DE3008088C2 - - Google Patents

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DE3008088C2
DE3008088C2 DE19803008088 DE3008088A DE3008088C2 DE 3008088 C2 DE3008088 C2 DE 3008088C2 DE 19803008088 DE19803008088 DE 19803008088 DE 3008088 A DE3008088 A DE 3008088A DE 3008088 C2 DE3008088 C2 DE 3008088C2
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Illinois Tool Works Inc
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Illinois Tool Works Inc
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    • HELECTRICITY
    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Tastenschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Tastenschalter der eingangs genannten Art ist etwa aus der US-PS 40 99 176 bekanntgeworden. Ein kolbenartiger Taster wird in einer Führungskammer des Schaltergehäuses geführt und von einer Feder in die obere Position gedrückt. Mit dem Taster sind zwei Permanentmagneten verbunden, die mit einem sättigbaren Magnet­ kern zusammenwirken, der im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und mit dem eine Schreib- und eine Leseleitung zusammenwirken. In der oberen Position wird der Magnetkern durch die Magneten ge­ sättigt.

Ein derartiger kontaktloser Analogschalter weist erhebliche Vorteile auf. Vor allen Dingen ist er äußerst zuverläs­ sig und von hoher Lebensdauer. Nachteilig ist hingegen, daß er verhältnismäßig aufwendig im Hinblick auf das Material und die Herstellung ist. Außerdem muß dafür ge­ sorgt werden, daß eindeutige Schaltsignale mit geringem Störpegel erzeugt werden. Demgegenüber haben kontaktbehaf­ tete Schalter den Vorteil relativ geringer Herstellungs­ kosten. Sie sind jedoch weitaus verschleißanfälliger und unzuverlässiger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektri­ schen Tastenschalter zu schaffen, der wahlweise als mag­ netischer und/oder als mechanischer Schalter betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Tastenschalter ist der Permanent­ magnet an der Außenseite des kolbenförmigen Tasters ange­ bracht, um mit dem außerhalb der Führungskammer angeord­ neten Magnetkern zusammenwirken zu können. Der Magnetkern ist in einem separaten Schacht am Gehäuse so gelagert, daß er mit ein paar Handgriffen ohne weiteres montiert und auch wieder entfernt werden kann. In der Führungskammer hingegen ist ein Kontaktelementenpaar angeordnet, das von einem Betätigungsabschnitt des Tasters so betätigbar ist, daß die Kontakte beim Herunterdrücken der Taste getrennt werden.

Der erfindungsgemäße Tastenschalter kann, wie ersichtlich, wahlweise als Analog- oder kontaktbehafteter Schalter be­ trieben werden, wobei im Hinblick auf die Ausbildung des Schaltergehäuses und des Tasters keinerlei Änderungen vor­ genommen werden müssen. Der besondere Vorteil liegt in der Fertigung und in der Lagerhaltung. Unabhängig davon, wel­ cher elektrische Tastenschalter nachgefragt wird, können Tasten- und Schaltergehäuse jeweils identisch ausgebildet werden.

Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Tastenschalter auch parallel als kontaktloser und mechanischer Schalter betrieben werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Explosionsdarstellung eines Tastenschalters nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Gehäuse des Tasten­ schalters nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Tastenschalters nach Fig. 1, jedoch nun als mecha­ nischer Schalter konzipiert.

Ein Tastenschalter ist in seiner analogen Version in Fig. 1 gezeigt und in seiner mechanischen Version in Fig. 3.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Gehäuse 10 des Tasten­ schalters, das aus einem elektrisch isolierenden Kunst­ stoffmaterial gebildet ist. Das Gehäuse 10 des Tasten­ schalters ist mit einer hohlen, rechtwinkligen Führungs­ kammer 12 geformt, die sich nach oben erstreckt und einen Schlitz 14 an der Seite 16 aufweist. Eine Spiralfeder 18 ist in die Führungskammer 12 so eingesetzt, daß sie mit ihrem unteren Ende 20 einen Vorsprung 21 umgibt, der sich von der Bodenfläche 23 der Kammer 12 nach oben erstreckt.

Das obere Ende 22 ist in eine hohle, rechteckige kolben­ förmige Drucktaste 24 eingesetzt, um diese nach oben zu drücken, so daß sie in ihre Anfangsposition zurückkehrt, wenn sie heruntergedrückt worden ist und der Druck aufhört.

Die Drucktaste 24 besitzt zwei Verriegelungsfüße 26 auf entgegengesetzten Seiten 28 und 30, um diese in der Füh­ rungskammer 12 zu halten. Wird die Drucktaste in die Füh­ rungskammer 12 eingesetzt, werden die Verriegelungsfüße 26 nach innen gepreßt. Anschließend können sie sich nach außen zurückverformen und Flächen 31 im Inneren der Füh­ rungskammer ergreifen, so daß die Drucktaste nicht unbeab­ sichtigt aus der Führungskammer herausbewegt werden kann.

Zwei längliche, rechteckförmige Nuten 32 und 34 auf gegen­ überliegenden Innenflächen der Führungskammer 12 sind der­ art vorgesehen, daß ein Werkzeug in die Führungskammer eingeführt werden kann, das die Verriegelungsfüße 26 nach innen drückt, wenn die Drucktaste entfernt werden soll.

Ein Tastenkopf 36 ist vorgesehen, der die Identifizierungs­ zeichen für eine besondere Taste trägt und der über das obere Ende der Taste 24 schnappt. Das Gehäuse 10 des Tastenschalters weist zwei Federarme 38 auf entgegenge­ setzten Seiten auf. Die Federarme haben einen Vorsprung 40, der eine Verriegelung des Tastenschalters in einer Öffnung z.B. einer gedruckten Schaltung oder eines ande­ ren geeigneten Trägers gestattet.

Die Drucktaste 24 kann für einen analogen, kontaktlosen Schalter verwendet werden, in dem ein kleiner Magnet 42 in einen Behälter 44 eingesetzt wird, der auf der Seite 46 der Drucktaste gebildet ist und durch einen federnden Ver­ riegelungsfuß 47 an seinem Platz gehalten wird. Die Seite 46 der Drucktaste liegt der Seite 16 der Führungskammer gegenüber, so daß beim Auf- und Abwärtsbewegen der Magnet 42 und der Behälter 44 entsprechend in dem Schlitz 14 auf­ und abwärtsbewegt werden. Durch die Anordnung des Magneten auf der Seite 46 der Drucktaste und durch die hohle Ausbildung der Drucktaste kann der Tastenschalter auch alternativ oder gleichzeitig als mechanischer Schalter eingesetzt werden.

Mechanische Kontaktelemente 48 und 50 sind normalerweise geschlossen; sie bestehen aus länglichen, leitfähigen Teilen, die C-förmige Kontaktabschnitte 52 und 54 an ihren oberen Enden aufweisen. Jeder der Kontaktabschnitte 52 und 54 besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von einzelnen Kontaktfingern, um eine hohe Kontaktverläßlichkeit zu er­ halten. Die unteren Enden 56 und 58 der Kontaktelemente 48 und 50 sind in ihrer Größe verringert und erstrecken sich durch die Schlitze 60 und 62 in dem Vorsprung 21. Die Kon­ takte besitzen auch nach außen vorstehende Flügel 63, die in entsprechende horizontale Nuten 65 in dem Vorsprung 21 passen, um die Kontakte 48 und 50 an ihren richtigen Stellen innerhalb des Schalters zu halten.

Die Drucktaste ist hohl, so daß die Kontaktelemente 52 und 54 sich nach oben in den unteren Innenteil der Drucktaste erstrecken. Ein Trennsteg 78 zum Trennen der normalerweise geschlossenen Kontaktelemente 48 und 50 beim Herunter­ drücken der Taste ist im Hohlraum der Drucktaste geformt, vorzugsweise in einer Position, die vertikal von dem Boden der Drucktaste entfernt ist, so daß ein Tastenschalter mit niedrigem Profil geschaffen wird.

Der in Fig. 1 dargestellte analoge Typ des Tastenschalters benutzt einen ringförmigen, magnetisch sättigbaren Magnet­ kern 70. Der Magnet 42 liegt dem Kern 70 gegenüber, wenn die Drucktaste nicht heruntergedrückt ist. Eine U-förmige, flache Schreibleitung 72 und eine U-förmige, flache Lese­ leitung 74 sind um den Kern gewunden, so daß die Lese­ leitung ein elektromagnetisches Signal aufnehmen kann, wenn ein Stromimpuls durch die Schreibleitung geführt wird, falls der Magnetkern 70 nicht magnetisch gesättigt ist. Wenn die Drucktaste sich in der nicht herunterge­ drückten Position befindet, ist der Magnetkern 70 magne­ tisch gesättigt und somit erzeugen Stromimpulse auf der Schreibleitung keine Ausgangssignale in der Leseleitung. Wenn jedoch die Drucktaste heruntergedrückt wird, bewegt sich der Magnet 42 von dem Magnetkern 70 weg und gestattet so, daß der Magnetkern 70 aus seiner Sättigung heraus­ kommt, so daß Signale in der Schreibleitung nun auf die Leseleitung übertragen werden.

Die flachen, ausgestanzten Schreib- und Leseleitungen be­ sitzen jede zwei parallele, gerade Schenkel 76, 78, 80 und 82 und zwischen den Schenkeln liegende Verbindungsstege 84 und 86, die oberhalb des Magnetkerns 70 angeordnet sind, wenn der Kern 70 so positioniert ist, daß dessen Achsen 88 in vertikaler Richtung ausgerichtet ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Der gezeigte Tastenschalter ist so ausgelegt, daß das Ein­ setzen der flachen Schreib- und Leseleitungen und des Kerns in die endgültige Position besonders leicht vonstatten geht. Der Kern 70 wird in einem Halteschacht 90 gehalten, der von zwei hochstehenden Wänden 92 und 94 gebildet wird, die sich vertikal von einer horizontalen Fläche 96 des Gehäuses 10 aus erstrecken. Wenn der Kern 70 in dem Halte­ schacht 90 gehalten wird, ruht er auf dessen Boden 97; der obere Teil des Kerns ist unbedeckt, und die Achse 88 des Kerns ist dann vertikal ausgerichtet. Die Wände 92 und 94 weisen Nuten 98 und 100 auf derart, daß sie die äußeren Schenkel 76 und 82 der Schreibleitung und der Leseleitung aufnehmen. Ein länglicher Schlitz 102 durchsetzt, wie in Fig. 2 ersichtlich ist, den Boden 97 und erstreckt sich unterhalb der Nuten 98 und 100, so daß alle Schenkel 76, 78, 80 und 82 der Schreibleitung und der Leseleitung im Schlitz 102 aufgenommen werden können. Die Wände 92 und 94 sind voneinander getrennt und bilden eine Öffnung 104 ge­ genüber der Seite 46 der Drucktaste, so daß das Spiel zwi­ schen dem Kern 70 und dem Magneten 42 reduziert wird. Eine andere Öffnung 106 ist auf der entgegengesetzten Seite vor­ gesehen, um eine visuelle Inspektion zuzulassen, um zu sehen, ob der Schalter einen Kern trägt.

Beim Zusammensetzen kann der Magnetkern 70 zuerst mit der Schreibleitung und der Leseleitung zusammengebracht werden in eine Position, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Schreibleitung und die Leseleitung und der Kern können dann als Einheit nach unten gedrückt werden, so daß die Schenkel 76, 78, 80 und 82 durch entsprechende Aufnahme­ durchbrüche 108, 110, 112 und 114 hindurchführen, die im Inneren des Gehäuses durch die äußeren Wände 116 und 118 des Gehäuses und drei längliche, parallele, elektrisch isolierende Trennabschnitte 120, 122 und 124 geschaffen sind.

Die beschriebene Halterung erlaubt ein einfaches Einsetzen der beschriebenen Elemente in den Tastenschalter. Die für die Leitungen vorgesehenen Durchbrüche sind so dimensio­ niert, daß sie dicht an der Schreibleitung und der Lese­ leitung liegen. Die Leitungen können jedoch zusätzlich gebogen sein, wie durch die gestrichelten Linien 130 an den Schenkeln 76 und 82 dargestellt ist, wenn der Sitz noch fester sein soll. In einem solchen Fall kann der Schalter mit der Oberseite nach unten gekehrt werden, ohne daß der Kern 70 und die Schreib- und Leseleitungen 72, 74 herausfallen; diese können jedoch noch leicht durch Druck auf die unteren Enden der Leitungen entfernt werden.

Claims (2)

1. Elektrischer Tastenschalter mit einem Schaltergehäuse, einer kolbenförmigen Drucktaste, die in einer Führungskammer des Gehäuses axial geführt und von einer Feder in der Führungskam­ mer in die obere Position gedrückt wird, einem an der Druck­ taste angebrachten Permanentmagneten, einem vom Gehäuse gela­ gerten sättigbaren Magnetkern, einer Schreibleitung, die zwei über einen Steg verbundene parallele Schenkel aufweist, von denen einer sich durch den Magnetkern erstreckt, einer Lese­ leitung, die zwei über einen Steg verbundene parallele Schen­ kel aufweist, von denen einer sich durch den Magnetkern er­ streckt, wobei der Permanentmagnet in der oberen Position der Taste den Magnetkern sättigt und in der nach unten gedrückten Position aus der Sättigung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (42) an der Außenseite der Drucktaste (24) gehalten ist, das Gehäuse (10) außerhalb der Führungskammer (12) einen Halteschacht (90) für den Magnetkern (70) bildet, der auf dem Boden (97) des Halteschachts (90) aufliegt, die Wand des Halteschachts (90) Nuten (98, 100) aufweist für die Auf­ nahme der äußeren Schenkel (76, 82) der Schreib- und Leselei­ tung (72, 74), von dem Boden (97) des Halteschachts (90) sich ein Durchbruch (102) für die Aufnahme der Schenkel (76, 78, 80, 82) der Schreib- und Leseleitung (72, 74) erstreckt mit isolierenden Trennabschnitten (120, 122, 124) zwischen den Schenkeln (76, 78, 80, 82), im Gehäuse (10) zwei isolierte Schlitze (60, 62) zur Aufnahme von zwei länglichen Kontakt­ elementen (48, 50) vorgesehen sind, die sich normalerweise im oberen Bereich unter Spannung gegeneinanderlegen und die Druck­ taste (24) einen Betätigungsabschnitt (68) aufweist, der die Kontaktelemente (48, 50) trennt, wenn die Drucktaste (24) heruntergedrückt wird.
2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibleitung (72) und die Leseleitung (74) flache aus­ gestanzte Teile sind.
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