-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft einen Tastenschalter mit federnd beaufschlagter
Taste.
-
Derartige Schalter sind in mannigfacher Form auf dem Markt.
-
Ein handelsüblicher preiswerter Tastenschalter besitzt als bewegliches
Kontaktelement einen schwenkbaren Bügel, der mittels einer Schraubenzugfeder beaufschlagt
ist, welche einerseits an einem Querteil des Bügels mit Abstand von dessen Schwenklagern
und andererseits, ebenfalls mit Abstand von den Schwenklagern, an einem gehäusefesten
Teil des Tastenschalters befestigt ist. Die Taste wirkt seitlich auf diese Schraubenzugfeder
ein und drückt dieselbe bei Betätigung zur Seite, bis die Feder den Bügel umschlagen
läßt. Wird die Taste losgelassen, kann der Bügel wiederum von der Feder in seine
andere Stellung umgeschwenkt werden.
-
Dieser Schalter besitzt noch eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion,
da insbesondere die Schraubenzugfedern relativ teure Bauteile darstellen, deren
Einbau darüber hinaus einen vergleichsweise hohen Aufwand erfordert.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tastenschalter zu schaffen, der
hohe Zuverlässigkeit mit besonders einfacher Konstruktion und insbesondere geringem
Herstellungsaufwand vereinigt.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an einer mittels ihrer Randzonen
bzw. seitlichen Bereiche und ihres Mittelbereiches gegen tastenfeste und gehäusefeste
Widerlager gespannten Blattfeder mindestens ein zungenartiger über eines der mit
den Randzonen bzw. seitlichen Bereichen zusammenwirkenden Widerlager hinausragender
Fortsatz angeordnet ist, welcher durch elastische Verbiegung der Blattfeder bei
Betätigung der Taste schwenkbar ist und als bewegliches Kontaktelement mit einem
tastenfesten und/oder gehäusefesten Gegenkontakt zusammenwirkt.
-
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das die Taste federnd
beaufschlagende Element gleichzeitig bewegliches Kontaktelement ist und als Blattfeder
in einfachster Weise hergestellt werden kann. Die über die Widerlager an den Randzonen
der Blattfeder hinausragenden zungenartigen o.dgl.
-
Fortsätze werden, da die Randzonen der Blattfeder beweglich gelagert
sind, entsprechend der Durchbiegung der Feder verschwenkt und bei entsprechender
Bemessung und Ausbildung mit erheblichen Kräften gegen den jeweiligen Gegenkontakt
gedrückt. Der Kontaktdruck ist in der Regel ausreichend, um
Verschmutzungen
von den Kontakten abzulösen, so daß aufgrund der Selbstreinigung der Kontaktelemente
auf eine Beschichtung derselben mit Gold oder anderen Edelmetallen verzichtet werden
kann.
-
Besondere Befestigungsmaßnahmen für die Blattfeder sind bei entsprechender
Ausbildung des Gehäuses nicht erforderlich, beispielsweise wenn in denselben eine
dem Grundriß der Blattfeder angepaßte Aussparung angeordnet ist, die ein unzulässiges
seitliches Verrutschen der Blattfeder verhindert.
-
Im übrigen wird die Blattfeder durch die Widerlager festgehalten.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Blattfeder
so ausgebildet, daß die Randzonen bzw. seitlichen Bereiche auf gehäusefesten Widerlagern
aufliegen und der gewölbte bzw. dach- oder winkelartige Mittelbereich mit seiner
konvexen Seite gegen die Taste gespannt ist.
-
Beim Niederdrücken der Taste wird der gewölbte oder spitze Mittelbereich
eingedrückt, wobei die Randzonen bzw. seitlichen Bereiche mit den Fortsätzen in
entgegengesetzter Richtung verschwenkt werden.
-
Wenn die Fortsätze zur vom Widerlager der zugehörigen Randzone abgewandten
Seite aufgebogen sind, können sie mit im Abstand von diesen Widerlagern angeordneten
flachen Kontakten
zusammenwirken, auf die sie bei Betätigung der
Taste mit ihrem Seitenrand aufgedrückt werden, so daß besonders hohe Flächenpressungen
auftreten.
-
Es ist auch möglich, die Fortsätze in entgegengesetzter Richtung abzubiegen,
d.h. die Fortsätze weisen, zumindest teilweise, zu der Seite der Blattfeder, auf
der deren mit den Randzonen bzw. seitlichen Bereiche zusammenwirkenden Widerlager
angeordnet sind. In diesem Falle lassen sich die Gegenkontakte so anordnen, daß
die Fortsätze bei ungedrückter Taste auf den Gegenkontakten aufliegen und bei Betätigung
der Taste abgehoben werden.
-
Gegebenenfalls kann eines der Widerlager als elektrischer Kontakt
ausgebildet sein und mit einem mit der Blattfeder dauernd elektrisch verbundenen
Anschluß gekoppelt sein.
-
Vorzugsweise ist als Blattfeder eine Schnappfeder angeordnet, welche
einer Betätigung der Taste einen zunächst stark steigenden Widerstand und bei weiterem
Niederdrücken der Taste einen relativ geringen Widerstand entgegensetzt, so daß
beim Niederdrücken der Taste ein deutlicher Druckpunkt fühlbar ist, der bei korrekter
Betätigung überwunden werden muß.
-
Derartige Schnappfedern sind auf dem Makt erhältlich.
-
Die Fortsätze an der Blattfeder können symmetrisch bezüglich deren
Mittelbereich angeordnet sein um eine entsprechend ausgeglichene Belastung der Blattfeder
zu gewährleisten.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
-
Dabei zeigt Fig. 1 ein Schnittbild eines erfindungsgemäßen Schalters
Fig. 2 die Feder einer abgewandelten Ausführungsform und Fig. 3 die Feder einer
weiteren Ausführungsform.
-
Nach Fig. 1 besitzt das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schalters ein nach unten offenes quaderförmiges Gehäuse 1 mit einer Öffnung in seiner
Oberseite für eine Drucktaste 2, welche mittels eines, an ihrer Unterseite angeordneten
abgewinkelten Randes 3 den Rand der Öffnung auf der Innenseite des Gehäuses 1 zur
Sicherung gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse 1 untergreift.
-
Die Unterseite des Gehäuses ist mittels eines Bodenteiles 4 verschlossen,
dessen umlaufend angeordnete Seitenwandungen 5 innerhalb des Gehäuses 1 bis zu dessen
Oberseite hochgezogen sind.
-
Zwischen den Seitenwandungen 5 des Bodenteiles und den Seitenflächen
6 des Gehäuses 1 sind einander gegenüberliegend zwei laschenförmige Kontakte 7 und
8 hindurchgeführt, deren abgewinkelte Enden 9-und 10 um die Oberkanten der Seitenwandungen
5 an der Oberseite des Gehäuses in dessen Innenraum hineingezogen sind.
-
Innerhalb des Gehäuses 1 ist als bewegliches Kontaktelement eine Blattfeder
11 angeordnet, deren Seitenränder 12 gegen den Boden des Bodenteiles und deren gewölbtes
Mittelteil 13 gegen einen Nocken 14 auf der Innenseite der Taste 2 gespannt sind,
so daß der Nocken 14 sowie die Bodenbereiche 15 die gehäusefesten bzw. das bewegliche
Widerlager der Blattfeder 11 bilden.
-
An der Blattfeder 11 sind über deren Seitenränder 12 nach oben abgebogene
Fortsätze 16 angeordnet, die im dargestellten Zustand des Tastenschalters - Taste
nicht betätigt - von den freien Enden 9 und 10 der Kontakte 7 und 8 durch einen
Abstand getrennt sind, so daß die Kontakte 7 und 8 elektrisch voneinander getrennt
sind. Beim Niederdrücken der Taste wird die Wölbung des Mittelteiles 13 der Blattfeder
11 entsprechend eingedrückt, wobei die Fortsätze 16 nach oben schwenken und mit
ihren Seitenrändern mit großer Kraft gegen die freien Enden 9 und 10 der Kontakte
7 und 8 gedrückt werden, so daß mittels der Blattfeder 11 zwischen den Kontakten
7 und 8 ein Strompfad gebildet wird.
-
Da die Seitenränder der Fortsätze 16 mit den freien Enden 9 und 10
der Kontakte 7 und 8 zusammenwirken, wird ein hoher Kontaktdruck erreicht, der dazu
führt, daß Verschmutzungen an den Rändern der Fortsätze 16 bzw. Verschmutzungen
an den freien Enden 9 und 10 der Kontakte 7 und 8 selbsttätig entfernt werden. Aufgrund
dieser Selbstreinigung kann im Regelfalle auf eine Vergoldung o.dgl. der freien
Enden 7 und 8 sowie der Blattfeder 11 verzichtet werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Schalter können deshalb vergleichsweise
preiswerte Materialien für die elektrisch leitenden Teile 7 bis 11 verwendet werden.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Schalter wird jeweils beim Betätigen der
Taste geschlossen.
-
In Fig. 2 ist eine abgewandelte Blattfeder 11 dargestellt, die mit
drei festen Kontakten 17 bis 19 in der Weise zusammenwirkt, daß bei nichtbetätigter
Taste der Strompfad vom Kontakt 17 zum Kontakt 18 und bei betätigter Taste vom Kontakt
17 zum Kontakt 19 führt. Dazu liegt der eine Seitenrand 12 der Blattfeder 11 dauernd
auf dem Kontakt 17 auf. Außerhalb des anderen Seitenrandes 12 der Blattfeder 11
sind zwei Fortsätze 16 und 16' angeordnet, wobei der Fortsatz 16 nach oben gerichtet
ist, während der Fortsatz 16' U-förmig nach unten
abgebogen ist.
Solange die Taste nicht gedrückt wird, liegt der Fortsatz 16' elastisch auf dem
Kontakt 18-. Wird die Feder 11 in Pfeilrichtung P belastet, werden die Fortsätze
16 und 16' nach oben geschwenkt, wobei der Fortsatz 16' vom Kontakt 19 abhebt und
der Fortsatz 16 gegen den Kontakt 19 gedrückt wird.
-
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Blattfeder 11 mit insgesamt
vier Fortsätzen 20 bis 23, die mit nicht dargestellten Kontakten zusammenwirken
können. Das Mittelteil 13 der Blattfeder 11 besitzt einen im wesentlichen kreisförmigen
Grundriß und ist, bei unbelasteter Feder, konvex aus der Zeichenebene herausgewölbt.
Die Fortsätze 20 bis 23 können entsprechend dem Fortsatz 16 in Fig. 2 nach oben
bzw. entsprechend dem Fortsatz 16' in Fig. U-förmig nach unten abgebogen sein. Wird
auf die Mitte des Mittelteiles 13 ein Druck ausgeübt, wird zunächst nur die unmittelbare
Umgebung am Druckpunkt eingedrückt, die weiter außen liegenden Bereiche des Mittelteiles
13 halten ihre Lage zunächst unverändert bei.Erst wenn ein kritischer Druck überschritten
wird, biegt sich die gesamte Blattfeder 11 plötzlich unter starker Verminderung
ihres Gegendruckes durch, wobei die Fortsätze 20 bis 23 aus der Zeichenebene nach
oben geschwenkt werden.
-
Die in Fig. 3 dargestellte Blattfeder ist also als Schnappfeder ausgebildet,
die erst nach Überwindung eines Druckpunktes
umschlägt.
-
Für dieses Schnappverhalten ist wesentlich, daß das Mittelteil 13
der Blattfeder 11 in mehreren Richtungen gewölbt ist.
-
Im in Fig. 3 dargestellten Beispiel besitzt das Mittelteil 13 eine
sphärische Wölbung.