DE2451546B2 - Tastenfeld - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Tastenfeld mit einer beliebigen Anzahl von zugehöriger Tasten betätigbarer elektrischer Schließkontakte, deren eines Kontaktelement von einem langgestreckten elastischen Glied gebildet ist, das beim Niederdrücken der Taste i>^r> nachgiebig gegen das quer dazu gerichtete zweite Kontaktelement angepreßt wird und beim Loslassen der Taste als Rückstellfeder für diese wirkt.

Ein solches Tastenfeld ist im Prinzip beispielsweise aus der DE-AS 22 56 992 bekannt.

Generell werden an Tastenfelder eine ganze Reihe von Anforderungen gestellt, deren gemeinsame Erfüllung bisher stets auf Schwierigkeiten gestoßen ist;

So soll das Tastenfeld in der Herstellung billig sein und aus wenigen Einzelteilen bestehen, um einen möglichst kompakten Aufbau zu erhalten. Die Schaltkontakte sollen so ausgebildet sein, daß sie ein geringstmögliches Kontaktprellen verursachen. Weiterhin sollen die Schaltkontakte selbstreinigend sein, so daß im Betrieb keine Fehler infolge Oxidation der Kontakte auftreten können. Schließlich müssen die Schaltkontakte zuverlässig schließen, wozu die Anordnung von mehr als einer Berührungsstelle für jeden Schaltkontakt erwünscht ist

Mit dem oben erwähnten bekannten Tastenfeld, bei dem die ersten Kontaktelemente aus an einer elastischen Trägerfolie angeordneten Leiterstreifen bestehen, die durch örtliches Niederdrücken der Trägerfolie gegen das zweite Kontaktelement bildende, quer dazu verlaufende Leiterstreifen gedrückt werden, fehlt es an einer sicheren prellfreien Kontaktgabe, zumal die Möglichkeit einer Selbstreinigung durch Querbewegung zwischen den Kontaktelementen fehlt und nur eine Berührungsstelle vorhanden ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Tastenfeld der eingangs genannten Art zu schaffen, das siimüichen obengenannten Forderungen voll Rechnung trägt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das erste Kontaktelement zwischen einem mittig über dem zweiten Kontaktelement angeordneten ortsfesten Stützglied und zwei beiderseits desselben angreifenden Betätigungselementen an der Taste eingespannt ist, die in einem solchen Abstand von dem Stützglied angeordnet sind, daß beim Niederdrücken der Taste die beiden zwischen dem Stützglied und den Betätigungselementen gelegenen Abschnitte des ersten Kontaktclements in Anlage gegen das wesentlich breiter als das Stützglied ausgebildete zweite Kontaktelement gelangen.

Die Einspannung eines elastischen Kontaktelements zwischen einem mittig angreifenden Stützglied und zwei beiderseits desselben angreifenden Gegenelementen ist zwar bei einem federnden Einzelkontakt bereits bekannt (US-PS 34 10 975). Abgesehen davon, daß dort das Stützglied das Betätigungselement bildet, ist das von einer kurzen Feder gebildete Kontaktelement nur eine Kontaktbrücke zwischen zwei festen Kontaktpolen, so daß zwei Berührungsstellen hintereinandergeschaltet sind, an denen die mit den Kontaktpolen zusammenwirkenden freien Federenden erstreckt zu unsicherer Kontaktgabe durch Prellen führen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Tastenfeld sind demgegenüber derartige Prellschwingungen des ersten Kontaktelements dadurch vermieden, daß sich das zweite Kontaktelement mit zwei Berührungsstellen zwischen dem Stützglied und den Betätigungselementen befindet und dadurch beim Niedcdrücken der Taste an beiden Berührungsstellen zwangsläufig eine schwingungsfreie Berührung erzielt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sowie Vorteile der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels entnehmen. Es zeigt

F i g. 1 ein Tastenfeldgehäuse mit an seiner Innenseite angeordneten Schaltkontakten,

F i g. 2 einen Querschnitt durch zwei Schaltkontakte in größerem Maßstab, und

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für die A nordnung der Kontaktelemente relativ zueinander.

Das in F i g. 1 gezeigte Tastenfeld hat ein Gehäuse 10 mit Führungen 11 für Tasten 12, die in die Führungen durch entsprechende Öffnungen im Gehäuse 10 eingesetzt werden könnea Dies ist am besten aus F i g. 2 ersichtlich, worin die Öffnungen mit 13 und die Oberseite des Gehäuses mit 14 bezeichnet sind Die Tasten 12, die aus Kunststoff bestehen können, haben seitliche Vorsprünge 15, mittels welcher sie im Tastenfeld einrasten können. Die Tasten sind somit in den Führungen beweglich gelagert und mit Hilfe der sich gegen die Gehäuseunterseite anlegenden Vorsprünge in den Führungen gehalten.Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, sind die Fühnrungen 11 von Stäben 16 durchsetzt, denen Aussparungen 17 in d;n Tasten 12 entsprechen, so daß die Abwärtsbewegung der Tasten durch die oberen Kanten der Aussparungen 17 und die Stäbe 16 begrenzt wird.

Im Gehäuse 10' sind Kontaktelemente in Form von Zugfedern 18 und 19 mit Hilfe von Federösen 20 und 21 abgespannt Wie aus Fig.3 hervorgeht, sind die Zugfedern 18 und die Zugfedern 19 im wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet In der unbetätigten Stellung ruhen die Federn 18 in Ausnehmungen 22 in den Führungen 11 und liegen gegen die Stäbe 16 an. jo Wenn in eine Führung 11 eine Taste 12 eingesetzt ist, wird, wie links in F i g. 2 gezeigt, die Feder 19 auf dem zugehörigen Stab 16 aufliegen, weil die obere Kante 23 einer Aussparung 24 in der Taste die Feder 19 nach unten drückt.

Jeder Schnittpunkt zwischen einer Feder 18 und einer Feder 19 bildet einen Schaltkontakt, mit welchem ein an das Tastenfeld angeschlossener elektrischer Kreis geöffnet oder geschlossen werden kann. Die Schaltkreise sind über Drähte 25 und 26 an die als Kontaktelemente dienenden Federn angeschlossen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Drähte an die Federösen 20 und 21 angelötet, wobei letztere in Leisten 27 am Gehäuse 10 eingehängt sind. Wenn anstelle der Drähte eine gedruckte Schaltung benutzt wird, können die Federn unmittelbar an dem Schaltungsträger oder damit verbundenen Kontaktstiften angebracht werden. Es ist auch möglich, an Stelle von Zugfedern andere dehnbare elastische Mittel, beispielsweise in der Form langgestreckter Stäbe aus elastisch leitendem flexiblen Material wie leitfähigem Gummi zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Tastenfeld arbeitet wie folgt:

Die linke Hälfte der F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Schakkontakt in Offenstellung. Die als Betätigungsmittel dienenden Tastenkanten 23 drücken die Zugfeder 19 nach unten in Anlage gegen den Stab 16, so daß die Feder die in der Figur gezeigte Form einnimmt. Die andere Zugfeder 18, die sich rechtwinklig zur Feder 19 erstreckt, liegt gegen die Unterseite des Stabes 16 an und befindet sich in einem geringen Abstand von der Feder 19.

Wenn die Taste niedergedrückt wird, wie dies rechts in F i g. 2 veranschaulicht ist wird die Feder 19 mit der Feder 18 nach einem sehr kurzen Tastenweg, beispielsweise in der Größenordnung 1 mm in Berührung gelangen. Die weitere Bewegung der Taste um beispielsweise zusätzlichen 1 mm veranlaßt auch die Feder 18 zu einer Abwärtsbewegung, und die beiden Federn wirken aneinander gleitend, so daß der Berührungsbereich selbsttätig gereinigt wird.

Bei der rechts in Fig.2 gezeigten Schaltstellung besteht Berühung mindestens an zwei Stellen 28 und 29. Da die Federn aus gewundenem Draht bestehen, werden die Windungen durch die Dehnung der Federn ein wenig voneinander getrennt, und es werden in Wirklichkeit zwei Berührungsstellen an jedem Punkt 28 und 29 in F i g. 2 erhalten, was bedeutet, daß an jedem Schaltkontakt vier Berührungsstellen erhalten werden.

Wenn die Taste 12 aus der rechts in F i g. 2 gezeigten Stellung losgelassen wird, wird sie in die links in F i g. 2 gezeigte Stellung zurückkehren, wobei die Feder 19 als Rückstellfeder für die Taste dient Dies ist ein Grund, warum das erfindungsgemäße Tastenfeld sehr wenige bewegliche Teile enthält

Wenn die Taste 12 in ihre Ruhestellung zurückkehrt, wird eine sehr gute Dämpfung der Bewegungen der Feder 19 aufgrund der Lage der Betätigungskanten 23 und des Stabs 16 im Verhältnis zur Feder 19 erhalten. Bei Versuchen ließ sich beim Schließen eines Kontaktes überhaupt kein Kontaktprellen feststellen, und beim öffnen des Schaltkontaktes war das Kontaktprellen beträchtlich geringer als bei den meisten bekannten Tellerfeldern.

Wegen der obigen guten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Tastenfeldes können die Anforderungen an das Material der Kontaktelemente vergleichsweise niedrig sein. Die Zugfedern 18 und 19 können beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines jeden Schaltkontakts erbringt außerdem zusätzliche Vorteile. Die Feder 19, die zu beiden Seiten eines Stabs 16 während der Abwärtsbewegung der Taste gedehnt wird, verläuft unter einem Winkel von etwa 45° zur Tastenbewegung. Dies bedeutet, daß die Feder beträchtlich weniger gedehnt wird, als die entsprechende Bewegung der Taste beträgt so daß die Taste bequemer zu betätigen ist.

Anstelle der Verwendung der Zugfeder 18 kann auch ein fester Kontaktstab od. dgl. verwendet werden. Sein Durchmesser sollte etwas geringer als der der Feder 18 im obigen Ausführungsbeispiel sein, so daß während der Abwärtsbewegung der Taste die Fedvir 19 auf der Oberfläche des Stabs entlanggleiten kann. Wenn das Tastenfeld auf solchen Gebieten eingesetzt wird, auf denen ein hoher Kontaktwiderstand unerwünscht ist, können die Zugfedern aus rostfreiem Stahl mit einem Überzug aus besser leitendem Metall versehen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Tastenfeld mit einer beliebigen Anzahl von zugehörigen Tasten betätigbarer elektrischer Schließkontakte, deren eines Kontaktelement von einem langgestreckten elastischen Glied gebildet ist, das beim Niederdrücken der Taste nachgiebig gegen das quer dazu gerichtete zweite Kontaktelement angepreßt wird und beim Loslassen der Taste als Rückstellfeder für diese wirkt, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das erste Kontaktelement (19) zwischen einem mittig über dem zweiten Kontaktelement (18) angeordneten ortsfesten Stützglied (16) und zwei beiderseits desselben angreifenfen Betätigungselementen (23) an der Taste eingespannt ist, die in einem solchen Abstand von dem Stützglied (16) angeordnet sind, daß beim Niederdrücken der Taste (12) die beiden zwischen dem Stützglied (16) und den Betätigungselementen (23) gelegenen Abschnitte des ersten Kontaktelements (19) in Anlage gegen das wesentlich breiter als das Stützglied (16) ausgebildete zweite Kontaktelement (18) gelangen.

2. Tastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kontaktelement (18) ebenfalls von einem dehnbaren elastischen Glied gebildet ist.

3. Tastenfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktelemente (19, 18) Zugfedern sind.

4. Tastenfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktelemente von langgestreckten Stäben od. dgl. aus elektrisch leitendem flexiblen Material wie beispielsweise leitfähigem Gummi gebildet sind.

5. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elemente (19, 18) eines jeden Kontakts im rechten Winkel zueinander erstrecken.

6. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktelemente (18, 19) bildenden elastischen Glieder in einem mit Öffnungen (13) für die Tasten (12) versehenen Gehäuse (10) befestigt sind.

7. Tastenfeld nach Anspruch 6, dadurch gekenn- « zeichnet, daß die Öffnungen (13) mit Führungen (11) für die Tasten (12) versehen sind, welche gleichzeitig Abstützungen für die zweiten Kontaktelemente (18) bilden und die Stützglieder (16) gegen welche sich die ersten Kontaktelemente (19) abstützen, enthal- w ten.

8. Tastenfeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (12) mit seitlichen Vorsprüngen (15) versehen sind, welche als Anschläge zur Begrenzung des Rückhubs beim Loslassen der « Tasten (12) dienen.