DE2942720A1

DE2942720A1 - Drucktaste mit schnappwirkung

Info

Publication number: DE2942720A1
Application number: DE19792942720
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8802 Heilsbronn Rösl
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1981-05-07
Also published as: CH650358A5; DE2942720C2; FR2468197A1; FR2468197B1

Description

Drucktaste mit Schnappwirkung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucktaste mit Schnappwirkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Tasten werden bei Eingabegeräten für elektronische Rechner, bei elektrischen Schreibmaschinen und bei Fernschreibern benötigt. Bei solchen Tasten wird gefordert,daß beim Schaltvorgang eine spürbare Schnappwirkung eintritt, so daß die Bedienungsperson bei der Betätigung der Taste merkt, wann der Kontakt geschlossen wird. Solche Tasten für Eingabetastaturen haben einen besonders großen Hub von beispielsweise 3 bis 4 mm und müssen eine außergewöhnlich hohe Lebensdauer haben. Ohne daß die Taste Ermüdungserscheinungen zeigt, muß sie mindestens 10 Millionen Betätigungen aushalten.

Elektrische Schnappvorrichtungen bei Drucktasten sind weitgehend bekannt. Hierbei werden umschnappende Metallplättchen verwendet. 3ei einer sehr großen Anzahl von Betätigungen treten jedoch in dem Material des Schnappplättchens Strukturänderungen ein, welche die Schnappcharakteristik sehr verändern. Solche Schnappplättchen sind daher nicht für Eingabetastaturen mit einer sehr hohen Betätigungszahl geeignet. Außerdem ist der Hubweg bei solchen Schnappblechen nur sehr klein, so daß sich solche Tasten zwar für Taschenrechner eignen, nicht aber für Eingabetastaturen wie den obengenannten. Drucktasten mit Schnappblechen sind beispielsweise aus der DE-AS 2 257 983 bekannt.

Fr/rk - 15.10.1979 . /

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Aus dem DE-GM 1 699 017 ist weiter ein Schiebeschalter mit Sprungschaltung bekannt, bei dem zur Erzielung der Sprungwirkung eine quer zum Stößel angeordnete Blattfeder verwendet wird.

Da aus solchen Drucktasten größere Tastenfelder zusammengesetzt werden, wird in der Regel gefordert, daß der Durchmesser des Tastenkörpers höchstens so groß ist wie der Betätigungsknopf. Wenn man hierbei als Schnappglieder Schnappplättchen oder Blattfedern verwendet, so ergeben sich bei diesen Dimensionierungen nur sehr geringe Hubwege.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drucktaste mit Schnappwirkung zu schaffen, bei der das Schnappglied eine sehr hohe Anzahl von Betätigungen ohne Ermüdungserscheinungen aushält und die bei geringem Tastendurchmesser einen verhältnismäßig großen Tastenweg erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Verwendung einer Schraubenfeder hat noch den weiteren Vorteil, daß sie eine verhältnismäßig weiche Federcharakteristik hat, die je nach Drahtdurchmesser und Windungsdichte in weiten Grenzen wählbar ist.

Die Lagerung der Schraubenfeder ist sehr einfach. Es genügen nämlich Sacklöcher an den gegenüberliegenden Innenwänden des Tastenkörpers. Die Schraubenfeder wird mit ihren Enden in die Sacklöcher eingesteckt und ist so dimensioniert, daß sie nach dem Tastenknopf hin gewölbt ist. Der

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Mittelteil der Schraubenfeder ist, wie dies bei der Blattfeder bekannt ist, bewegungsschlüssig mit dem Tastenstößel verbunden. Beim Niederdrücken der Taste wird die Feder zunächst zusammengedrückt und schnappt dann nach Überschreitung der Verbindungslinie zwischen den beiden Sacklöchern nach der anderen Seite um, wobei sich die gewünschte Schnappwirkung ergibt.

Je nach der Anordnung der beiden Sacklöcher kann man hierbei eine bistabile oder eine monostabile Schnappwirkung erzielen. Wenn die beiden Sacklöcher senkrecht zur Stößelachse verlaufen, so ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung, d.h. die Feder hat zwei stabile Lagen. Um ein Zurückspringen des Tastenstößels zu erreichen, muß dann zusätzlich noch eine übliche Rückholfeder angeordnet sein, die in Richtung der Stößelachse wirkt und sowohl den Tastenstößel als auch die quer dazu liegende Schraubenfeder wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Beim Zurückdrücken ergibt sich erneut eine Schnappwirkung, die deutlich am Tastenknopf fühlbar ist, so daß die Bedienungsperson das Ausschalten des Kontaktes merkt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann anstelle der Rückholfeder die Federwirkung der beweglichen Kontakte benutzt werden, die durch eine federnde Kontaktbrücke gebildet werden.

Wenn man die beiden Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfedern so anordnet, daß sie einen spitzen Winkel mit der Stößelachse einschließen, d.h. daß sie zum Tastenknopf hin zeigen, ergibt sich eine monostabile Wirkung der Schraubenfeder, d.h. nach dem spürbaren Umschnappen nach Niederdrücken des Tastenknopfes ergibt sich ein selbständiges

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Zurückschnappen nach Verminderung des Druckes auf den Tastenknopf. Dadurch kann eine zusätzliche Rückholfeder eingespart werden.

Um die Montage der Einzelteile der Taste zu erleichtern, werden anstelle der Sacklöcher Nuten in der Innenwand des Tastenkörpers vorgesehen, in die an den Gehäusedeckel angeformte Ansätze so weit hineinreichen, daß dadurch wiederum Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfeder gebildet werden. Die Schraubenfeder kann dann leicht von oben in die Nuten eingeschoben werden und durch Aufsetzen des Gehäusedeckels werden die Enden der Schraubenfeder mittels der angeformten Ansätze in der gewünschten Lage gehalten.

Die bewegungs Schluss ige Verbindung zwischen der Schraubenfeder und dem Tastenstößel wird in einfacher Weise dadurch erzielt, daß der Tastenstößel eine Ausnehmung besitzt, durch die die Schraubenfeder geführt ist. Bei der Betätigung des Tastenknopfes wird dann der Mittelteil der Schraubenfeder durch den Tastenstößel mitgenommen und ist so bewegungsschlüssig mit diesem verbunden.

Wenn das Tastengehäuse einen viereckigen Querschnitt hat, ist es besonders vorteilhaft, die Schraubenfeder diagonal im Tastengehäuse anzuordnen. Dies ermöglicht eine größere Länge der Schraubenfeder und damit einen größeren Federweg und eine weichere Federcharakteristik.

Bei der Drucktaste gemäß der Erfindung ist der bewegliche Kontakt als s-förmige oder z-förmige Kontaktbrücke aus Federblech ausgebildet, die mit ihrem verbreiterten Mittelteil senkrecht zur Stößelachse an dem im Gehäuse angeordneten

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Stößelende befestigt ist. Durch die s-förmige oder z-förmige Ausbildung des Federbleches wird hierbei bei geringem Raumbedarf ein großer Federweg erzielt. Dadurch kann der Stößel aus der gedrückten Stellung über den Totpunkt der Schraubenfeder gedrückt werden, so daß die monostabile Ausführung der Schraubenfeder ohne zusätzliche Rückholfeder verwendet werden kann. Die Kontaktbrücke aus Federblech kontaktiert Festkontakte, die im Boden des Tastengehäuses angeordnet sind. Zur Erzielung eines sicheren Kontaktes können die Enden des Federbleches noch geschlitzt sein.

Weiter ist es vorteilhaft, das Stößelende hohl auszubilden und einen am Gehäuseboden angeformten Zapfen in den Hohlraum hineinragen zu lassen.Dadurch wird eine besonders exakte Führung des Tastenstößels im Gehäuse mit einfachen Mitteln erzielt.

Figur 1 zeigt eine Drucktaste gemäß der Erfindung im Längsschnitt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen Schnitte der Drucktaste gemäß der Erfindung längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 in zwei verschiedenen Ausführungsformen.

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer weiteren Ausführungsform der Drucktaste gemäß der Erfindung.

In Figur 1 ist eine Drucktaste gemäß der Erfindung im Schnitt dargestellt. In dem Tastengehäuse 1 aus Isolierstoff, das beispielsweise einen quadratischen Querschnitt hat, ist der Tastenstößel 2 in Richtung seiner Achse beweglich angeordnet. Der Tastenstößel wird mittels des Tastenknopfes 3

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betätigt. Im Gehäuseboden 6 sind die Festkontakte 5 angeordnet, die bei Betätigung des Tastenknopfes 3 durch das Kontaktblech 4 überbrückt werden. Durch die Rückholfeder wird der Tastenstößel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht, wenn der Betätigungsdruck auf den Tastenknopf 3 nachläßt. Zur Erzielung der gewünschten Schnappwirkung ist die Schraubenfeder 8 vorgesehen, die mit ihren Enden 8a und 8b in Sacklöchern 9 und 10 in der inneren Wand des Tastengehäuses 1 gelagert ist. Diese Sacklöcher werden vorteilhaft durch Nuten in der Innenwand des Gehäuses 1 gebildet, in welche Ansätze 13 und 14 hineinragen, die an den Deckel 15 angeformt sind. Hierdurch ist eine einfache Montage der Schraubenfeder 8 möglich, da diese nur in die Nuten eingeschoben werden muß, wobei ihre Enden 8a und 8b durch die Ansätze 13 und 11 des aufgesetzten Deckels 15 in ihrer Lage gehalten werden. Die Schraubenfeder 8 bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist nach oben gewölbt und durch eine Ausnehmung 16 im Stößel 2 geführt. Der Stößel 2 selbst hat an seinem unteren Ende eine Ausnehmung 17, in welche cer Stift 18 des Gehäusebodens 6 hineinragt. Dadurch wird eine exakte Führung des Stößels erzielt. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind die beiden Sacklöcher 9 und 10 zur Lagerung der Schraubenfeder 8 senkrecht zur Stößelachse angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung der Feder 8. Damit nach Beendigung des Druckes auf den Tastenknopf 3 der Tastenstößel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt, ist daher eine zusätzliche Federwirkung erforderlich. Hierzu dient beispielsweise die Rückholfeder 7, wie sie bei solchen Drucktasten bekannt und üblich ist. Anstelle der Rückholfeder 7 kann jedoch auch das Kontaktblech H so weit federnd ausgebildet sein, daß es nach Aufhören

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des Druckes auf den Tastenknopf 3 den Stößel 2 bis über den Totpunkt der Feder 8 hochschiebt. Hierdurch wird die Verwendung einer zusätzlichen Rückholfeder 7 überflüssig.

In Figur 2 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 durch eine Taste gemäß der Erfindung dargestellt. Aus dieser Figur ist die Form des Kontaktbleches 4 ersichtlich, das am unteren Stößelende befestigt ist. Das Kontaktblech hat einen rechteckigen oder quadratischen Mittelteil 19 und daran angeformte Arme 20 und 21, welche mit ihren Enden die Festkontakte 5 kontaktieren. Zur besseren Kontaktgabe können die Enden der Arme 20 und 21, wie in Figur 2 dargestellt, geschlitzt sein, so daß sich ein Doppelkontakt ergibt. Durch die besondere Form des Kontaktbleches U wird ein besonders langer Federweg und eine sehr weiche Federung erzielt. Dieser lange Federweg kann dazu benutzt werden, den Tastenstößel wieder über den Totpunkt der Feder 8 zurückzudrücken, so daß keine Rückholfeder erforderlich ist.

Figur 3 zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie A-A von Figur 1 durch eine andere Ausführungsform der Drucktaste gemäß der Erfindung. Hier ist die Feder 8 diagonal im Gehäuse 1 angeordnet und in den Sacklöchern 9 und 10 gelagert. Durch diese Anordnung kann ohne äußere Vergrößerung der Drucktaste ein längerer Federweg der Schnappfeder 8 und eine weichere Federcharakteristik dieser Feder erzielt werden.

In Figur 4 ist ein Längsschnitt durch Teile einer Drucktaste gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor dargestellten Ausführungsformen darin, daß die Sacklöcher 9 und 10, in denen

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die Enden der Feder 8 gelagert sind, in einem von 90 Grad abweichenden Winkel zur Achse des Stößels 2 angeordnet
sind. Hierdurch wird eine monostabile Schnappcharakteristik der Feder 8 erzielt, d.h., daß der Stößel 2 nach Aufhören des Druckes auf den Tastenknopf durch die Feder 8 wieder in seine Ausgangs lage zurückgedrückt wird. Trotzdem wird hierbei sowohl beim Hinweg als auch beim Rückweg des
Stößels 2 eine gut fühlbare Schnappwirkung erzielt, wenn die Feder 8 über ihren Totpunkt hinwegbewegt wird.

Durch die Verwendung einer Schraubenfeder als Schnappfeder ergibt sich auch bei großem Stößelweg eine zuverlässige Schnappwirkung, die sich auch bei einer sehr hohen
Betätigungszahl von über 10 Millionen Betätigungen in
ihrer Charakteristik nicht ändert.

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L e e r s e i t e

Claims

Standard Elektrik Lorenz AG
Stuttgart

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Anspräche

Drucktaste mit Schnappwirkung, bei der in einem Isolierstoffgehäuse ein aus dem Gehäuse herausragender Tastenstößel zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, der an dem im Gehäuse angeordneten Ende bewegliche Kontakte trägt, denen im Gehäuse Festkontakte gegenüberliegen und der in der einen Endstellung durch eine Feder gehalten ist und bei dem durch ein quer zur Bewegungsrichtung des Tastenstößels angeordnetes gewölbtes Federglied ein Umschnappen in die Endstellungen bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied aus einer Schraubenfeder (8) besteht, deren Enden im Gehäuse (1) gelagert sind und deren Mittelteil bewegungsschlässig mit dem Stößel (2) verbunden ist.
2.) Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (8) mit ihren Enden (8a, 8b) in einander gegenüberliegenden Sacklöchern (9, 10) gelagert ist.
3.) Drucktaste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lagerung der Schraubenfeder (8) dienenden Sacklöcher (9, 10) durch Nuten in der inneren Gehäusewand (1) gebildet sind, in die am Gehäusedeckel (15) angeformte Ansätze (13, 14) hineinreichen.

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4.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (9, 10) senkrecht zur Stößelachse (2) verlaufen.
5.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (9, 10) mit der Stößelachse (2) einen spitzen Winkel bilden.
6.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (8c) der Schraubenfeder (8) durch eine Ausnehmung (16) im Stößel (2) geführt ist.
7.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen viereckigen Querschnitt hat und die Schraubenfeder (8) diagonal im Gehäuse (1) angeordnet ist.
8.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte als derart federnde Kontaktbrücke (U) ausgebildet sind, daß sie in der Lage ist, den Stößel (2) aus der gedrückten Lage über den Totpunkt der Schraubenfeder (8) zu drücken.
9.) Drucktaste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke (4) durch ein s- oder z-förmiges Federblech gebildet ist , das mit seinem verbreiterten Mittelteil (19) senkrecht zur Stößelachse an dem im Gehäuse (1) angeordneten Stößelende (2) befestigt ist und dessen Enden den im Gehäuseboden (6) befestigten Festkontakten (5) gegenüberliegen.

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10.) Drucktaste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Federbleches geschlitzt sind.
11.) Drucktaste nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das im Gehäuse (1) angeordnete Stößelende (2) hohl ist und ein am inneren Gehäuseboden (6) angeformier Stift (18) in den Hohlraum hineinragt.

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