DE3502792A1

DE3502792A1 - Tastaturschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE3502792A1
Application number: DE19853502792
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 4790 Paderborn Klocke
Original assignee: Kawe Electronic & Co KG GmbH
Current assignee: Kawe Electronic & Co KG GmbH
Priority date: 1985-01-29
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1986-07-31

Description

Tastaturschaltvonrichtung
Die Erfindung betrifft eine Tastaturschaltvorrichtung bestehend aus mindestens einer Taste die mit einem Gleitstück in einer Führung zwischen einer Grund- und einer Betätigungsstellung axial verschieblich gelagert ist und durch eine Feder in der Grundstellung gehaltn ist und durch einen mit dem Gleitstück betätigbaren Stößel der einen rückfedernden bistabilen Schalter, der in der Grundstellung selbsttätig in der einen stabilen Lage ist, in einer Betätigungsstellung diesen in die andere stabile Lage verbringt.
Tastaturvorrichtung der genannten Art sind bekannt, wobei die Taste durch eine Feder in Grundstellung gehalten wird und ein Stößel an dem Gleitstück befestigt ist, der den bistabilen Schalter betätigt. Hierbei besteht der Nachteil, daß der Weg des bistabilen Schalters begrenzt sein muß, damit dieser nicht überbeansprucht wird und dadurch seine Charakteristik verändert wird.
Dies führt dazu, daß der Tastenweg durch einen relativ harten Endanschlag begrenzt ist, was sich auf die Tastenbetätigung ergonomisch nachteilig auswirkt.
Es sind weiterhin Tastaturen bekannt, die mittels Beulfedern auf Platten mit gedruckten Schaltungen aufgebaut sind. Diese zeigen einen sehr kurzen Betätigungsweg, weshalb sie für schnelles Arbeiten nicht geeignet sind. Der Aufbau solcher Schalter ist jedoch sehr vorteilhaft, da diese auch durch eine Schutzfolie hermetisch abgedichtet werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute Tastaturschaltvorrichtung zu offenbaren, die einen Tastenhub optimaler Länge bietet, geringe Betätigungskraft benötigt und einen elastischen Endanschlag hat.
Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gegeben, daß der Stößel in dem Gleitstück axial verschieblich gelagert ist und die Feder zwischen dem Stößel und dem Gleitstück wirkend angeordnet ist und die Feder in der Grundstellung so weitgehend entspannt ist, daß die Rückfederkraft des bistabilen Schalters von ihrer Kraft nicht überwunden wird, und die Federkonstante der Feder so groß ist, daß sie vor Erreichen eines Betätigungsendstellung mit ihrer Kraft die Rückfederkraft des bistabilen Schalters überwindet.
Ein Vorteil der Anordnung ist es, daß der Schalter in bekannter Weise mit einer Schutzfolie versehen werden kann, ohne daß die Betätigungseigenschaften sich dadurch ändern.
Weitere vorteilhaft Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gegeben. So ist es ein Vorteil, daß alle Schalter auf einer gedruckten Schaltplatte angeordnet werden und alle mechanischen Tastenteile auf einer gesonderten Trägerplatte montiert sind, so daß eine Montage in unabhängigen Baugruppen erfolgen kann. Auch ist bei einer Reparatur der mechanischen Baugruppe die elektrische geschützt, so daß z.B. durch herausspringende Federn keine Kurzschlüsse entstehen können. Die Zahl der Bauteile einer Taste ist sehr gering, und sie lassen sich in billiger Massenproduktion herstellen.
An Hand der Fig. 1 und 2 sind verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben. Es ist jeweils ein Axialschnitt einer Taste dargestellt, wobei Fig. 1 vergrößert ist.
Eine Tastatur wird jeweils aus einer Anordnung vieler Tasten in bekannter Weise, z.B. als Zehner- oder Alphatastatur, aufgebaut.
Auf einer Platte 1 mit einer gedruckten Schaltung 10, 11 ist ein Bistabiles Schaltelement 12, 13 aus einem festen Kontakt 13 und einer bekannten darüberliegenden Beulfeder 12 aufgebaut, die sich durch ihre elastische Spannung in die ausgebeulte, offene Schalterstllung einstellt, sofern kein Druck auf sie ausgeübt wird, und bei einer bestimmten Druckeinwirkung in die eingebeulte, kontaktgebende Stellung umschaltet. Die Schaltung 10 und die Beulfeder 12 sind mit einer elastischen Schutzfolie 14 hermetisch gegen Staub, Feuchtigkeit und agressive Gase abgedeckt.
Parallel zu Platte 1 ist mit Abstandshaltern 15, 16 eine Tastenträgerplatte 17 angeordnet, in der die mechanische Tastenbaugruppe 20, 30, 40, 50 gehalten ist. Die Teile der Baugruppe sind vorteilhaft konzentrisch aufgebaut und haben einen runden oder rechteckigen Querschnitt. Bevorzugt ist nur die Tastenkappe 50 quartratisch oder rechteckig, und die übrigen Teile sind rund.
Der Tastenträger 17 hat einen Durchbruch 18 in dem eine Führungsbuchse 20 durch obenliegende Stütznasen 21 und untenliegende Rast- oder Klemmnasen 22 gehalten ist. Es ist auch möglich, die Führungsbuchse 20, den Tastenträger 17 und evtl. die Abstandshalter 15 einstückig herzustellen.
In der Führungsbuchse 20 ist axial verschieblich ein Gleitstück 30 gelagert. Sofern die Bauteile rund sind, dient als Verdrehsicherung ein Steg 35, der in einer entsprechenden Ausnehmung der Führungsbuchse verschieblich lagert. Der Steg und die Ausnehmung können auch umgekehrt zugeordnet sein. Das Gleitstück 30 trägt einenends einen unteren Hubanschlag 32, der gegen die Unterseite der Führungsbuchse 20 anschlagend die Grundstellung der Taste bestimmt. Dieser Hubanschlag 32 kann in Form von elastischen Rastnasen ausgebildet sein, so daß der Zusammenbau besonders einfach ist.
Auf der Oberseite der Führungsbuchse 20 gelegen, hat das Gleitstück 30 im Abstand des maximalen Tastenhubes einen oberen Hubanschlag 31, der aus progressiv federnden Nasen besteht, die einen ergonomisch angenehmen Endanschlag bieten. Die elastischen Nasen können auch an der Führungsbuchse angeordnet sein, oder eine geeignete Zwischenlage kann im Anschlagbereich eingesetzt sein.
Auf der oberen Stirnseite trägt das Gleitstück 30 die Tastenkappe 50, die z.B. im Preßsitz mit einem Kappenträgerkreuz 34 in entsprechenden Ausnehmungen 51 eindeutig orientiert gehalten ist.
Im Inneren des Gleitstückes 30 ist ein stiftförmiger Stößel 40 axial verschieblich gelagert, und diesen umgibt eine Druckfeder 42, die sich einerseits an einem Ansatz 41 an dem Stößel 40 und andererseits an einem Innenansatz 33 in dem Gleitstück 30 abstützt. Die Feder 42 ist in Grundstellung nur geringfügig auf wenige Gramm Anfangsdruck vorgespannt, so daß sie die elastische Federkraft der Beulfeder 12, auf der der Stößel 40 aufsitzt, nicht überwindet und den Schalter nicht betätigt.
Die Federlänge und -charakteristik ist so gewählt, daß die Feder 42 bei Betätigung bis zum Anschlag des Gleitstückes 30 an der Führungsbuchse 20 eine gewünschte leichte Federkraft aufbringt, die gerade ausreicht, die Taste mit der gewünschten Geschwindigkeit bei Loslassen in die Grundstellung zurückzuführen und insbesondere bei etwa halbwegs des gesamten Hubweges gedrückter Taste so groß ist, daß sie die unter dem Stößel 40 befindliche Beulfeder 12 in die Einschaltstellung verbringt und deren elastische Gegenkraft überwindet.
Zur Betätigung des Schalters mit der Taste ist somit die gleiche Endkraft wie ohne die Taste, jedoch ein längerer Weg als mit Taste erforderlich, was ergonomisch wesentlich günstiger ist. Da die Taste über die Schaltstellung noch weiter durchgedrückt werden kann, werden die Finger nicht stoßartig an einem Endanschlag belastet. Der Tastenhub kann der gewünschten Bediengeschwindigkeit entsprechend ausgelegt werden. Eine äquivalente Lösung mit einer Zugfeder ist leicht ableitbar. Die Schaltkraft der Beulfeder beträgt z.B. 40 g, und die Federkraft 80 g bei einem vollen Hub von 5 mm. Der Stößel 40 ist durch eine Rastsperre 43 in dem Gleitstück 30 zweckmäßig gegen Herausspringen gesichert.
Der Tastenträger 17 kann zweckmäßig als Gehäuseteil für die Schaltungsplatte 1 und evtl. weitere Bauelemente ausgestaltet sein.
Die Fig. 2 zeigt eine noch einfachere Konstruktion, bei der der Tastenträger, die Abstandshalter und die Führungsbuchse 20a einteilig sind. Ebenso sind der Tastenknopf und das Gleitstück 30a einteilig. Der Stößel 40a ist als Hülse ausgestaltet in der die Feder 42a aufgenommen ist. Auch Kombinationen der Konstruktionen nach Fig. 1 und 2 sind leicht möglich. Die Bauteile in Fig.2 sind entsprechend zu Fig. 1 mit angehängtem a bezeichnet.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Tastaturvorrichtung bestehend aus mindestens einer Taste, die mit einem Gleitstück in einer Führung zwischen einer Grund- und einer Betätigungsstellung axial verschieblich gelagert ist und durch eine Feder in der Grundstellung gehalten ist und durch einen mit dem Gleitstück betätigbaren Stößel der einen rückfedernden bistabilen Schalter, der in der Grundstellung selbsttätig in der einen stabilen Lage ist, in einer Betätigungsstellung diesen in die andere stabile Lage verbringt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (40) in dem Gleitstück (30) axial verschieblich gelagert ist und die Feder (42) zwischen dem Stößel (40) und dem Gleitstück (30) wirkend angeordnet ist und die Feder (42) in der Grundstellung so weitgehend entspannt ist, daß die Rückfederkraft des bistabilen Schalters (12, 13) von ihrer Kraft nicht überwundden wird, und die Federkonstante der Feder (42) so groß ist, daß sie vor Erreichen eier Betätigungsendstellung mit ihrer Kraft die Rückfederkraft des bistabilen Schalters (12, 13) überwindet.
2. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der bistabile Schalter (12, 13) in Form einer Beulfeder (12) auf einer Platte (1) einer gedruckten Schaltung (10, 11, 13) aufgesetzt ist und der Schalter (12) und die Schaltung (10, 11, 13) mit einer elastischen Schutzfolie (14) überzogen ist.
3. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (20), das Gleitstück (30) und der Stößel (40) jeweils konzentrisch zu einander aufgebaut sind und das Gleitstück (30) in der Führung (20), z.B. durch einen Steg (35), der in einer entsprechenden Ausnehmung verschieblich liegt, gegen Verdrehen gesichert ist und für die Grund und Betätigungsendstellung gegen die Führung (20) anschlagende begrenzende Anschläge (32, 31) trägt und der Anschlag (31) in Betätigungsendstellung vorzugsweise elastisch federnd gestaltet ist.
4. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (42) eine Druckfeder ist, die sich an Ansätzen (33, 41) am Gleitstück (30) bzw. am Stößel (40) jeweils abstützt.
5. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (20) in einem zur gedruckten Schaltungsplatte (1) parallel angeordneten Tastenträger (17) mit elastischen Rastnasen (22) gehalten ist und in der axialen Lage durch Stütznasen (21) fixiert ist und der Abstand des Tastenträgers (17) von der Schaltungsplatte (1) so groß ist, daß bezogen auf die Lage der Anschläge (32), der Stütznasen (21) und der Ansätze (33, 41) der Stößel (40) in der Grundstellung auf dem Schalter (12) leicht aufsitzt.
6. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gleitstück (30) eine Tastenkappe (50) vorzugsweise mittels eines Kreuzsteges (34) im Preßsitz lösbar aufgesteckt ist.
7. Tastaturvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (20), das Gleitstück (30) und der Stößel (40) aus Kunststoff gespritzt sind.