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Tastenschalter
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Die Erfindung betrifft einen Tastenschalter der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Es sind Tastenschalter bekannt, bei denen ein Tastenstößel von einer
Druckfeder an einem oberen Anschlag zur Anlage gebracht wird und gegen die Kraft
der Feder nach unten verschoben werden kann. Mit dem Tastenstößel ist ein Schaltstück
verbunden, das während der Verschiebung des Tastenstößels eine Bewegung, z. B. eine
Schwenkbewegung, ausführt und dabei ein federnd angeordnetes Kontaktpaar öffnet
oder schließt. Nachteilig bei diesen bekannten Tastenschaltern sind insbesondere
die direkte Kopplung zwischen Tastenstößelhub und Bewegung des Schaltstükkes sowie
eine für flache Tastaturen unerwüns-cht große Bauhöhe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter der
eingangs genannten Art zu schaffen, der eine geringe Bauhöhe aufweist, einfach im
Aufbau und sicher in der Funktion ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß trotz
einer geringen Bauhöhe des Tastenschalters die Betätigung der Kontakte über einen
bestimmten Weg des Tastenstößels entkoppelt ist, so daß zwischen Einschaltpunkt
und Ausschaltpunkt eine Wegdifferenz im Tastenweg des Tastenstößels besteht.
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Dadurch ist eine sichere Kontaktgabe gewährleistet, die auch bei schnellen
Bewegungen des Tastenstößels zu eindeutigen Schaltimpulsen führt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Tastenschalter mit linearer
Kraft-Weg-Kennlinie geschaffen worden ist, der ein sicheres Schaltverhalten aufweist,
so daß auf ein mit erheblicher Geräuschbildung bei der Betätigung verbundenes Sprungschaltsystem
verzichtet werden kann.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie den nachfolgend anhand der Figuren näher beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung. Es zeigen Figuren 1A-C ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figuren 2A+B ein zweites Ausführungsbelspiel der Er-Erfindung, Figur 3 eine Variante
des Tastenschalters nach Figur 2, Figuren 4A-C ein drittes Ausführungsbeispiel und
Figuren 5A-C ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Schnittdarstellung der Figur 1A zeigt einen Tastenschalter, bei
dem ein Führungsteil 1 eines Tastenstößels 2 in einer entsprechenden Führung 3 eines
Schaltergehäuses 4 verschiebbar gelagert ist. Der Tastenstößel 2 wird von einer
Druckfeder 5 in seiner oberen Lage gehalten und'liegt mit einem Anschlag 6 am Deckel
des Schaltergehäuses 4 an.
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Am Tastenstößel 2 sind auf einer zur Tastenstößel-Bewegung parallel-en
Fläche 7 zwei zylindrische Mitnehmervorsprünge 8, 9 (Figur 1B) befestigt. Sie durchdringen
Langlöcher 10, 11 in einem flachen Schaltstück 12, das an einer Führung 13 des Schaltergehäuses
4 anliegt. Auf der Oberfläche des Schaltstückes 12
ist ein elektrisch
leitfähiger Bereich, z. B. durch eine Karbonschicht, aufgebracht, wobei jedoch am
unteren Rand ein nichtleitfähiger Bereich 15 vorgesehen ist. Zwei Kontaktfedern
16, 17 (Figuren 1A+C), die in Ausnehmungen 18, 19 des Schaltergehäuses 4 befestigt
sind und in leitender Verbindung mit Anschlußstiften 20, 21 stehen, liegen mit ihren
Kontaktstücken 22, 23 - bei nicht betätigtem Tastenstößel - am unteren, nichtleitenden
Bereich 15 des Schaltstückes 12 an und drücken es gegen die Führung 13.
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Wird der Tastenstößel 2 nach unten gedrückt, so bewegen sich zunächst
die Mitnehmervorsprünge 8, 9 in den Langlöchern 10, 11, wobei das Schaltstück durch
die Kraft der Kontaktfedern 16, 17 und die Reibung an der Führung 13 in seiner Lage
verharrt.
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Erst wenn die Mitnehmervorsprünge 8, 9 am unteren Ende der Langlöcher
10, 11 angelangt sind, wird bei Weiterbewegung des Tastenstößels 2 das Schaltstück
12 nach unten verschoben, wobei die Kontaktstücke 22, 23 der Kontaktfedern 16, 17
auf den leitenden Bereich 14 zu liegen kommen und somit der Kontakt geschlossen
ist. Nach dem Loslassen des Tastenstößels 2 wird er zunächst von der Druckfeder
5 - ohne das Schaltstück 12 mitzunehmen - nach oben bewegt, bis die Mitnehmervorsprünge
8, 9 am oberen Ende der Lang löcher anlangen. Erst dann wird der Kontakt durch Verschieben
des Schaltstückes 12 nach oben wieder geöffnet.
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In Figur 2 wird das Schaltstück 24 in einer Führungsnut 25 des Schaltergehäuses
26 geführt. Es weist auf der dem Tastenstößel 27 und seiner die Mitnehmervorsprünge
28, 29 tragenden parallelen Fläche 30 abgewandten Seite einen Steg 31 auf, der in
seinem mittleren Teil 32 elektrisch leitfähig ist. Zwei Kontaktfedern 33, 34, die
in Ausnehmungen 35, 36 des Schaltergehäuses 26 befestigt und mit Anschlußstiften
37, 38 leitend verbunden sind, liegen mit ihren Kontaktstücken 39, 40 unter Federkraft
am Steg 31 an. Da auch hier der untere Teil des Steges 31 elektrisch
nichtleitend
ist, ist der Kontakt zwischen den beiden Kontaktfedern 33, 34 unterbrochen. Erst
wenn der Tastenstößel 27 betätigt wird und der Kontaktschieber nach der in Verbindung
mit Figur 1 bereits beschriebenen Wegdifferenz der Stößelbewegung folgt, gelangt
der leitfähige Bereich 32 zwischen die Kontaktstücke 39, 40, so daß der Kontakt
geschlossen ist. Auch hier erfolgt das Öffnen des Kontaktes in der bereits beschriebenen
wegverzögerten Weise nach einem den Langlöchern 41, 42 entsprechenden Vorhub des
Tastenstößels 27.
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Die Ausführungsform in Figur 3 hat zwar einen prinzipiell gleichen
Aufbau wie die der Figur 2, weist jedoch anstelle des Steges einen Zapfen 43 auf.
Dieser Zapfen 43 überdeckt nur die halbe Breite der beiden Kontaktfedern 44, 45.
An ihren freien Enden sind die Kontaktfedern in Längsrichtung aufgetrennt, und der
im Wirkungsbereich des Zapfens 43 liegende Teil 46, 47 ist jeweils nach außen aufgebogen.
Der andere Teil 48, 49 der Kontaktfederbreite 44, 45 ist mit Kontaktstücken versehen,
die jedoch durch die Lage des Zapfens 43 zwischen den Kontaktfedern 44, 45 auf Abstand
gehalten werden.
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Wird bei Betätigung des Tastenstößels 50 nach der entsprechenden Verzögerung
das Schaltstück 51 nach unten verschoben, so tritt der Zapfen in den aufgebogenen
Bereich 46, 47 der Kontaktfedern 44, 45 ein, und die Kontaktstücke treffen unter
Federkraft aufeinander. Der Rückweg des Schaltstückes 51 bringt den Zapfen 43 wieder
zwischen den engen Teil der Kontaktfedern 44, 45, so daß die Kontaktstücke 48, 49
aufgetrennt werden.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 gezeigt, bei dem der
Tastenstößel 52 als ebenes, im Schaltergehäuse 53 geführtes Teil ausgebildet ist.
Der Tastenstößel 52 ist von einem ringförmigen
Schaltstück 54
umgeben, das ebenfalls im Schaltergehäuse 53 verschiebbar gelagert ist. Der Tastenstößel
52 weist obere und untere Mitnehmervorsprünge 55, 56; 57, 58 auf, zwischen denen
am Schaltstück angeordnete Gegenanschläge 59, 60 liegen. Da die unteren Mitnehmervorsprünge
57, 58 auf federnden Armen des Tastenstößels 52 angeordnet sind, können Schaltstück
54 und Tastenstößel 52 vor Zusammenbau des Schalters durch Schnappmontage formschlüssig
zusammengesetzt werden.
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Eine in einer Ausnehmung 61 des Schaltergehäuses 53 befestigte Kontaktfeder
62, weist einen Schaltnocken 63 auf, der unter einem Betätigungsnocken 64 des Schaltstückes
54 angeordnet ist.
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Die Kontaktfeder 62 ist ferner mit einem Kontaktstück 65 versehen,
der im unbetätigten Zustand des Schalters dem Kontaktstück 66 eines Gegenkontiktes
67 mit Abstand gegenüberliegt.
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Wird der Tastenstößel 52gegen die Kraft einer Druckfeder 68 nach unten
bewegt, so verharrt zunächst das'Schaltstück 54 in seiner Ruhelage, weil die am
Betätigungsnocken 64 anliegende Kontaktfeder 62 für die nötige Haftreibung zwischen
Schaltstück 54 und dessen Führung im Gehäuse sorgt. Erst wenn die oberen Mitnehmervorsprünge
55, 56 auf die Gegenanschläge 59, 60 auftreffen, wird das Schaltstück ebenfalls
nach unten bewegt, der Betätigungsnocken 64 trifft auf den Schaltnocken 63 und die
Kontaktstücke 65, 66 werden aufeinandergepreßt, so daß die leitende Verbindung hergestellt
ist. Der zurückgehende Tastenstößel 52 nimmt dann mit seinen unteren Mitnehmervorsprüngen
57, 58 das Schaltstück wieder mit nach oben, wodurch der Kontakt geöffnet wird.
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Bei dem letzten, in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeizspiel ist
der Tastenstößel 69 ebenfalls von einem ringförmigen Schaltstück 70 umgeben. Die
oberen Mitnehmervorsprünge 71, 72 des Tastenstößel 69 sind in Nuten 73, 74des Schaltstückes
70 geführt,
die jedoch nicht nach unten durch das Schaltstück 70
hindurchführen. Die unteren Mitnehmervorsprünge 75, 76 des Tastenstößels 69, die
wiederum auf federnden Armen und um 900 versetzt zu den oberen Mitnehmervorsprüngen
71, 72 angeordnet sind, werden ebenfalls in Nuten 77, 78 des Schaltstückes 70 geführt,
wobei diese Nuten jedoch nicht nach oben durch das Schaltstück 70 hindurchführen.
Die unteren bzw. oberen Enden der Nuten bilden somit die Gegenanschlage am Schaltstück
70, wobei auch hier der Tastenstößel 69 vor der Schaltermontage mit dem Schaltstück
70 durch eine Einschnappmontage vormontiert werden kann. An einem Betätigungsnocken
79 des Schaltstückes 70 liegt eine Kontaktfeder 80 mit ihrem Schaltnocken 81 an.
Ein auf ihr befestigtes Kontaktstück 82:liegt dem Kontaktstück 83 eines Gegenkontäktes
84 mit Abstand gegenüber.
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Wie bereits zu Figur 4 beschrieben, bewirkt die Betätigung des Tastenstößels
69 eine verzögerte Verschiebung des Schaltstükkes 70, wodurch der Schaltnocken 81
freigegeben und der Kontakt durch federnde Anlage des Kontaktstückes 82 am Kontaktstück
83 geschlossen wird. Dem Rückweg des Tastenstößels 69 folgt verzögert der Rückweg
des Schaltstückes 70, wodurch der Schaltnocken 81 wieder auf den Betätigungsnocken
79 aufläuft und der Kontakt geöffnet wird.
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Die beschriebenen Tastenschalter stellen nur Ausführungsbeispiele
dar. Das darin offenbarte erfindungsgemäße Prinzip läßt sich darüber hinaus in zahlreichen
Variationen mit gleichem Erfolg r'ealisieren, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.