DE3306507A1 - Tastenschalter - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere auf Tastenschalter zum Schalten von Stromkreisen und kann bei manueller Eingabe von Informationen in Mittel der Rechen- und Telegrafietechnik, in Druckeinrichtungen und Automatiksysteme benutzt werden.

Bekannt sind Tastenschalter, die*ein Gehäuse, eine Taste, ein Schaltelement und ein Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung enthalten, bei welchen man bei manueller Eingabe von Eingabe von informationen durch Einwirkung auf die Taste den beweglichen Schalterteil verstellt und damit auf das Schaltelement einwirkt, das den äußeren. Stromkreis schaltet. Je nach Zweckbestimmung des Tastenschalters benutzt man bei diesen als Schaltelement verschiedene Kontakte und kontaktlose Einrichtungen: hermetisch abgeschlossene Kontakte, induktive, kapazitive, fotoelektrische, magnetoempfindliche und andere Geber. Als Tastenrückkehrelement verwendet man in der Regel eine Druckfeder, die im Betrieb eine zweiseitige elastische Verformung erfährt und dadurch die Lebensdauer des Tastenschalters herabsetzt, während die mechanische Charakteristik eines solchen Schalters (Verteilung der statischen Belastung über den Tastenweg), welche durch die Zusammen- { drückung der Feder bedingt und durch die ansteigende Änderung des Verstellungswiderstandes gekennzeichnet ist, zur Verstellung des Schalters bis in die Grenzstellung nicht beiträgt, die Vibrationsfestigkeit des Schalters vermindert und dem .Bedienungsmann es nicht erlaubt, die Ansprechzone des Schaltelementes wahrzunehmen, d.h. die nötige Informat ionse ingabes icherhe it nicht gewährt.

Bekannt ist ein Tastenschalter (ε. z.B. den Urheberschein der UdSSR Nr. 409302, Kl. HOlHIp 3/28, vom 30.11.73) der ein Gehäuse, eine starr mit einem oder mehreren im Gehäuse untergebrachten Dauermagneten verbundene Taste, ein in dem Gehäuse befestigtes maanetoempfindlichea Schalteelement, auf welches der Dauermagnet bei oer Verstellung der Taste einwirkt, eine Raste zum Festhalxen der Taste in ihrer Ausgangsstellung, die in Form einer in dem Gehäuse zwischen der Taste und dem Magnet befestigten Platte aus

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magnetisch weichem Material ausgeführt ist, und ein Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung, das in Jj'oria einer Druckfeder ausgeführt ist, enthält.

In Vergleich zu dem oben beschriebenen Schalter ist bei diesem Schalter die Vibrationsfestigkeit erhöht und die Zuverlässigkeit durch Einführung einer Raste verbessert. Aber die Verwendung einer Rüokkehrdruckfeder senkt die Betriebsdauer des Schalters herab, kompliziert den Aufbau und gewährt leistet keine ergonomisch optimale mechanisehe Charakteristik, die zu einer fehlerfreien Eingabe der Information beitragen wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter mit einem solchen Element zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung zu schaffen, das dem Schalter gestattet, eine hohe Informationseingabesicnerheit zu gewährleisten, seinen Aufbau zu vereinfachen und die Lebensdauer wesentlich zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem Tastenschalter, der ein Gehäuse mit zumindest einem in üiesem untergebrachten Dauermagneten, der starr mit der Taste verbunden ist und bei Verstellung derselben auf ein in dem Gehäuse starr befestigtes Schaltelement einwirkt, eine Raste zum Festhalten der Taste in ihrer Ausgangsstellung, die in Form einer Platte aus ferromagnetischem LIaterial ausgeführt und im Gehäuse zwischen der Taste ""d dem Magneten befestigt ist, und ein im Gehäuse untergebrachtes ilement zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung enthält, erfindungsgemäß das Tasterückkehrelement in Form zumindest einer Platte aus ferromagnetischem Material aus-

^O geführt ist, die in Verstellrichtung der Taste mit einem Spiel gegenüber dem Dauermagneten angeordnet ist und zusammen mit eier Platte der Raste einen Magnetle iter bildet, wobei die Länge zumindest einer Platte des Tastenrückkehrelei..entes in Richtung der Tastenverstellung kleiner als der

^5 Summenwert aus der maximalen Tastenverstellung und der Größe des Dauermagneten in dieser Richtung ist.

Es ist zweckmäßig, daß bei dem Tastenschalter die Platten des Tastenrückkehrelenintes und der Platte als Ganzes

ausgeführt sind.

Auch ist es zweckmäßig, daß bei Ausführung des Rü.okkehrelementes in Porm von drei Platten zwei Dauermagnete vorgesehen sind, die einander mit den ungleichnamigen Polen zwischen welchen ein Spiel vorhanden ist, zugewandt sind, wobei die eine Platte des Tastenruckkehxelementes in diesem Spiel liegt, während die beiden anderen Platten an den anderen Platten der Dauermagnete liegen.

Der Tastenschalter gewährleistet hohe Informat ions e ingabesicherheit dank seiner mechanischen Charakteristik, die durch eine verminderte, in Vorlaufrichtung der Taste angelegte Betätigungskraft gekennzeichnet ist, was die Wahrscheinlichkeit einer nichtvollen Eindrückung der Taste bis zur Grenzstellung vermindert und dem Bedienungsmann es erlaubt, die ansprechzone des Schalters wahrzunehmen.

Darüber hinaus vereinfacht die federlose Rückehr der Taste in die Ausgangsstellung den Aufbau des Tastenschalters und erhöht wesentlich seine Lebensdauer.

Nachstehend sull die Erfindung an Hand von konkreten A usführungs variant en unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemaßen Tastenschalter (Längsschnitt);

Fi&. 2 dasselbe wie in Fig. 1, mit einem magnetoempfindlichen Schaltelement und einer anderen Ausführungsform des Tastenrückkehrelementes, gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Tastenschalter mit zwei Dauermagneten und einem Tastenrückkehrelement in Form von drei Platten (Längsschnitt).

vjQ Der Tastenschalter enthält ein Gehäuse 1 (Fig.l) aus diamagnetischem Material, zum Beispiel, Kunststoff. In dem Gehäuse 1 ist zumindest ein Dauermagnet untergebracht, bei der zu-behandelnden Ausführungsform ein Dauermagnet 2, der starr mit einer beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Taste 3 verbunden ist. Der Dauermagnet 2 bildet zusammen mit der Taste 3 einen beweglichen Teil des Schalters, dessen Verstellung in ausgebildeten Führungen (nicht mitgezeich-• net) erfolgt, die im Gehäuse vorgesehen sind.

Bei Verstellung des beweglichen Teils wirkt der Dauer-

magnet 2 auf ein starr im Gehäuse 1 befestigtes Schaltelement 4. Je nach dem Anwendungsgebiet und folglich der Zweckbestimmung des Tastenschalters können als Schaltelement sowohl ein hermetisch abgeschlossener Kontakt (Fig.l) als auch magnetοempfindIiehe Geber (Pig. 2.3) benutzt werden. Bei allen erwähnten Ausführungsformen befindet sich das Schaltelement 4 im Gehäuse 1 während dessen Verstellung in die Ansprechzone des Schalters in der Wirkungszone des üagnetfeldes des Dauermagneten 2, während der Dauermagnet 2 entsprechend den Ansprechbesonderheiten des Schaltelementes 4 orientiert ist.

Der Tastenschalter enthält auch eine Raste 5 (Fig.l) zum Festhalten der Taste in deren Ausgangsstellung, die in Form einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgeführt ist und im Gehäuse 1 zwischen der Taste 3 und dem Dauermagnet 2 befestigt ist. In dem Gehäuse 1 ist auch ein in Form zumindest einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgeführtes Tastenrückkehrelement untergebracht, das in Verstellungsrichtung der Taste 3 mit einem Spiel gegenüber dO dem Dauermagneten 2 angeordnet ist und zusammen mit der Platte der Raste 5 einen Magnetleiter bildet.

jdei der beschriebenen Ausführungsform enthält das Tastenrückkehr element 3 zwei Platten 6. Hierbei _viat die Länge zumindest einer Platte 6 in Verstellungsrichtung der Taste 3 kleiner als der Summenwert aus der maximalen Versteilung der Taste 3 und der Größe das Dauermagneten in dieser Ricutting. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Platten von gleicher Länge.

Die Ausführungsform des Tastenschalters gemäß Fig. 2 ist der vorstehend beschriebenen ähnlich.

Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Länge einer der Platten 6 die vorgegebene minimale Länge übersteigt, die oben festgelegt ist. Dies ist dadurch bedingt, daß bei der erwähnten Variante ein magnetoempfindlicher Geber benutzt ist, welcher zuverlässig bei Konzentration des Magnetflusses an seiner empfindlichen Fläche anspricht.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Tastenschalters ist im wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten ärmlich.

Der Unterschied besteht darin, daß das Tastenrückkehreleiuent drei Platten 6 enthält. Dabei sind zwei Dauermagnet 2 vorhanden, die einander mit den ungleichnamigen Polen zugewandt und mit einem Spalt 7 zwischen diesen Polen angeordnet sind. Dabei liegt die eine (mittlere) Platte 6 in dem Spalt 7, während die anderen (äußeren) Platten 6 an den anderen Polen der Dauermagnete 2 angeordnet sind.

Alle Platten 6 haben bei dieser Ausführungsf orai die gleiche Länge, während der magnetοempfindIiehe Geber in der Zone der maximalen Konzentration des Magnetfeldes beider Dauermagnete 2 liegt.

Zur Vereinfachung des Aufbaus sind bei allen Ausführungsformen des Schalters die Platte der Raste 5 und die Platten 6 des lastenrückkehrelementes als Ganzes ausgeführt X^ Darüber hinaus können je nach dem Anwendungsbereich de;

Tastenschalters und den fertigungstechnischen Besonderheiten die Platten der Raste und des Rückkehrelement es aus magnetisch weichem oder magnetisch hartem Material ausgeführt sein.

^Dex tastenschalter wirkt wie fol^t. Xn der AusgangaBte!

lung des Schalters ist der Dauermagnet 2 (Fig.l) an die ferromagnetische Platte der Raste 5 angezogen und deren magnetische Zusammenwirkung gewährt eine sichere Rastun^ der Taste 3 in der Ausgangsstellung. Hierbei bilden der Dauermagnet 2, die Platte der Raste 5 und die Platte 6 des Tastenrüokkehrelementes ein geschlossenes i^net ays tem, bei dem sich das Uagnetfeld über diese Platten schließt, während sich das Schaltelement 4 außerhalb des Wirkungsbereiches des Hauptmasnetfeldes befindet. In dieser Stellung wird eine Ausbreitung der Streumagnetfelder nach außen verhindert und somit deren unerwünschte Einwirkung auf die Nachbareinrichtungen vermieden.

Bei Betätigung der Taste 2 wird die Kraft, mit welcher der Dauermagnet 2 an die Platte der Raste 5 angezogen ist, überwunden und der Dauermagnet wird längs der Schalteraoh.se verstellt. Nachdem der Dauermagnet 2 die' Zone der Anordnung der Platten 6 verlassen hat, findet eine Änderung der Schließunijsrichtung des Magnetfeldes statt,

was zu einer intensiven Einwirkung desselben auf das Schaltelement 4 führt. Hierbei nimmt der Verstellungswiderstand der Taste 3 stark ab, so daß der Bedienungsmann die Ansprechzohe des Schalters wahrnimmt, wodurch es dank der Feinfühligkeit ein Signal über den Abschluß der Informationseingabe erhält.

Nach Wegnahme der Anaruckkraft kehrt der Dauermagnet wegen der magnetischen Wechselwirkung mit den ferromagnetischen Platten 6, die sich in dem Ausbreitungsbereich des

O ilagnetfeldes befinden, und sodann auch wegen der Wechselwirkung des magneten 2 mit der Platte der Raste 5 in oie Ausgangsstellung zurück. Das Heben des Dauermagneten 2 aus der unteren Entstellung ist dann möglich, wenn die Länge der Platten 6 kleiner als der Summenwert aus der maximalen Ver-

I^ stellung der Taste 3 und der Größe des Dauermagneten 2 in Richtung der Verstellung der Taste 3 ist, da die Einhaltung dieser Bedingung das Anlegen von senkrecht nach oben gerichteten Kraftkomponenten an den Dauermagnet 2 bedingt. Die Wirkungsweise des in Fig. 2 und 3 dargestellten Schalters ist der oben beschriebenen analog. Der Unterschied für die in Fig. 3 fjezeigte Ausführungsform besteht darin, daß in dem Spalt 7 zwischen aen Dauermagneten 2 ein zusammengesetztes homogenes Magnetfeld erzeugt wird, welches es gestattet, als Scnaitelement empfindlichkeitsarme Geber zu benutzen und die Dauermagnete aus Material mit niedrigen energetischen Kennwerten auszuführen.

Claims (3)

1. SPETSIALNOE KONSTRUKTORSKOE BJURO NAUCHNOGO PRIBOROSTROENIA S OPYTNOYM PROIZVODSTVOM Tbilisi /UDSSR

   TASTENSCHALTER

   PATENTANSPRÜCHE
   1J Tastenschalter, enthaltend

   - ein Gehäuse (1),

   - zumindest einen in dem Gehäuse untergebrachten Dauermagneten (2),

   - eine Taste 0)> die starr mit dem Dauermagneten (2), der bei Verstellung der Taste O) auf ein in dem Gehäuse (1) starr befestigtes Schaltelement (4) wirkt, verbunden ist,

   - eine die Taste in ihrer Ausgangsstellung haltende Raste (5)j die in Form einer Platte aus ferromagnetischem Material ausgeführt und im Gehäuse (1) zwischen der Taste O) und dem Magneten (2) befestigt ist,

   I^ - und ein in dem Gehäuse (1) untergebrachtes Clement

   zur Rückkehr der Taste in die Ausgangsstellung, dadurch ge kennze icxinet, d aß

   - das Tastenrückkehr element O) in J?orm zumindest einer Platte (6) aus ferromagnetischem Material, die in Richtung ^de£ Verstellung der Taste O) mit einem Spiel gegenüber dem Dauermagneten angeordnet ist und zusammen mit der Platte der Raste O) einen Maynetleiter bildet, ausgeführt ist,

   - wobei die Länge zumindest einer Platte (6) in Rieh-

   tung der Verstellung der Taste (3) kleiner als der Summenwert aus der maximalen Verstellung der Taste O) und der Große des Dauermagneten (2) in dieser Eiciitung ist.
2. 2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten des Tastenrückkehrelementes

   und der Raste (5) als Ganzes ausgeführt sind.
3. 3. Tastenschalter nach Ansprüchen 1,2 dadurch gekennzeichnet, daß

   - bei Ausführung des Rückkehrelementes in Form von drei Platten (6) zwei Dauermagnete (2) vorgesehen sind, die einander iait oen ungleichnamigen Polen, zwischen welchen ein upalt (7) vorhanden ist, zugewandt sind,

   - wobei die eine Platte (6) des Tastenrückkehrelementes O) in diesem Spalt (7) liegt, während die beiden

   I^ anderen Platten an den anaeren Polen der Dauermagnete (2) liegen.