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Die Erfindung geht aus von einem photoelektrischen Schalter der
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im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Ein bekannter photoelektrischer Schalter (DE-AS 22 64 953) wird in
flächenhafter Anordnung mehrerer Schalter beispielswense für Dateneingabestationen
beim Einsatz in Tastaturen für Fernschreibmaschinen oder elektrischen Schreib- bzw.
Druckma-,clinen verwendet. Die wichtigsten Funktionsteile sind die von den Tasten
im wesentlichen in Längsrichtung beaufschlagbaren Schaltfedern, die als bistabile
Lagen einnehmende übertotpun1<tblattfedern ausgebildet sind, deren Blenden bei
jeder Tastenbewegung die Lichtstrahlen nur einmal passieren. Um einen optimalen
Wirkungsgrad zu erhalten, besteht jede übertotpunktblattfeder im Anwendungsfall
aus zwei paketartig zusammengesetzten Einzelfedern.
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Das im Herstellungszustand gerade ausgebildete und im eingebauten
Ruhezustand einseitig gewölbt eingespannte Übertotpunkt-Blattfederpaket wird bei
manueller Beaufschlagung in Bewegungsrichtung der Taste durch beidseitig in mindestens
je zwei Punkten symmetrisch angeordnete ortsfeste Stütznasen derart verformt, daß
es eine S-förmige Gestalt annimmt, wobei sich der Anlagepunkt des Blattfederpaketes
an den Stütznasen verschiebt. Daraufhin springt das Blattfederpaket nach einer allmählichen
überschreitung des Totpunktes unter Mitnahme der Blende in seine andere bistabile
Lage, in der es zur anderen Seite bogenförmig gewölbt ist.
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Hieraus ergibt sich, daß der Zeitpunkt der Sprungbewegung der Blende
nicht allein von dem Betätigungshub der Taste abhängig ist, sondern in erster Linie
von der Maßgenauigkeit der Lage der Stütznasen und dem Vorspannungszustand des bistabilen
Blattfederpaketes.
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Ein für beide Sprungbewegungsrichtungen der Blende eines Tastenelementes
gleichmäßiger Tastentiefgang bis zur Funktionsauslösung ist deshalb aber nur dann
erreichbar, wenn das Blattfederpaket
im Herstellungszustand absolut
gerade ist, was für eine gleiche Vorspannkraft desselben in den beiden stabilen
Lagen des Montagezustandes erforderlich ist. Eine derart genaue Herstellung eines
Blattfederpaketes ist bei Massenfabrikationen jedoch sehr aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen photoelektrischen
Schalter der eingangs genannten Art in seinem Aufbau dadurch zu vercinfachen, daß
seine ausknickende Schaltfeder nur eine monostabile Ausgangslage aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1 angegebenen Mittel gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die die Durchführung einer
Wiederhol-Funktion durch weiteres Niederdrücken der Taste von der normalen Betätigungslage
in eine Wiederhol-Funktionslage in derselben Richtung ermöglicht, sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
beschrieben. Es zeigt: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines photoelektrischen
Schalters nach der Erfindung im Längsschnitt, Figur 2 Einzelheiten zur Durchführung
einer Wiederhol-Funktion im Längsschnitt, Figur 3 Einzelheiten eines gestellfesten
Stützteiles für die Schaltfeder im Längsschnitt,
Figur 4 ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines photoelektrischen Schalters nach der Erfindung im Längsschnitt,
Figur 5 Einzelheiten eines weiteren Ausführungsbeispiels in der Ausgangslage und
Figur 6 in der Betätigungslage im Schnitt.
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Gemäß Figur 1 weist ein photoelektrischer Schalter eine im Gestell
1 geführte Taste 2 mit Rückstellfeder 3 und eine Blende 4 auf, die mittels zweier
Schlitze 5 auf Stiften 6 des Gestells 1 verschiebbar gelagert ist. Die Taste 2 ist
mit einer blattfederartigen Schaltfeder 7 verbunden, die sich im wesentlichen in
der Bewegungsrichtung der Taste 2 erstreckt. Die Blende 4 umfaßt mittels zweier
umgebogener Lappen 8 die Schaltfeder 7, die bei einem Ausknicken nach rechts die
Blende 4 in ihre strichpunktierte Grenzlage nach rechts bis zu einem gestellfesten
Anschlag 9 mitnimmt. Jede Blende 4 besitzt eine oder mehrere Zungen 10, die an ihrer
Basis wahlweise ausbrechbar sind. Bei einer Bewegung der Blende 4 nach rechts gelangen
die Zungen 10 in den Lichtweg von auf Photozellen gerichtete Lichtstrahlen 11 und
decken diese in codierter Form ab.
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Der Scbaltfeder 7 ist ein einseitig eingespannter Federspeicher 12
in Form einer Blattfeder zugeordnet. Die Schaltfeder 7 und der Federspeicher 12
erstrecken sich etwa senkrecht zueinander. Das freie Ende 13 der Schaltfeder 7 ist
dabei mit dem freien Ende 14 des Federspeichers 12 in Eingriff bringbar. Beim Niederdrücken
der Taste 2 wird der Federspeicher 12 gespannt und nimmt seine strichpunktiert gezeigte
Lage ein. Die auf Knickung beanspruchte Schaltfeder 7 knickt plötzlich unter Mitnahme
ihrer Blende 4 nach rechts aus und nimmt ebenfalls die strichpunktiert dargestellte
Lage ein.
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Auf der ausknickenden Seite der Schaltfeder 7 ist ein Stützteil 15
angeordnet,
gegen das sich die ausknickende Schaltfeder 7 anlegt.
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Das untere Ende 13 der weiter ausknickenden Schaltfeder 7 wird durch
das Stützteil 15 nach links in eine abgedrängte Lage gebracht, in der das Ende 13
der Schaltfeder 7 von dem Ende 14 des Feaerspeichers 12 abgleitet.
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In Figur 2 ist in ausgezogener Linie die von dem Federspeicher 12
abgerutschte Schaltfeder 7 dargestellt, die sich - wie der Federspeicher 12 - wieder
in ihrer entspannten monostabilen Ausgangslage befindet. Da das Entkoppeln von Schaltfeder
7 und Federspeicher 12 durch die ausknickende und sich an das Stützteil 15 anlegende
Schaltfeder 7 selbst gesteuert wird, wird der Lichtweg unabhängig voii der Art und
Dauer der Tastenbewegung durch die Blende 4 nur kurzzeitig unterbrochen.
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Im Bewegungsweg der Schaltfeder 7 ist ein gestellfestes Widerlager
16 (Figur 1 und 2) angeordnet. Die vom Federspeicher 12 abgleitende Schaltfeder
7 legt sich nach der Schaltbewegung der Blende 4 an das Widerlager 16 an, wie in
Figur 2 in ausgezogenen Linien veranschaulicht ist. Dabei wird die Schaltfeder 7
durch den entspannten Federspeicher 12 gegen nochmaliges Einschwingen verriegelt.
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Um den Tastentiefgang bis zur Funktionsauslösung, d. h. bis zur Sprungbewegung
der Blende 4, genau vorzugeben, kann die Schaltfeder 7 durch eine Kulisse 17 (Figur
1) geführt werden, in die ein Führungsteil 18 der Schaltfeder 7 eingreift. Die Ausbildung
der Kulisse 17 gestattet ein plötzliches Ausknicken der Schaltfeder 7 in die strichpunktierte
Lage erst bei gespanntem Federspeicher 12.
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Das Stützteil zum ADdrängen der ausknickenden Schaltfeder 7 kann als
eine Nase 15 auf dem freien Ende des Federspeichers 12 (Figur 1 und 2) oder gemäß
einer weiteren Ausführungsform nach Figur 3
auch als ein gestellfester
Anschlag 19 ausgebildet sein.
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Der beschriebene photoelektrische Schalter ermöglicht als weitere
zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung die Durchführung einer Wiederhol-Funktion.
Wird die Taste 2 von der normalen Betätigungslage, die in Figur 1 in strichpunktierten
Linien dargestellt ist, in derselben Richtung weiter niedergedrückt, gelangt sie
in eine Wiederhol-Funktionslage, die in strichdoppelpuntierten Linien dargestellt
ist. Die sich in der normalen Betätigungslage (Figur 2) auf dem Widerlager 16 abstützende
Schaltfeder 7 wird dabei noch einmal in derselben Richtung ausgeknickt, wie in strichdoppelpunktierter
Linien gezeigt ist. Die Blende 4 wird somit in der Wiederhel-Funktionslage der Taste
2 ständig in den bereich der Lichtstrahlen 11 gebracht, wodurch bis zum Loslassen
der Taste 2 eine oder mehrere Wiederholfunktionen durchgeführt werden.
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Gemäß Figur 4 ist eine als Tastenhebel ausgebildete Taste 20 vorgesehen,
die um eine Drehachse 21 verschwenkbar ist. Der Federspeicher 22 mit dem as Nase
ausgebildeten Stützteil 23 ist hier in die Taste 20 integriert und bildet mit dieser
ein Bauteil. Die Schaltfeder 24 ist haarnadelförmig ausgebildet und im Gestell 1
eingespannt. Ihr rechter Schenkel 25 ist als ein mit der auf gestellfesten Stiften
6 verschiebbaren Blende 26 verbundener Schnappschenkel ausgebildet und besitzt eine
Abbiegung 27, mit der sich die Schaltfeder 24 an dem freien Ende 28 des Federspeichers
22 abstützt. Der linke Schenkel 29 ist als Rückstellfeder für die Taste 20 vorgesehen.
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In der in Figur 4 dargestellten Ausgangslage ist die Schaltfeder 24
vorgespannt und drückt die Blende 26 an den gestellfesten Anschlag 9.
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Durch Verschwenken der Taste 20 um die Drehachse 21 wird auch der
Federspeicher 22 vorgespannt . Da der Schnappschenkel 25 der
Schalt
feder 24 sich über die Blende 26 an dem Anschlag 9 abstützt und somit nicht nach
rechts ausknicken kann, erhält der Schnappschenkel 25 plötzlich eine S-förmige Biegung,
die in « r strichpunktierten Linie angedeutet ist und die Blende 26 nach links mitnimmt.
Der Schnappschenkel 25 legt sich dabei an das Stützteil 23 des Federspeichers 22
an und gleitet mit seiner AbDsebung 27 von dem freien Ende 28 des Federspeichers
22 ab.
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Dadurch streckt sich der Schnappschenkel 25 und führt die Blende 26
wicAer zurück in die mit vollen Linien dargestellte Ausgangslage, so daß der Lichtweg
unabhängig von der Art und Dauer der Tastenbewegung nur kurzzeitig unterbrochen
wird. In einer vereinfachten Ausführungsform kann die Abbiegung 27 des Schnappschenkels
24 entfallen.
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Gemäß Figur 5 und 6 ist ein Federspeicher 30 einseitig eingespannt
und an seinem freien Ende mit dem einen Ende einer einseitig vorgewölbten Schaltfeder
31 verbunden. Federspeicher 30 und Schaltfeder 31 können dabei ein gemeinsames Bauteil
bilden. Parallel zur Schaltfeder 31 ist eine Taste 32 angeordnet, die einem Ansatz
33 des Federspeichers 30 gegenüberliegt (Figur 5). Durch Niederdrücken der Taste
32 wird der Federspeicher 30 an dem Ansatz 33 gespannt, bis die Taste 32 von dem
Ansatz 33 abrutscht und der Federspeicher 30 ausgelöst wird (Figur 6). Der gespannte
Federspeicher 30 schlägt nunmehr das obere Ende der Schaltfeder 31 an einen gestellfesten
Anschlag 34 mit Stützteil 35. Dabei knickt die Schaltfeder 31 nach ihrer vorgeholbten
Seite hin kurzzeitig aus und bringt die spende in ihre Schaltlage. Die ausknickende
Schaltfeder 31 legt sich an das Stütteil 35 an, gleitet von dem Anschlag 34 ab,
streckt sich und führt die Blende wieder züruck.
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In den Ausführungsbeisplelen ist jeweils nur ein photoelektrischer
Schalter beschrieben. Mit Vorteil lassen sich mehrere Tasten, Schaltfedern, Blenden,
Federspeicher und Stützteile zu einer optisch codierten Tastatur zusammenfassen.
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