem Tastenknopf (41; 44) befestigt bzw· eingespannt ist*

   5· Tastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Peeler (40) wan. der !Sastenknöpf (41) ein gemeinsames Bauteil

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   - 12 1 " ^f . ;

   6. Tastenschalter nach Anspruch 1* dadurch g @ k e η η -zeichnet, daß ά&τ eine Sehenkel der Feder (18) gestellfest angeordnet waä der andere Seihenkel der Feder (18) als Schiebekontakt ausgebildet ist«.

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   7· !Tastenschalter nach Anspruch 6, dadurch g β k β η η -zeichnet« daß der gestellfest angeordnete Schenkel der Jeder (18) in einen Schlitz (19) der Leiterplatte (4) eingesteckt ist*

   8* Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7» d a -durch gekennzeichnet, daß die die Faltungen aufweisende Feder eine V- "bzw. tt-foxmig gebogene Blatt« feder (1; 12; 18? 33? 40) ist*

   9. Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7« dadurch gekennzeichnet, daß die die Faltungen aufweisende Feder eine V- bzw* V-förmig gebogene Feder (16) ist» die in ihrem Scheitel eine Wendel (17) aufweist·

   10* Tastenschalter nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet , . daS der Tastentiefgang durch Abstützen des mittleren Scheitels einer V- bzw* W-formig gebogenen Feder (1; 16) auf der Leiterplatte (4) begrenzbar ist·

   11« Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9« d a -, durch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung des Tastentiefganges deT Tastenknopf (41; 44) mit einem auf die Iieiterplatte (4) aufsetzbaren Ansatz (42; 45) versehen ist·

   Tastenschalter nach Anspruch 1i_y dadurch gekennzeichnet » daß der Ansatz (42; 45) derart gebogen ausgebildet» z« B. gewölbt bzv. geknickt, ist, daß er nach Auslenkung durch eine Kraft vorbestimmter Große über eine mittlere Totpunktlage hinaus plötzlich elastisch in eine entgegengesetzte Lage umschnappt.

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   18. (Tastenschalter nach, einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß mehrere Federn (33) «in gemeinsames Bauteil (34) bilden.

   19· Tastenschalter smä einem der TOrhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehen« kel der Federn eine rariable Breite und/oder Diiske aufweisen.

   20. ffestensehaltei* nach @±nm der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Herstellung seligerer 'Ksmtafcfeirerbindmigen mehrere Schenkel der Feder in wrscMedenen Sichtungen angeordnet sind*

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