DE3637819C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastenschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Tastenschalter ist bereits aus der DE 33 28 612 A1 bekannt.

Der Tastenschalter nach der DE 33 28 612 A1 ist ein Mehr­ richtungsschalter, der mehrere Tastenschalterflächen auf­ weist. Unter jeder Tastenschalterfläche sind Schaltkontakte angeordnet. Diese Tastenschalterflächen liegen darüber hin­ aus sehr weit oberhalb der Gehäuseoberfläche.

Allgemein lassen sich Tastenschalter beispielsweise zur Stromeinschaltung in kompakten elektronischen Geräten, in elektronischen klinischen Thermometern, in elektronischen Rechnern, Taschenrechnern, elektronischen Notizbüchern usw. einsetzen.

Die Fig. 8 zeigt ein konventionelles elektronisches klini­ sches Thermometer. Dieses klinische Thermometer weist an seiner Spitze einen Temperatursensor 2 auf, in seinem Zen­ trum eine digitale Temperaturanzeige 3 und an seinem ande­ ren Ende bzw. an der Rückseite ein Batterieaufnahmegehäuse 4. Zwischen der digitalen Temperaturanzeige 3 und dem Bat­ terieaufnahmegehäuse 4 ist ein Tastenschalter 5 zur Ein­ schaltung der Stromversorgung angeordnet. Wie in Fig. 9 an­ hand eines Querschnitts zu erkennen ist, wird eine Tast­ fläche 5 a immer auf der Höhe der oberen Fläche ei­ nes Thermometergehäuses 1 mit Hilfe von Gummifedern oder flexiblen Teilen 5 b gehalten, wobei auf die Tast­ fläche 5 a ein Druck ausgeübt werden kann, um den Tasten­ schalter 5 zu aktivieren bzw. zu schließen. Wird die Tast­ fläche 5 a nach unten gedrückt, so bewegt sich ein Kontakt 5 c in Richtung eines stationären Kontakts 6 a, der auf einer gedruckten Schaltungskarte 6 unterhalb des bewegbaren Kontakts 5 c angeordnet ist, und berührt diesen stationären Kontakt 6 a. Wird der Druck von der Tast­ fläche 5 a genommen, so verschiebt sich diese wieder nach oben, so daß auf diese Weise der Tastenschalter 5 bzw. die Stromversorgung ein- und ausgeschaltet werden können. Da der Tastenschalter 5 nur durch Niederdrücken der Tast­ fläche 5 a betätigt wird, können bei nicht ordnungs­ gemäßem Herunterdrücken Störungen beim Schließen und Öffnen des Stromkreises auftreten, was dazu führen kann, daß die Temperaturanzeige gelöscht oder die Batterie unnötig bela­ stet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Ta­ stenschalter so weiterzubilden, daß sein Schaltzustand durch versehentliche Berührung des Betätigungsglieds nicht verändert wird, und der nur dann eingeschaltet werden kann, wenn ihn ein Benutzer bewußt betätigt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.

Tastfläche und Kippachse bzw. Ansatz sind so zu­ einander angeordnet, daß bei Druck auf die Tast­ fläche nur in senkrechter Richtung das Betätigungsglied so um den Ansatz gedreht wird, daß sich der bewegbare Kontakt nicht auf den stationären Kontakt zu bewegt. Um dies zu er­ zielen, muß die Tastfläche vielmehr in einer ganz bestimmten Richtung druckbeaufschlagt werden, die von der genannten senkrechten Richtung abweicht. Eine Betätigung des Tastenschalters infolge Unachtsamkeit ist somit prak­ tisch ausgeschlossen.

Beispielsweise sind der bewegbare Kontakt und der Ansatz an der Unterseite des Betätigungsglieds angeordnet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der stationäre Kontakt auf einer gedruck­ ten Schaltungskarte angeordnet ist, der Ansatz auf dieser gedruckten Schaltungskarte befestigt ist und sich eine Ver­ tiefung innerhalb der Unterfläche des Betätigungsglieds im Bereich des Ansatzes befindet.

Vorzugsweise ist der Ansatz mittig zum Betätigungsglied vorhanden. Er verläuft dabei senkrecht zu derjenigen Ebene, in der die Kippbewegung des Betätigungsglieds erfolgt.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeich­ net sich dadurch aus, daß der stationäre Kontakt auf einer gedruckten Schaltungskarte angeordnet und der bewegbare Kontakt an der Unterseite eines niederdrückbaren Elements befestigt ist, das durch das Betätigungsglied be­ aufschlagbar ist. Das Betätigungsglied ist mit einem Arm verbunden, durch den das Element herunterdrückbar ist.

Das Element wird durch den Arm heruntergedrückt, wenn auf die Betätigungsoberfläche eine Kraft wirkt, die auch eine Kraftkomponente parallel zu deren Oberfläche in Richtung des bewegbaren Kontakts aufweist. Der Arm kann beispielsweise einstückig mit dem Betätigungsglied verbunden sein.

Das Schaltergehäuse ist z. B. das Gehäuse eines elektroni­ schen klinischen Thermometers.

Wie deutlich zu erkennen ist, kann der Tastenschalter nach der Erfindung nicht betätigt werden, wenn er lediglich nach unten gedrückt wird. Er kann nur in den geschlossenen Schaltzustand überführt werden, wenn er nach unten und gleichzeitig zur Seite gedrückt wird, also in einer zur Senkrechten geneigten Richtung. Es wird somit verhindert, daß ein Benutzer versehentlich den Ta­ stenschalter schließen kann. Dieser Tastenschalter eignet sich insbesondere zum Einsatz in einem elektronischen klinischen Thermometer, da der Benutzer durch ihn eine Tem­ peraturanzeige 3′ nach Messung der Körpertemperatur leicht ein- und ausschalten kann. Darüber hinaus kann der Ta­ stenschalter nach der Erfindung aber auch zur Ein- und Ausschaltung der Energieversorgung in verschiedenen ande­ ren kompakten elektronischen Geräten verwendet werden, beispielsweise in elektronischen Rechnern, elektronischen Speichern bzw. Notizbüchern, in Taschencomputern, und dergleichen. Eine unbeabsichtigte Energieversorgung die­ ser Geräte läßt sich durch den Tastenschalter nach der Erfindung wirkungsvoll vermeiden. Eventuell vorhandene Batterien weden somit nicht versehentlich belastet, was eine Verlängerung ihrer Lebensdauer zur Folge hat.

Natürlich können auch mehrere Tastenschalter nach der Er­ findung innerhalb eines Geräts vorhanden sein. Durch sie kann beispielsweise ein Tastenfeld aufgebaut werden.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen nicht niedergedrückten Tastenschalter,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Tastenschalter nach Fig. 1 in seiner korrekten bzw. normalen Ein­ schaltposition,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Tastenschalter nach Fig. 1 nach unkorrekter Betätigung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen klinischen Thermometers mit einem Tastenschalter nach Fig. 1,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Tastenschalters,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form des Tastenschalters nach der Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Tastenschalters nach Fig. 6,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines elektronischen klinischen Thermometers mit einem konventionellen Tastenschalter,

Fig. 9 einen Querschnitt durch den konventionellen Tastenschalter, und

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungs­ form des Tastenschalters nach der Erfindung.

In der Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines elek­ tronischen klinischen Thermometers dargestellt, das einen Tastenschalter nach der Erfindung aufweist. Dieses elek­ tronische klinische Thermometer besitzt an seiner Spitze einen Temperatursensor 2′, in seinem Zentralbereich eine digitale Temperaturanzeige 3′ und an seinem anderen Ende ein Batterieaufnahmegehäuse 4′. Ein Tastenschalter 7 dient zur Stromeinschaltung und liegt zwischen der digi­ talen Temperaturanzeige 3′ und dem Batterieaufnahmegehäu­ se 4′. Innerhalb eines Thermometergehäuses 1 befindet sich eine integrierte Schaltung (IC) zur Messung der Körpertem­ peratur.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­ beispiel des Tastenschalters nach der Erfindung näher be­ schrieben. Ein derartiger Tastenschalter ist in den Fig. 1 bis 3 jeweils im Schnitt dargestellt, wobei die Fig. 1 den Tastenschalter in unbetätigter Position zeigt, während in Fig. 2 der Tastenschalter in korrekt betätigter Position gezeigt ist. In Fig. 3 dagegen ist der Tastenschalter 7 in nicht korrekt betätigter Position dargestellt.

Ein Betätigungsglied 7′ des Tastenschalters 7, das von Hand betätigbar bzw. nach unten drückbar ist, weist an seiner oberen Tastfläche 7 a zwei einander ge­ genüberliegende Ausnehmungen auf, die am Rand des Betätigungsglieds 7′ liegen. Diese Ausnehmungen werden dadurch erhalten, daß sowohl in das Thermometerge­ häuse 1′ als auch in das Betätigungsglied 7′ Ausnehmungen eingebracht werden, wie die Fig. 1 zeigt. Diese Ausnehmun­ gen können z. B. kalottenartig sein. Die Tast­ fläche 7 a, die bei nicht betätigtem Tastenschalter mit der Oberfläche des Thermometergehäuses 1′ fluchtet, liegt in Fig. 1 rechts vom Zentrum des Betätigungsglieds 7′, wobei das Zentrum durch die vertikale strichpunktierte Li­ nie markiert ist. Von der Unterseite des Betätigungsglieds 7′ springt ein Ansatz 7 b aus isolierendem Material hervor, um den das Betätigungsglied 7′ kippbar ist. Dieser Ansatz 7 b liegt ebenfalls im Zentrum des Betätigungsglieds 7′ und erstreckt sich in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. An der Unterseite des Betätigungsglieds 7′ befindet sich weiterhin ein bewegbarer Kontakt 8, und zwar links vom Zentrum des Betätigungsglieds 7′. Dieser bewegbare Kontakt 8 ist mit der Unterseite des Betätigungs­ glieds 7′ fest verbunden. Er ragt allerdings nicht so weit nach unten hervor wie der Ansatz 7 b. Das Betätigungsglied 7′ wird durch integral mit ihm verbundene seitliche, flexible Teile 9, 9′ abgestützt, die beispielsweise auch dünne, hohlkegel- oder pyramidenartig ausgebildete oder aus vollem Material hergestellte Gummifedern oder derglei­ chen sein können. Diese elastischen Teile 9, 9′ liegen an gegenüberliegenden Seiten einer durch den Ansatz 7 b gebil­ deten Kippachse. Normalerweise befindet sich der bewegba­ re Kontakt 8 in einiger Entfernung von einem stationären Kontakt 11, der auf einer gedruckten Schaltungskarte 10 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, werden die Ausnehmungen an beiden Seiten des Betätigungsglieds 7′ durch Einbringen entsprechender Ausnehmungen in das Betätigungs­ glied 7′ und das Thermometergehäuse 1′ hergestellt.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Tastenschalters näher erläutert. Wird die Tastfläche 7 a in Rich­ tung des Pfeils A in Fig. 3 nach unten gedrückt, so werden die flexiblen Teile 9 und 9′ so verbogen, daß der Ansatz 7 b in Kontakt mit der gedruckten Schaltungskarte 10 kommt. Hierdurch wird verhindert, daß der bewegbare Kontakt 8 den stationären Kontakt 11 berührt. Wird die Tast­ fläche 7 a weiter in Richtung des Pfeils A in Fig. 3 herun­ tergedrückt, so werden die flexiblen Teile 9 und 9′ des Betätigungsglieds 7′ weiter verbogen, da die Tast­ fläche 7 a nur auf einer Seite des Zentrums des Betäti­ gungsglieds 7′ liegt, was dazu führt, daß sich nach an­ fänglicher Annäherung der bewegbare Kontakt 8 und der stationäre Kontakt 11 wieder voneinander entfernen. Sie haben sich während des ganzen Vorgangs nicht berührt. Der flexible Teil 9′ ist in diesem Fall gestaucht, während der flexible Teil 9 gestreckt ist. Wird somit durch einen Benutzer versehentlich die Tastfläche 7 a berührt, so wird der Schaltkontakt nicht geschlossen. Da­ mit sich der bewegbare Kontakt 8 und der stationäre Kon­ takt 11 berühren können, muß die Tastfläche 7 a unter einem bestimmten Winkel druckbeaufschlagt werden, und zwar in einer nach unten geneigten Richtung, wie in Fig. 2 durch den Pfeil B angegeben ist. Durch das Betäti­ gungsglied 7′ werden dann die flexiblen Teile 9 und 9′ wieder so verbogen, daß der flexible Teil 9 gestaucht bzw. zusammengefaltet wird, während der flexible Teil 9′ gestreckt wird. In diesem Fall wird also das Betäti­ gungsglied 7′ leicht um den eine Drehachse bildenden An­ satz 7 b gekippt, so daß die Kontakte 8 und 11 aufeinander zu liegen kommen. Da bei diesem Tastenschalter eine Kippbewegung zum Ein- oder Aus­ schalten erforderlich ist, ist dieser gegen versehentli­ ches Einschalten geschützt. Die Funktion eines Druckschal­ ters und eines Kippschalters sind somit in einem Schalter zusammengefaßt. Wird der Ta­ stenschalter in einem elektronischen klinischen Thermome­ ter verwendet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, so sollte die Richtung, in der die Tastfläche 7 a druckbeauf­ schlagt werden kann, wie angegeben verlaufen, also senk­ recht zur Längsrichtung des klinischen Thermometers. Mit Ausnahme der flexiblen Teile 9 und 9′ sollte das Betäti­ gungsglied 7′ aus festem bzw. unflexiblem Material beste­ hen. Die flexiblen Teile 9, 9′ können ihrerseits beispielsweise mit einer weiteren Auflage einstückig verbunden sein, die auf der gedruckten Schaltungskarte 10 zu liegen kommt.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausfüh­ rungsform des Tastenschalters nach der Erfindung. Dabei sind gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 3 mit den glei­ chen Bezugszeichen versehen.

Ein Ansatz 7 c, der sich an der unteren Fläche des Betäti­ gungsglieds 7′ befindet, und ein bewegbarer Kontakt 8′ sind miteinander kombiniert, um einen einzigen Vorsprung zu bilden, wobei die Unterseite des Ansatzes 7 c dichter an der gedruckten Schaltungskarte 10 liegt als die Unter­ seite des bewegbaren Kontakts 8′. Der bewegbare Kontakt 8′ liegt praktisch in einer seitlichen Auskehlung des An­ satzes 7 c.

In den Fig. 6 und 7 sind jeweils ein Querschnitt und eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels des Tastenschalters nach der Erfindung dargestellt. Bei diesem Tastenschalter besteht ein Betätigungsglied 12 aus einem einstückig hergestellten Plastikelement. Eine Tastfläche 12 a des Betätigungsgieds 12 liegt auf einer Seite des Zentrums des Betätigungsglieds 12, wie anhand der strichpunktierten Linie in Fig. 6 zu erken­ nen ist. Die Tastfläche 12 a liegt also neben ei­ ner Kippachse, um die das Betätigungsglied 12 kippbar ist. Diese Kippachse verläuft senkrecht zur Betätigungsrichtung des Betätigungsglieds 12. Dieses Betätigungsglied 12 weist einen oberen Bereich mit der Fläche 12 a auf, an dem seit­ lich flexible Teile 12 c und 12 d angeordnet sind, die von einer gemeinsamen Achse 12 b unterhalb der Tast­ fläche 12 a ausgehen. Die flexiblen Teile 12 c und 12 d er­ strecken sich somit ausgehend von der Achse 12 b nach oben, so daß das Betätigungsglied 12 in einem Schnitt senkrecht zur Achse 12 b im wesentlichen eine dreieckige Hohlform aufweist. Die Achse 12 b ist in ein Aufnahmeloch 13 einge­ setzt, das sich innerhalb der gedruckten Schaltungskarte 10 befindet, wobei sich die Achse 12 b frei drehen kann. Zusätzlich ist das Betätigungsglied 12 mit einem Arm 12 e z. B. einstückig verbunden, der sich in Rich­ tung eines niederdrückbaren Elements 14 einer konventionellen Tastenschalteinrichtung erstreckt und auf diesem angeord­ net ist. Normalerweise liegt der Arm 12 e auf dem Element 14, das beispielsweise aus einem iso­ lierenden Material, wie etwa Gummi, besteht, da durch den Arm 12 e der Schwerpunkt des Betätigungsglieds 12 nach links in Fig. 6 verschoben wird. Aufgrund des Eigen­ gewichts dreht sich somit das Betätigungsglied 12 in Ge­ genuhrzeigerrichtung in Fig. 6. Dadurch wird jedoch das Element 14 noch nicht nach unten gedrückt.

Ein flexibler Bereich 14 a des aus Gummi bestehenden Elements 14 hält einen bewegbaren Kontakt 15 von einem stationären Kontakt 11 fern, wobei der bewegba­ re Kontakt 15 unterhalb des Elements 14 mit diesem verbunden ist. Der stationäre Kontakt 11 befindet sich auf der gedruckten Schaltungskarte 10. Wird die Tast­ fläche 12 a in vertikaler Richtung nach unten gedrückt, so verbiegen sich die flexiblen Teile 12 c und 12 d, was dazu führt, daß sich das Betätigungsglied 12 in Uhrzeigerrichtung in Fig. 6 neigt, so daß kein Druck auf das Element 14 ausgeübt wird. Das Element 14 kann nur nach unten gedrückt werden, wenn das Betätigungsglied 12 in Richtung des Pfeils C in Fig. 6 druckbeaufschlagt wird. Dies führt zu einer Ver­ biegung der flexiblen Teile 12 c und 12 d, derart, daß der Arm 12 e sich nach unten dreht, und zwar um die Achse 12 b herum.

Es ist auch möglich, den Ansatz unterhalb des Betätigungsglieds 7′ auf der gedruckten Schaltungskarte 10 vorzusehen. In diesem Fall befindet sich in der unteren Fläche des Be­ tätigungsglieds 7′ oberhalb des Ansatzes 7 b eine Ausneh­ mung, in die der Ansatz 7 b hineinragt, wenn das Betäti­ gungsglied 7′ betätigt wird. Ein derart ausge­ bildeter Tastenschalter ist in Fig. 10 gezeigt. Ansonsten unterscheidet sich dieser Tastenschalter nicht von dem in Fig. 1 gezeigten Tastenschalter.

Selbstverständlich ist es auch nicht erforderlich, den Ansatz 7 b aus isolierendem Material herzustellen. Er kann auch aus leitfähigem Material bestehen.

Claims (8)

1. Tastenschalter mit

• - einem Schaltergehäuse (1′),
• - einem eine Betätigungsoberfläche aufweisenden nieder­ drückbaren Betätigungsglied (7′; 12), das von hinten in eine im Schaltergehäuse (1′) befindliche Öffnung hinein­ ragt,
• - einem flexiblen Teil (9, 9′; 14), welches das Be­ tätigungsglied (7′; 12) in Richtung auf seine unbetätigte Ruhestellung federnd vorspannt,
• - einem eine Kippachse bildenden Ansatz (7 b; 7 c; 12 b) un­ terhalb des Betätigungsglieds (7′; 12), um den dieses herum bei Druckeinwirkung auf die Betätigungsoberfläche (7 a; 12 a) kippbar ist,
• - einem bewegbaren Kontakt (8; 8′; 15) unterhalb des Betä­ tigungsglieds (7′; 12) und
• - einem stationären Kontakt (11), der vom bewegbaren Kon­ takt (8; 8′; 15) berührt wird, wenn das Betätigungsglied (7′; 12) betätigt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsoberfläche von zwei einander gegenüberliegenden und auf gegenüberliegenden Seiten der Kippachse angeordneten Ausnehmungen am oberen Rand des Betätigungsglieds sowie einer zwischen diesen liegenden Tastfläche (7 a, 12 a) gebildet ist,

• - die Tastfläche (7 a; 12) im unbetätigten Schaltzustand mit der Oberfläche des Schaltergehäuses (1′) fluchtet,
• - die Tastfläche (7 a; 12) nur an einer Seite der Kippachse vorhanden ist,
• - der bewegbare Kontakt (8; 8′; 15) nur an der der Tast­ fläche (7 a; 12) gegenüberliegenden Seite der Kippachse angeordnet ist, und
• - bei senkrecht auf die Tastfläche einwirkender Betätigungskraft der Ansatz (7 b; 7 c, 12 b) als Kippachse wirksam wird, bevor eine Kontaktgabe erfolgt.
  

2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der bewegbare Kontakt (8; 8′) und der Ansatz (7 b; 7 c) an der Unterseite des Betätigungsglieds (7′) an­ geordnet sind.

3. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der stationäre Kontakt (11) auf einer gedruckten Schaltungskarte (10) angeordnet ist, der Ansatz (7 b) auf dieser gedruckten Schaltungskarte (10) befestigt ist und sich eine Vertiefung innerhalb der Unterfläche des Betä­ tigungsglieds (7′) im Bereich des Ansatzes (7 b) befindet.

4. Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ansatz (7 b) mittig zum Be­ tätigungsglied (7′) liegt.

5. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der stationäre Kontakt (11) auf einer gedruckten Schaltungskarte (10) angeordnet und der bewegbare Kontakt (15) an der Unterseite eines niederdrückbaren Elements (14) befestigt ist, das durch das Betätigungs­ glied (12) beaufschlagbar ist.

6. Tastenschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Betätigungsglied (12) einen Arm (12 e) aufweist, durch den das Element (14) herunter­ drückbar ist.

7. Tastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (1′) das Gehäuse eines elektronischen, klinischen Thermometers ist.