DE2924782C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucktaste für Tastaturen geringer Bauhöhe mit einer innerhalb des Tastengehäuses und winkelförmig um den verschiebbaren Tastenschaft an­ geordneten Kontaktfeder, die mit ihrer einen Schenkel­ seite an einem der im Tastengehäuse angeordneten An­ schlußstifte befestigt ist und mit ihrer anderen Schenkelseite der Bewegung des Tastenschaftes folgt.

Für die Drucktasten der Tastaturen in Geräten der daten­ verarbeitenden Maschinen besteht die Forderung der flachen Bauweise. Bedingt durch zusätzliche Rahmen oder Halterungen ist die Bauhöhe jedoch noch zu hoch. Für Taschenrechner sind relativ flache Drucktasten ent­ wickelt worden, in denen Federbleche oder Gummimatten zur Kontaktgabe verwendet werden. Die geringe Hubhöhe aber läßt eine schnelle und sichere Eingabe von Daten in textverarbeitenden Maschinen nicht zu, zumal solche Drucktasten gegenüber Fremdimpulsen störanfällig sind. Da die Eingabe der Daten oft nicht sofort sichtbar ist, kann auch nicht sofort kontrolliert werden, ob eine Dateneingabe wirklich erfolgt ist. Außerdem ist für eine gute Kontaktgabe der bewegbaren Kontaktfeder eine, wenn auch geringe Reibung zwischen den Kontaktteilen wünschenswert. Um trotzdem eine optimale Bedienungshöhe der Drucktasten bei relativ großer Bauhöhe der Tastatur zu erreichen, werden teilweise die Tastaturen in den Bedienungstischen versenkt angeordnet.

Aus der DE-AS 25 04 091 ist eine Drucktaste bekannt, die eine geringe Einbautiefe aufweist. Hierzu ist ein flaches Federelement vorgesehen, das innerhalb des Tasten­ gehäuses und allseitig um den Tastenschaft frei beweglich angeordnet ist. Dieses quadratisch ausgebildete Feder­ element ist mit einer Schenkelseite im Tastengehäuse be­ festigt. Die dieser Seite gegenüberliegende Schenkelseite ist zwischen Ansätzen des Tastenschaftes fest eingespannt, so daß diese Schenkelseite die Bewegung des Tastenschaftes zwangsweise mitmacht und dadurch in oder außer Kontakt mit den Anschlußstiften gebracht werden kann.

Diese bekannte Drucktaste hat jedoch den Nachteil, daß das Federelement an der eingespannten Seite mit jeder Be­ wegung des Tastenschaftes einer Biegebeanspruchung über einen kurzen Federweg unterworfen ist. Das Federelement besitzt dadurch eine kurze Lebensdauer oder es muß aus einem hochwertigen, diese Gefahr mindernden Material her­ gestellt werden. Außerdem ist das Federelement ein Stanz­ teil, so daß eine Herstellung in dieser Form mit viel Materialabfall verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucktaste für flache Tastaturen zu schaffen, deren Einzelteile leicht montierbar, preisgünstig in der Herstellung und von hoher Lebensdauer sind. Außerdem soll durch die Hub­ auslegung des Tastenschaftes der gewünschten Flachbauweise Rechnung getragen werden und eine leichte Betätigung ge­ geben sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kontaktfeder als offene Winkeldrahtfeder ausgebildet ist und nahe der Innenwände des Tastengehäuses angeordnet ist, daß der Tastenschaft auf der vierten Schenkelseite angreift, in der das freie Ende der Winkeldrahtfeder liegt, daß die Winkeldrahtfeder mit ihrer zweiten Schenkelseite, die der Befestigung mit dem einen Anschlußstift folge, auf einem Ansatz des Tastengehäuses fixiert ist, daß der Anschlußstift für den zu schaltenden Kontakt im Bereich der dritten Schenkelseite angeordnet ist und daß die Winkeldrahtfeder eine definierte Vorspannung besitzt, durch die sie an einer Betätigungsnase des Tastenschaftes anliegt.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Winkeldrahtfeder ohne Abfall hergestellt werden kann. Sie wird überwiegend nur auf Torsion beansprucht. Eine Beanspruchung der Winkeldrahtfeder auf leichte Biegung erfolgt nur durch die bei Kontaktgabe notwendige Biegung und nur im Be­ reich dieser Kontaktgabe. Die einzelnen Torsionskräfte sind stets auf die jeweils betroffene Schenkelseite be­ grenzt und, da die Feder nahe entlang der Innenseiten des Tastengehäuses angeordnet sind, wirken sich diese Kräfte auf einer aus der Bauweise der Taste resultierenden großen Länge aus.

Zweckmäßig wird der ständig mit der Drahtfeder verbundene Anschlußstift in die Drahtfeder integriert. Dadurch ent­ fällt nicht nur eine zusätzliche Kontaktstelle, sondern die Drahtfeder kann auch durch einfaches Durchstecken durch eine Paßöffnung im Tastengehäuse mit dieser fest verbunden werden.

Zweckmäßig wird die Winkeldrahtfeder mit einer vorge­ gebenen Steigung versehen, die zu der Ebene durch den Boden des Tastengehäuses hin gerichtet ist. In diesem Falle liegt die vierte Schenkelseite der Feder auf der Oberseite der Betätigungsnase des Tastenschaftes an. Durch die dabei entstehende Verschränkung der Steigung der Winkeldrahtfeder ist eine genau definierbare Vor­ spannung gegeben, durch die sie einerseits mit ihrem Ende auf den Betätigungsansatz des Tastenschaftes und andererseits später mit gleichbleibender Kraft gegen den Kontakt gedrückt wird. Außerdem werden durch die Vorspannung Prellerscheinungen nahezu eliminiert.

Ein undefinierter Tastendruck am Schaltpunkt und die dadurch evtl. hervorzurufenden Störimpulse an der Kontaktstelle sind durch die lose Auflage der Winkel­ drahtfeder an der Betätigungsnase des Tastenschaftes bzw. später am Kontakt vermeidbar.

Wird dagegen die Winkeldrahtfeder mit einer Neigung ver­ sehen, die von der Ebene durch den Tastenboden ange­ ordnet ist, so liegt sie unter Vorspannung an der Unter­ seite der Betätigungsnase des Tastenschaftes an. Im Gegensatz zur ersten Anordnung wird in diesem Falle die Winkeldrahtfeder nicht auf dem Kontaktstift abgelegt, sondern es wird durch das weitere Herabdrücken des Tastenschaftes die vierte Schenkelseite der Feder weiter mitgenommen. Die Winkeldrahtfeder wird dann im Kontakt­ bereich auch auf Biegung beansprucht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Drucktaste gemäß der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 die Drucktaste nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 die Drucktaste im Schnitt entlang der Linie A-B der Fig. 2 mit zusätzlicher Fixierung für den Ein­ bau in eine Leiterplatte und

Fig. 4 die Drucktaste im Schnitt entlang der Linie C-D der Fig. 2.

Die in den Zeichnungen dargestellte Drucktaste besteht aus einem Tastengehäuse 1, das quadratisch ausgebildet ist und das durch den lösbar auf dem Gehäuse befestigten Gehäusedeckel 2 nach oben abgeschlossen ist. Von oben ist der Tastenschaft 7 einsteckbar. Der Tastenschaft 7 wird nach oben durch den Knopf 11 abgeschlossen, in dem hier ein transparenter Einsatz 17 angeordnet ist. Durch die Rückholfeder 8 wird der Tastenschaft 7 nach oben gedrückt und durch Anschlag gegen den Gehäusedeckel 2 in seiner Ruhestellung gehalten. Die Führung des Tastenschaftes 7 während seiner Bewegung wird durch die halbschalenförmige Doppelführung 10 und die Zylinder 14 erreicht.

Nahe der Innenwandungen des Tastengehäuses 1 ist eine Winkeldrahtfeder 3 angeordnet, so daß diese ein offenes Quadrat bildet. Die Winkeldrahtfeder besteht aus dünnem elektrisch leitendem Federdrahtmaterial. An ihrem einen Ende ist die Winkeldrahtfeder 3 nach unten abgewinkelt. Die Länge dieses abgewinkelten Teiles kann verschieden sein, je nachdem ob das abgewinkelte Ende 4 direkt den Anschlußstift 5 bilden soll oder ob es nur der Lötver­ bindung mit einem gesonderten Kontaktsteg 5 dienen soll. Die Winkeldrahtfeder 3 wird zusammen mit dem Kontaktsteg 5 durch eine Öffnung im Boden des Tastengehäuses 1 hin­ durchgesteckt und ist hierin arretiert. Die Winkeldraht­ feder 3 ist auf ihrer zweiten Schenkelseite 32 am Tasten­ gehäuse 1 abgestützt. Hierzu dient der Ansatz 6, der vor­ zugsweise in der Symmetrieachse des Tastengehäuses 1 liegt. Zweckmäßig ist der Ansatz 6 mit einem Einrast­ lager 16 versehen, in das die Winkeldrahtfeder 3 durch leichten Druck einrastbar ist. Im Bereich der dritten Schenkelseite 33 ist dann der zu schaltende Kontakt 12 angeordnet, der vorzugsweise einen Silikonbelag besitzt. Dieser Kontakt 12 ist mit einem Anschlußstift 13 ver­ sehen, der ebenfalls durch eine weitere Öffnung im Boden des Tastengehäuses 1 hindurchgesteckt ist. Im Bereich der vierten Schenkelseite 34 greift nahe dem Ende der Winkeldrahtfeder 3 eine Nase 9 des Tastenschaftes 7 an.

Im vorliegenden Beispiel besitzt die Winkeldrahtfeder 3 eine Steigung, die zum Boden des Tastengehäuses 1 hin gerichtet ist. Durch die Betätigungsnase 9, auf deren Oberseite die vierte Schenkelseite 34 anliegt, und durch die Federkraft der Rückholfeder 8 wird die Winkeldraht­ feder 3 entgegen ihrer Steigung gezogen und dadurch die Vorspannung erzeugt. Beim Drücken der Taste 11 wird die Feder 3 freigegeben, so daß sie sich durch die weiterhin bestehende Vorspannung frei auf dem Kontakt auflegt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liegt der Beginn der Winkeldraht­ feder 3 im Bereich des Anschlußstiftes 5 auf gleicher Höhe wie die Lagerstelle auf dem Ansatz 6. Durch die gewählte Schenkelstellung der Winkeldrahtfeder 3 und deren Steigung liegt das freie Ende der Winkeldraht­ feder 3 unter genau definierter Vorspannung auf der Oberseite der Nase 9 des Tastenschaftes 7 an. Ebenso ist es realisierbar, daß freie Ende der Winkeldrahtfeder 3 ohne wesentliche Vorspannung zwangsweise in einer Nut der Nase 9 zu führen. Diese Anordnung ist jedoch bei dem gewählten Beispiel nicht unbedingt erforderlich und hätte lediglich den Vorteil, daß nach Berührung der Winkeldrahtfeder 3 mit dem Kontakt 12 die Feder durch den Überhub des Tastenschaftes auf dem Kontakt 12 reiben würde.

Eine solche Zwangsberührung der Winkeldrahtfeder 3 mit dem Kontakt 12 kann auch erreicht werden, wenn die Feder 3 eine Steigung besitzt, die vom Tastenboden weg gerichtet ist. Dann liegt die vierte Schenkelseite 34 an der Unter­ seite der Betätigungsnase 9 an. In diesem Falle ist die Vorspannung der Feder 3 vom Kontakt 12 weg orientiert.

Wird die Drucktaste betätigt, so gleitet die Nase 9 zu­ sammen mit dem Ende der Winkeldrahtfeder 3 nach unten. Nach einem mit der Bauhöhe abgestimmten Vorhub trifft der schenkel 33 auf den mit leitfähigem Silikonmaterial beschichteten Kontakt 12 und wird dort abgelegt, während der Schaft 7 weiterhin nach unten geführt wird und den sogenannten Überhub ausführt. Dabei wird der vierte Schenkel 34 der Winkeldrahtfeder 3 nicht weiter nach unten mitgenommen. Während dieser Bewegung wirkt auf die Schenkelseite 33 eine Kraft, die über die gesamte Länge dieses Schenkels 33 verteilt ist und dadurch die Winkeldrahtfeder 3 kaum beeinträchtigt. Nach Überwindung des Überhubes wird der Tastenschaft 7 durch die Rückhol­ feder 8 wieder in die gezeichnete Ruhelage zurückgeführt. Die Winkeldrahtfeder 3 wird der Nase 9 des Tastenschaftes 7 zwangsweise folgen, so daß nunmehr die Kräfte in umge­ kehrter Reihenfolge auf die Schenkel 33 und 32 einwirken. Durch diese Anordnung wird bei der Kontaktgabe stets ein genau definierter Auflagedruck der Winkeldrahtfeder 3 auf den Kontakt 12 vorhanden sein, so daß eine stets konstante Kontaktgabe erreicht ist.

Da der Drucktaster für eine Niedrigtastatur konzipiert ist, kann er mit seinem Gehäuseboden direkt auf einer Leiterplatte mit gedruckten Schaltungen aufgesetzt werden und dort mittels der Anschlußstifte 5 und 13 direkt ver­ lötet werden. Um eine einwandfreie Ausrichtung der Druck­ taste auf der Leiterplatte zu erhalten, ist die halb­ schalenförmige Doppelführung 10 für den Tastenschaft 7 nach unten über den Boden des Gehäuses 1 zu verlängern, so daß sich die Ansätze 14 (Fig. 3) ergeben. Diese Ansätze 14 ragen in entsprechend ausgebildeten Öffnungen durch die Leiterplatte. Da diese Ansätze 14 wie auch die Führungen 10 und die Winkeldrahtfeder 3 die Mitte des Tastenschaftes nicht schneiden, besteht der Vorteil, im Zentrum der Taste eine zentrale Beleuchtung für den Knopf 11 durch die Lampe oder LED 15 zu ermöglichen. Ein Aus­ wechseln der Lampe 15 ist jederzeit dann durch einfaches Entfernen des Tastenknopfes 11 erreichbar, der bei­ spielsweise im Paßsitz auf dem Tastenschaft 7 aufsitzt.

Claims (5)

1. Drucktaste für Tastaturen geringer Bauhöhe mit einer innerhalb des Tastengehäuses und winkelförmig um den verschiebbaren Tastenschaft angeordneten Kontakt­ feder, die mit ihrer einen Schenkelseite an einem der im Tastengehäuse angeordneten Anschlußstifte befestigt ist und mit ihrer anderen Schenkelseite der Bewegung des Tastenschaftes folgt, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Kontaktfeder als offene Winkeldrahtfeder (3) ausgebildet ist und nahe der Innenwände des Tastenge­ häuses (1) angeordnet ist,
daß der Tastenschaft (7) auf der vierten Schenkelseite (34) angreift, in der das freie Ende der Winkeldrahtfeder (3) liegt,
daß die Winkeldrahtfeder (3) mit ihrer zweiten Schenkel­ seite (32), die der Befestigung mit dem einen Anschluß­ stift (5) folgt, auf einem Ansatz (6) des Tastenge­ häuses (1) fixiert ist,
daß der Anschlußstift (13) für den schaltenden Kontakt (12) im Bereich der dritten Schenkelseite (33) ange­ ordnet ist und
daß die Winkeldrahtfeder (3) eine Vorspannung besitzt, durch die sie an einer Betätigungsnase (9) des Tasten­ schaftes (7) anliegt.

2. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Winkeldrahtfeder (3) dauernd verbundene Anschlußstift (5) durch Abwinkeln eines Teiles (4) der Winkeldrahtfeder (3) gebildet ist.

3. Drucktaste nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeldrahtfeder (3) mit einer Steigung versehen ist, die zu der Ebene durch den Boden des Tastengehäuses (1) hin gerichtet ist, und daß die Winkeldrahtfeder (3) mit ihrer vierten Schenkelseite (34) auf der Oberseite der Betätigungsnase (9) anliegt.

4. Drucktaste nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeldrahtfeder (3) mit einer Steigung versehen ist, die von der Ebene durch den Boden des Tastengehäuses (1) weg gerichtet ist und daß die Winkeldrahtfeder (3) mit ihrer vierten Schenkelseite (34) an der Unterseite der Betätigungsnase (9) anliegt.

5. Drucktaste nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) des Tastengehäuses (1) als Einrast­ lager (16) ausgebildet ist.