DE3709305A1 - Druckschalter, insbesondere als taste einer tastatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckschalter, insbesondere als Taste einer Tastatur, der einen gegen die Kraft einer Feder einzudrückenden, ein Schaltorgan betätigenden Stößel aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in Aufbau und Montage einfachen, trotzdem aber bedienungsfreundlichen Druck­ schalter zu schaffen.

Gemäß der Erfindung erfüllt diesen Zweck ein Druckschalter der eingangs bezeichneten Art, bei dem die Feder zweiteilig derart ausgebildet ist, daß ihr einer Teil beim Eindrücken des Stößels bis zur Betätigung des Schaltorgans und ihr anderer Teil bei weitergehendem Eindrücken des Stößels beansprucht wird.

Die so ausgebildete Feder erspart es, beim Bedienen des Druck­ schalters den Stößel bis zum Anschlag einzurücken und dann un­ willkürlich noch einmal eine erhöhte Kraft aufzuwenden, um sicherzugehen, daß der Anschlag erreicht worden ist. Spürt der Finger nur den ersten stärkeren Widerstand, kann man sicher sein, daß die Schaltung längst vollzogen ist. Nach ein wenig Gewöhnung erhält man diese Sicherheit schon aus dem Federweg.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist je­ doch der genannte andere Teil eine steilere Federkennlinie als der genannte eine Teil auf, oder er ist von diesem durch eine, mittels einer Einprägung in der Feder - in diesem Falle Blatt­ feder - erzeugte, Spitze in der Kennlinie getrennt.

Der Anstieg der Federkennlinie wird beim Eindrücken des Stößels wahrgenommen und bestätigt die vollzogene Schaltung. Der Finger kann trotzdem weiter "durchfedern".

Gleiches gilt für die Spitze in der Federkennlinie. Wie gesagt, kann eine solche Spitze durch eine Einprägung in einer Blatt­ feder hervorgerufen werden ("Knackfrosch").

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder als zweischenklige Biegefeder mit einem den genannten einen Teil bildenden, vorzugsweise längeren, unteren Schenkel und einem von diesem abgewinkelten, den genannten anderen Teil bildenden, vorzugsweise kürzeren, oberen Schenkel ausgebildet; dabei ist sie am Ende des unteren Schenkels gehalten und liegt sie am Ende des oberen Schenkels an dem Stößel an.

Die Abwinkelung ist eine einfache und zweckmäßige Form der Zweiteilung. Der obere Schenkel kann am Ende des unteren Schenkels über diesen zurückgewinkelt sein. Er kann aber auch von diesem abzweigen, insbesondere bei einer Blattfeder in Form einer stanzgeprägten Zunge.

Die längere Bemessung des unteren Schenkels im Vergleich zum oberen gibt am unteren Schenkel der Kraft einen längeren Hebel­ arm und führt insofern schon dahin, daß zuerst der untere Schenkel niedergedrückt wird und dann erst der obere.

Vorzugsweise ist die Feder aber in weiterer vorteilhafter Aus­ gestaltung der Erfindung eine Blattfeder von die gewünschte Federkennlinie mitgestaltender, wechselnder Breite.

Mit dieser Maßnahme läßt sich praktisch jede gewünschte Feder­ kennlinie erzielen und auch Biegung der Feder an gewünschter Stelle.

Gehalten sein kann die Feder beispielsweise durch eine Steck- Einfassung des Endes des unteren Schenkels oder durch eine zurückgewinkelte, vorzugsweise zweiarmige, Abstützung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Schaltorgan nicht unmittelbar durch den Stößel betätigt ist, sondern mittels des genannten unteren Schenkels der Feder.
So läßt sich der Druckschalter im ganzen vereinfachen.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der genannte untere Schenkel der Feder zugleich bewegter Bestandteil des Schaltorgans ist.

Dies bedeutet eine erhebliche bauliche Vereinfachung, und zwar besonders in Verbindung mit einem kapazitiven Schalter, dem ein Abschnitt des unteren Schenkels der Feder in Länge und Breite ohne weiteres als kapazitätsverändernder, bewegter Be­ standteil des Schalters angepaßt werden kann.

Durchaus denkbar wäre aber beispielsweise auch ein Kontakt­ schalter, bei dem der untere Schenkel der Feder die Kontakt­ brücke, unmittelbar oder mit einem an ihm angebrachten be­ sonderen Kontaktstück, bildet.

Die nach der Erfindung vorgesehene Feder ermöglicht es auch, jedenfalls in der Form der zweischenkligen Biegefeder, sie als elektrische Verbindung zum Stößel zu benutzen und zu diesem Zweck auch mehrfach anzuordnen, beispielsweise zweifach.

Die gewinkelte Biegefeder hat in dieser Anwendung den wesent­ lichen Vorteil, daß an ihren Enden, wo sich die elektrischen Leitungen anschließen, nur geringe mechanische Belastungen auftreten, weil die Feder beim Verbiegen nach der Seite ihres Knickes ausweicht. Leitungsanschlüsse an den Enden von Schraubenfedern stünden demgegenüber unter komplexen Be­ lastungen und wären in hohem Maße bruchgefährdet.

Dafür kann sie an den Enden ihrer genannten Schenkel auch Fort­ setzungen als elektrische Leitungen aufweisen. Sie kann ein­ schließlich dieser Leitungen, die dann die Form schmaler Streifen haben, aus Federblech gestanzt werden; die Streifen können anschließend nicht mitgehärtet und/oder weichgeglüht werden o. dgl., müssen aber nicht.

Die Zeichnungen geben schematisch Ausführungsbeispiele der Er­ findung wieder.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Schalter,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen anderen Schalter,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen weiteren Schalter,

Fig. 4 zeigt einen Fig. 1 bis 3 entsprechenden Schnitt durch eine Feder,

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Feder nach Fig. 4,

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine andere Feder,

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Feder nach Fig. 6,

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Feder und

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf die Feder nach Fig. 8.

Eine Platine 1 trägt ein Gehäuse 2 mit einer Führung 3, in der ein Stößel 4 verschiebbar gehalten ist. Auf den Stößel wird noch eine Tastenkappe aufgesteckt.

In einer an dem Gehäuse 2 angeformten Tasche 5 steckt mit einer Aufkantung 6 eine Blattfeder 7. Sie gliedert sich in einen unteren Schenkel 8 und einen von diesem abgewinkelten, sich über ihn zurück erstreckenden, etwa halb so langen oberen Schenkel 9. Der obere Schenkel 9 greift mit einer Aufkantung 10 an seinem Ende hinter eine an dem Stößel 4 ausgebildete Rippe 11 o. dgl.

Die Blattfeder 7 drückt bei dieser Anordnung den Stößel 4 nach oben, wo er durch Anstoß an dem Gehäuse 2 gehalten ist. An­ schläge 12, die seitlich der Blattfeder 7 angeordnet sind, be­ grenzen durch Anstoß an der Platine 1 den Weg des Stößels nach unten.

Wird der Stößel eingedrückt, biegt sich zunächst der untere Schenkel 8 der Blattfeder nach unten, und zwar hauptsächlich unter Verbiegung nahe seiner Aufkantung 6, wo die Kraft den größten Hebelarm hat und überdies die Blattfeder 7, die in der Draufsicht beispielsweise mit Fig. 5 übereinstimmt, zu diesem Zweck auf 20 bis 30% ihrer Breite eingezogen ist.

Legt sich schließlich der Schenkel 8 an der Oberfläche der Platine auf, so arbeitet er, vorzugsweise mit einem breiten Ab­ schnitt wie in Fig. 5 dargestellt, zusammen mit auf der Platine angeordneten festen Schalterteilen 13, als kapazitiver Schalter.

Weiteres Eindrücken des Stößels 4 wird dann durch Biegung im oberen Schenkel 9 aufgenommen. Die Kennlinie dieser Federung kann man durch die Form des Schenkels beliebig gestalten. Der in Fig. 5 dargestellte Zuschnitt des oberen Schenkels hat, wie ersichtlich, eine stark überproportional ansteigende Kennlinie zur Folge.

In Fig. 2 und 3 haben entsprechende Teile die gleichen Be­ zugszahlen wie in Fig. 1.

Fig. 2 zeigt als Abwandlung der Blattfeder 7 statt der Auf­ kantung 10 eine Aufwölbung 14, die in einer Rille o. dgl. 15 des Stößels liegt.

Der Stößel bildet eine Baueinheit mit einer Kappe 16. Die Kappe 16 überdeckt das Gehäuse 2 und weist eine Mulde 17 für die auf den Schalter drückende Fingerkuppe auf.

Fig. 3 zeigt die Abwandlung, daß die Blattfeder 7 zugleich eine elektrische Leitungsverbindung bildet: An ihre Enden schließen sich Leitungen 18 und 19 an. Die Leitung 18 bildet einen An­ schluß an der Platine. Die Leitung 19 führt in den Stößel hin­ ein, beispielsweise zu einer LCD-Anzeige.

Die mechanische Halterung der Blattfeder 7 ist in Fig. 3 nicht gezeichnet.

Auch in Fig. 4 bis 9 sind Fig. 1 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Auf die Blattfeder nach Fig. 4 und 5 ist hinsichtlich ihrer in Fig. 7 gezeigten Breitenabmessungen oben schon eingegangen worden.

An die Aufkantung 6 schließt sich zunächst ein kurzer schmaler Abschnitt 20 des unteren Schenkels 8 und dann ein vergleichs­ weise langer breiter Abschnitt 21 an.

Der obere Schenkel 9 hat zunächst die Breite des Abschnitts 21 und verjüngt sich, zunächst stärker und dann schwächer, zu seinem mit der Aufkantung 10 versehenen Ende hin.

Die Abwinkelung des oberen Schenkels 9 gegenüber dem unteren Schenkel 8 ist hier nicht wie in Fig. 1 bis 3 geknickt, sondern gebogen.

Die Blattfeder nach Fig. 6 und 7 ist statt durch die Steck- Einfassung der Aufkantung 6 in der Tasche 5 durch eine Ab­ stützung gehalten, die aus zwei flach auf der Platine liegenden Armen 22 besteht.

Die Blattfeder 7 mit ihren Schenkeln 8 und 9 und die Arme 22 sind erkennbar einstückig als Stanzteil hergestellt. Beim Niederdrücken des Schenkels 8 findet die Verbiegung weitgehend im Bereich der Verbindung des Schenkels 8 mit den Armen 22 statt. Die Arme 22 biegen sich dort etwas nach oben. In der Verlängerung der Einschnitte 23 zwischen dem Schenkel 8 und den Armen 22 mag sich das Federblech etwas verwinden und inso­ fern auch Torsionsfeder sein.

Bei der Blattfeder nach Fig. 8 und 9 ist der obere Schenkel 9 nicht am Ende des unteren Schenkels 8 von diesem abgewinkelt, sondern er ist in dem Schenkel 8 als Zunge gestanzt und aus ihm herausgewinkelt. Auch hier drückt sich schon aufgrund der unterschiedlichen Hebelarmlängen zuerst der untere Schenkel 8 und dann erst der obere Schenkel 9 nieder.

Die Zeichnungen sind, wie gesagt, nur schematisch.

Für die nicht dargestellten Verbindungen zwischen dem Gehäuse 2 und der Platine 1 bestehen verschiedene Möglichkeiten. Auch sonst sind vielerlei Abwandlungen denkbar. Die Steckverbin­ dung durch die Aufkantung 6 und die Tasche 5 könnte statt an einem Gehäuse an einem sonstigen Rahmen- oder an einem Basis­ teil eingerichtet sein. Statt des kapazitiven Schalters kommen auch induktive sowie Kontakt-Schalter in Frage. Immer aber er­ laubt die zweiteilige Feder trotz ihrer vorteilhaften Eigen­ schaften im Gebrauch eine einfache Gestaltung und Montage.

Claims (10)

1. Druckschalter, insbesondere als Taste einer Tastatur, der einen gegen die Kraft einer Feder (7) einzudrückenden, ein Schaltorgan (8, 13) betätigenden Stößel (4), aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) zweiteilig derart ausgebildet ist, daß ihr einer Teil (8) beim Eindrücken des Stößels (4) bis zur Betätigung des Schaltorgans (8, 13) und ihr anderer Teil (9) bei weitergehendem Eindrücken des Stößels (4) beansprucht wird.

2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte andere Teile (9) eine steilere Federkenn­ linie als der genannte eine Teil (8) aufweist oder von diesem durch eine, mittels einer Einprägung in der Feder erzeugte, Spitze in der Federkennlinie getrennt ist.

3. Druckschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) als zweischenklige Biegefeder mit einem, den genannten einen Teil bildenden, vorzugsweise längeren, unteren Schenkel (8) und einem von diesem abgewinkelten, den genannten anderen Teil bildenden, vorzugsweise kurzeren, oberen Schenkel (9) ausgebildet ist, am Ende des unteren Schenkels (8) gehalten ist und am Ende des oberen Schenkels (9) an dem Stößel (4) anliegt.

4. Druckschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) durch eine Steck-Einfassung (5, 6) ihres Endes oder durch eine zurückgewinkelte, vorzugsweise zwei­ armige, Abstützung (22) gehalten ist.

5. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Blattfeder (7) ist, vorzugsweise von die gewünschte Federkennlinie mitgestaltender, wechselnder Breite.

6. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan mittels des genannten einen Teils (8) der Feder (7), insbesondere eines unteren Schenkels (8) nach Anspruch 3, betätigt ist.

7. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte eine Teil (8) der Feder (7), insbesondere ein unterer Schenkel (8) nach Anspruch 3, zugleich bewegter Bestandteil des Schaltorgans (8, 13) ist.

8. Druckschalter nach den Ansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan ein kapazitiver Schalter ist, dessen kapazitätsverändernder, bewegter Bestandteil durch einen flächigen Abschnitt des Federblatts gebildet wird.

9. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als elektrische Verbindung benutzt und mehr­ fach in dem Druckschalter angeordnet ist.

10. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder, vorzugsweise an den Enden ihrer genannten Schenkel, Fortsetzungen als elektrische Leitungen (18; 19) aufweist.