DE3431703A1 - Tastschalter - Google Patents

Description

(Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 159OII/03 vorn

1.September 1903).

Die Erfindung betrifft einen Tastschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind bereits Tastschalter niedriger Bauart bekannt, mit einem verstellbaren Schaft durch dessen Stellbewegung der Schalter ein- und ausgeschaltet wird. Hierbei liegt allerdings der Schalter vertikal im Schaltergehäuse, so daß die vertikale Höhe des Tastschalters insgesamt übermäßig hoch ist.

Zwar ist es bereis bekannt, einen relativ niedrigen Schalter etwa horizontal am Boden des Schaltergehäuses anzuordnen. Das Ein- und Ausschalten des Schalters erfolgt durch den Schaft j der federbelastet ist. Zwar wird die Schalterhöhe hier verringert. Bei einer niedrigen Schalterhöhe ist der Prallweg bzw. Sprung des Schalters vergrößert, weil am Schaft ein höherer Druck anliegt und die Platterneigung stark erhöht wird, mit der Folge, daß ein relativ langes Zeitintervall für den Strom benötigt wird, bis er im Schalter einen vorbestimmten Amplitudenwert errreicht hat. In nachteiliger Weise treten im Schalter verschiedene Impulsströme auf, bis der Strom gleichmäßig den vorbestimmten Wert erreicht. Die Folge ist die Flatterbewegung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter eingangs genannten Art von niedriger Bauhöhe anzugeben, bei dem die Flatterbewegung unterdrückt ist und gleichzeitig die Klickbewegung durch die Bedienungsperson gut erfühlbar ist, um fehlerhafte Schaltbewegungen durch ihn zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Durch diese Ausgestaltung wird das Plattern wirksam vermieden, auch bei solchen Schaltern, bei denen der eigentliche Schalter am Boden des Schaltergehäuses horizontal angeordnet und eine niedrige Bauhöhe gegeben ist, so daß der Einschaltstrom schneller als bisher den vorbestimmten Wert erreicht und faner die Einschaltsicherheit erhöht ist.

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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Tastschalter

Fig. 2 einen stirnseitigen Aufriss auf den Tastschalter

Fig. 3 einen seitlichen Aufriss auf den Tastschalter Io

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt in Richtung der Linie IV - IV der Fig. 1

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt in Richtung der Linie V-V der Fig. 1

Fig. b einen quergelegten Schnitt des unteren Gehäuses mit Darstellung des Schalters

Fig. 7 eine Draufsicht auf das untere Gehäuse mit Darstellung der Lage der Blattfeder

Fig. 8 eine Explosionszeichnung, perspektivisch, des Schalters und

Fig. 9 ein grafisches Diagramm, welches die Stellkräfte des Tastschalters in Abhängigkeit vom Stellweg darstellt.

Das Schaltergehäuse 1 besteht aus dem unteren Gehäuse 2 aus synthetischem Kunstharz und dem oberen Gehäuse 3 aus isolierendem synthetischen Kunstharz. Fig. 5 zeigt, daß das obere Gehäuse 3 lösbar an das untere Gehäuse 2 mit Hilfe von Rastvorsprüngen 3a im unteren Bereich der Seitenwände des oberen Gehäuses 3 verbunden ist, welche in Rastlöcher 2a an den oberen Seitenwänden des unteren Gehäuses 2 jeweils eingreifen. Das untere Gehäuse 2 hat Einsatzlöcher 2b nahe der Seitenwände im Boden. Wie ferner Fig. 6 darstellt, be-

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sitzen die Seitenwände des unteren Gehäuses 2 Rippen 2c an den Innenflächen und zwar an Stellen, die nahe zu den Ecken des unteren Gehäuses 2 angeordnet sind; die Rippen 2c schließen sich an den Boden des unteren Gehäuses 2 an.

Der Schalter 5 ist am Boden des unteren Gehäuses 2, geführt hinsichtlich der Rippen 2c, angeordnet. Gemäß Fig. 8 hat der Schalter 5 einen dünnen Gehäuserahmen 6 indem ein beweglicher Blattkontakt 7, einen aus Isolierstoff bestehende Platte 8 und ein blattartig bzw. als dünne Platte ausgebildeter Festkontakt 9 ineinander verschachtelt angeordnet sind.

Der bewegliche Blattkontakt 7 besteht aus Metall guter elektrischer Leitfähigkeit, sowie hohen Ermüdungswider-Standes und ist derart dünn, daß er hinreichend elastisch verstellbar ist. Der feste Blattkontakt 9 hat eine dünne Struktur und besteht aus einem Werkstoff guter elektrischer Leitfähigkeit. Die den Abstand bestimmende Platte 8 enthält eine Öffnung 8a und dient als flexibler Abstandsraum für den beweglichen Blattkontakt 7. Der Blattkontakt 7 ist durch die Öffnung 8a hindurch und in Kontaktberührung mit dem festen Blattkontakt 9 elastisch verstellbar.

Der dünne Gehäuserahmen 6 hat ein im wesentlichen U-förmiges Fenster Io, welches in ihm eine Öffnung bildet, sowie ein mit ihm einstückiges elastisches Druckstück 11, welches eine zur Übertragung des Druckes dienende Nase lla an einem entfernten Ende bzw. der oberen Fläche des letzteren angeordnet ist, ferner einen zur Druckübertragung auf den Kontakt dienenden Vorsprung lib an der unteren bzw. entgegengesetzten Fläche, der zur Nase einen Abstand in Richtung zur Wurzel des Druckstücks 11 aufweist. Der Gehäuserahmen 6 hat ebenfalls ein Paar von als Sitze dienende Halter 12, die etwa in der Mitte an den gegenüberliegenden Rändern des Gehäuserahmens angeordnet sind. Durch Druck und Versetzen des elastischen Druckstückes 11 in Richtung des festen Blattkontaktes 9 wirkt der Vorsprung lib des Druckstückes auf

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den beweglichen Blattkontakt 7 ein, so daß dieser elastisch durch die öffnung 8a hindurch in Richtung des festen Blattkontaktes 9 verstellt wird. Der bewegliche Blattkontakt 7 ist mit einer Anschlußklemme Ja verbunden, während der feste Blattkontakt 9 eine mit ihm einstückige Hauptklemme 9a aufweist. Diese Klemmen 7a, 9a erstrecken sich durch die Klemmeneinsatzlöcher 2b am Boden des unteren Gehäuses 2. Der feste Blattkontakt 9 besitzt ferner einen Zentralkontakt 9b.

Oberhalb des Schalters 5 befindet sich eine Blattfeder 13 nahe am Boden des unteren Gehäuses 2, wobei die Blattfeder 13 eine konvexe Form in Richtung des nachfolgend genauer angegebenen Schaftes hat. Ferner enthält die Blattfeder 13» vgl. Fig. 4 und 7, einen rechteckigen Rahmen 13a, einen konvexen Teil 13b, der zwischen den mittleren Bereichen der in Längsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 13a sich erstreckt und ferner ein Paar von Zungen 13c die sich von den mittleren Bereichen quer an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 13a erstrecken. Die Zungei 13c sitzen jeweils auf Haltern 12 des dünnen Gehäuse!ahmens 6, wobei der konvexe bzw. erhabene Teil 13b der Blattfeder 13 oberhalb des Schalters 5> vgl. Fig. 4, sich befindet. Die" Zungen 13c befinden sich nahe an den Füßen 13b des oberen Gehäuses 3 und haben einen Abstand t hiervon, von etwa o,5mm. Ein solcher relativ kleiner Abstaid dient dazu, die Lebensdauer der Blattfeder 13 zu vergrößern. Jedoch würde die Betriebsfestigkeit der Blattfeder 13 nicht beeinträchtigt, wenn die Zungen 13c in Kontaktberührung mit den Füßen 3b des oberen Gehäuses 3 gehalten würden.

Ein Schaft 14 weist einen unteren Bereich auf, der sich im unteren Gehäuse 3 befindet, um relativ zum unteren Gehäuse 2 oder zum Schalter 5 aufwärts und abwärts bewegt zu werden. Der Schaft 14 hat einen oberen Teil, der sich nach aufwärts durch die Stirnwand des oberen Gehäuses 3 erstreckt. Es befindet sich ein zylindrisches Presstück 15 im unteren Teil

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des Schaftes 14, welches relativ zur Blattfeder 13 hin und her verstellbar ist. Ferner ist zwischen dem Boden 15a des Presstückes 15 und der unteren Trennwand bzw. einer Ringschulter 14a des Schaftes 14 eine Druckfeder 16, die in der Ruhestellung den oberen Teil des Schaftes 14 nach aufwärts belastet und durch die obere Stirnwand des oberen Gehäuses 3 hinweg drückt, als auch das Presstück 15 in Kontaktberührung mit dem zentralen Teil der Oberfläche des konvexen Teiles 13b der Blattfeder 13 drückt.

Der Tastschalter arbeitet folgendermaßen: Wenn der Schaft 14 im Sinne der Figur 5 durch die Kraft der Druckfeder ±6 nach abwärts verstellt ist, wird die Federkraft der Druckfeder 16 langsam vergrößert und somit die Stellkraft, die auf den Schaft 14 entlang der geneigten geraden Linie A gemäß Fig. 9, vergrößert. Wenn die Federkraft der Druckfeder 16 die elastische entgegengerichtete Kraft des konvexen Teiles 13b der Blattfeder 13, die in Richtung des Schaftes 14 gekrümmt ist, übersteigt, wird der konvexe Teil 13b sehr schnell in seinem zentralen Bereich nach einwärts in Richtung des Schalters 5d formiert mit der Folge, daß die Druckfeder 16 sich stark ausdehnen und die Stellkraft des Schaftes 14 nach abwärts in Richtung der geraden Linie F, Fig. 9, verringert wird. Diese Deformation des Teiles 13b führt zu einem Druck des Presstückes 15 auf das Druckstück 11 bzw. seine Nase 11a des Schalters 5· Das Druckstück 11 wird flexibel verstellt, mit ihm der Vorsprung lib und infolge dessen der Blattkontakt 7 in elastischer Weise durch die Öffnung 8a und kommt mit dem festen Blattkontakt 9 in Berührung. Durch diese Arbeitsfolge wird der Schalter 5 eingeschaltet. Gleichzeitig hiermit wird ein Klickgeräusch durch die entgegengesetzt gerichtete scharfe Deformation des konvexen Teiles 13b der Blattfeder 13 erzeugt bzw. hörbar, so daß für die Bedienungsperson eine feinfühlige Kontrolle der Schaltbewegung gewährleistet ist. Da nun der Vorsprung lib mit Abstand zur Nase lla angeordnet, sowie in Richtung der Wurzel des Druckstückes 11

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und auf der entgegengesetzten Stegseite liegt, während Nase 11a durch Presstück belastet wird, vgl. Fig. 5> wird der zur Kontaktbildung dienende Vorsprung 11b einen "Sprung" um einen kleineren Weg ausführen, als die Nase 11a zu dem Zeitpunkt, an welchem das Druckstück 11 eine sprungartige Stellbewegung ausführt, so daß der bewegliche Blattkontakt 7 elastisch in Richtung des festen Blattkontaktes 9 bewegt wird. Man kann folglich den Schalter 5 flatterfreier ausführen.

Wenn der Schaft 14 weiter niedergedrückt wird, dann wird die Federkraft der Druckfeder Ib vergrößert, sowie die Stellkraft des Schaftes 14 entlang der schrägen Linie C gemäß Fig. 9. Wird die Druckfeder 16 vollständig zusammengedrückt, kann der Schaft 14 nicht länger verstellt werden und deshalb steigt die Stellkraft scharf von einem Punkt D an. Nachdem der Schaft 14 freigegeben wird, kehrt er in seine Ruhelage unter Einwirkung der Federkraft des konvexen Teiles 13b der Blattfeder 13 und der Federkraft der Druckfeder 16 zurück. Zu diesem Zeitpunkt verändert sich die Stellkraft nacheinander entlang der geraden Linie E, einer schrägen Linie C., der geraden Linie B. und der schrägen Linie A in die Ruhelage. Deshalb gestattet die Stellkraft des Schaftes 14, einer Hysteresis-Schleife 2o zu folgen, während eines Tastknopf-Arbeitszyklus. In Fig. 9 bezeichnet Punkt S die Stellung, in der der konvexe Teil 13b mit seiner Umkehrbewegung beginnt, und der Punkt G denjenigen, in dem der Schalter 5 eingeschaltet wird.

Zwar ist vorteilhaft, wie gezeichnet, einen gekrümmten rahmenartigen Bauteil als Blattfeder zu verwenden; im Einzelfall ist es aber vorteilhaft, eine Blattfeder in Form einer einwärts geformten Schale zu verwenden, welche das Klickgeräusch infolge elastischer Deformation dann abgibt, wenn die Schalenfläche invertiert wird.

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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt in der niedrigen Profilgestalltung des Tastschalters. Die Druckfeder liegt unmittelbar zwischen dem Schaft und dem Presstück und wird unmittelbar durch den

b Schaft betätigt. Wird durch das Presstück die Blattfeder niedergedrückt und deformiert, indem auf letzterer die Federkraft lastet, wird die Blattfeder schlagartig durch Invertieren deformiert, um den Schalter zu betätigen. Die schnelle invertierte Deformation der Blattfeder zu einem Zeitpunkt, wo der Schalter geschaltet wird, gestattet der Bedienungsperson ein feinfühliges Peststellen des Klickvorganges.

Der Vorsprung des Presstückes auf der unteren Oberfläche des flexiblen Presstückes, um den beweglichen Blattkontakt in Richtung des festen Blattkontaktes elastische zu verstellen, ist vorteilhaft in Richtung zum Wurzelende des Druckstückes verstellt und hat einen Abstand zur Nase des Druckstückes. Deshalb wird vorteilhaft der Vorsprung des Presstückes um einen kleineren Weg schlagartig verstellt, als dies die Nase des Presstückes während der Zeit tut, in welchem das elastische Presstück dem Sprung unterliegt, mit der Folge, daß das flattern am Schalter besser unterdrückt wird.

Abänderungen der Ausfuhrungsform hinsichtlich der Struktur gegenseitigen Anorndung der Bauteile und/oder Werkstoffes liegen im Rahmen der Erfindung.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Tastschalter mit einem Gehäuse aus Isolierstoffs bei dem der Schalter am Gehäuseboden in einem relativ dünnen Gehäuserahmen angeordnet und sein ortsfester Schaltkontakt durch einen beweglichen blattartigen Kontakt betätigt und der Schalter einen durch eine Rückstellfeder belasteten Schaft aufweist, sowie eine Blattfeder eine konvexe Oberfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (14) ein durch den Taster verschiebbares durch eine Druckfeder belastetes an einer oberhalb des Schalters angeordneten Blattfeder (13) anliegendes Presstück (15) aufweist, während zwischen Blattfeder (13) und dem beweglichen Kontakt (7) des Schalters (5) ein elastisches Druckstück (11) vorhanden ist, welches an der schaftseitigen Oberfläche eine mit der Blattfeder (13) in Berührung stehende Nase (lla) und an der unteren Oberfläche einen an dem beweglichen Schalterkontakt (7) anliegenden Vorsprung (Hb) aufweist, derart, daß Nase (Ha) und Vorsprung (Hb) 'seitlich zueinander versetzt sind.

   2. Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (13) einai etwa rechteckigen Rahmen (13a) aufweist, der einander gegenüberliegende Längsseiten und Querseiten aufweist, daß der zentrale konvexe Teil (13b) der Blattfeder (13) sich zwischen den Längsseiten erstreckt, während mindestens eine Zunge (13c) von den Querseiten absteht und auf dem Gehäuse des Schalters (5) angeordnet ist.

   3. Tastschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltergehäuse (1) aus einem unteren Gehäuse (2) und einem oberen Gehäuse (3) besteht, die lösbar verbunden sind, der Schalter (5) im unteren Gehäuse (2) angeordnet und das obere Gehäuse (3) mit Füßen (3b)

   Ib versehen ist,die sich zum unteren Gehäuse erstrecken und einen vorbestimmten geringen Abstand zu den jeweiligen Zungen (13c) aufweisen.

   4. Tastschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gehäee (2) mit Rippen (2c) an der Innenfläche der Seitenwände versehen ist und der Schalter (5) im unteren Gehäuse (2) durch die Rippen (2c) geführt ist.

   b· Tastschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse ein etwa U-förmiges Fenster (lo) aufweist, wobei die Fensterrahmen das elastische Druckstück (11) bilden und der Vorsprung (lib) des Druckstücks zur Seite hin (Fig. 5) zur Nase (Ha) des Druckstücks angeordnet ist.

   Patenten,wuii I. G. Grave

   5 K ο i n 41 Aachener Straße 321

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