DE3713775C2 - Tastenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tastenschalter mit zumindest einem in einem Sockel feststehenden Kontaktstück und zumindest einem U-förmig gebogenen Kontaktgeber, dessen kontaktseitiges freies Kontaktende mittels einer Gleitnocke eines gegen den Druck einer Schraubendruckfeder verschiebbaren Tastenstößels von einer Schaltlage in eine andere Schaltlage verschwenkbar ist, wobei der vom freien Kontaktende beaufschlagte Gleitnocken einen unteren, parallel zum Tastenweg verlaufenden, geradlinigen ersten Abschnitt und eine daran anschließende Schaltschräge hat.

Ein derartiger Tastenschalter ist durch die DE 32 29 465 A1 bekannt und findet für Eingabeetastaturen von elektronischen Anlagen sowie Schreibtastaturen Verwendung. Um einen fühlbaren Druckpunkt unmittelbar vor dem Schließen des Kontaktes vorzusehen, ist der Tastenstößel zweiteilig ausgeführt, so daß beim Betätigen des Tastenschalters zunächst der obere Teil gegen den unteren Teil und dann erst beide Teile zusammen gegen den Druck einer Schraubenfeder verschoben werden. Da der untere Teil des Tastenstößels die Gleitnocke trägt, ergibt sich während der Verschiebung des oberen Teils eine Vorlaufstrecke mit verhältnismäßig geringem Betätigungsdruck, der sich ab dem Moment der gemeinsamen Verschiebung beider Stößelteile wesentlich vergrößert und somit den gewünschten fühlbaren Druckpunkt vor der Kontaktgabe bewirkt. Dieser Tastenschalter ist verhältnismäßig aufwendig wegen des zweiteiligen Tastenstößels.

Durch die DE 29 43 855 A1 ist ein Tastenschalter bekannt, bei dem ein einteiliger eine Gleitnocke tragender Tastenstößel Verwendung findet. Diese Gleitnocke hat einen parallel zum Tastenweg verlaufenden geradlinigen Abschnitt und einen sich daran anschließenden Höcker. Beim Betätigen des Tastenschalters gleitet der Kontaktgeber an dem geradlinigen Abschnitt entlang, wobei die Betätigungskraft in Abhängigkeit vom Betätigungsweg linear ansteigt, bis der Kontaktgeber über den Höcker hinweggleitet, um danach die Kontaktgabe zu bewirken. Mit Hilfe dieses Höckers kann ebenfalls ein fühlbarer Druckpunkt geschaffen werden, welcher jedoch bei den geringen geforderten Abmessungen des Tastenschalters nicht ausreichend spürbar ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter zu schaffen, bei dem trotz des geringen üblichen Tastenhubs ein größerer fühlbarer Druckpunkt bewirkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleitnocken eine höckerartige Erhebung hat und daß zwischen dem geradlinigen ersten Abschnitt und der höckerartigen Erhebung des Gleitnockens ein in Richtung der Schaltschräge geneigt verlaufender zweiter Abschnitt ausgebildet ist.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei der Betätigung des Tastenstößels während das freie Ende des Kontaktgebers über den geneigt verlaufenden zweiten Abschnitt gleitet, die Betätigungskraft in Abhängigkeit vom Weg kaum noch zunimmt, ja sogar geringfügig zurückgeht, wodurch man erreicht, daß beim anschließenden Verschieben des freien Endes des Kontaktgebers über die höckerartige Erhebung der Druckpunkt wesentlich stärker wahrgenommen wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der zweite Abschnitt unter einem Winkel α von 10 Grad bis 20 Grad zur Richtung des Tastenweges verläuft und daß sich der Anstieg der höckerartigen Erhebung unter einem Winkel β von 60 Grad bis 80 Grad quer zur Richtung des Tastenweges anschließt. Es ist auch vorgesehen, daß der höckerartige Anstieg leicht gekrümmt ist, wobei der Krümmungsradius zur Höckerspitze hin zunimmt.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand eines auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Teilschnittdarstellung, aus welcher die Lage des Tastenstößels für unterschiedliche Positionen auf der rechten und linken Seite hervorgeht;

Fig. 2 einen Teilschnitt, der die Gleitnocke zeigt;

Fig. 3 ein Kraft-Weg-Diagramm.

Der in Fig. 1 dargestellte Tastenschalter besteht aus einem Sockel 10, welcher mit einem Deckel 11 verschlossen ist.

Im Inneren des Tastenschalters ist ein Tastenstößel 12 verschiebbar gehaltert. Auf der Unterseite des Tastenstößels 12 ist ein Führungszapfen 14 angebracht, welcher in eine Führungshülse 15 eingreift, die im Zentrumsbereich des Sockels 10 nach oben stehend ausgebildet ist. Diese Führungshülse 15 dient gleichzeitig als Haltezapfen für eine Schraubendruckfeder 16, welche auf die Führungshülse aufge­ schoben ist und mit ihrem oberen Ende an der Unterseite einer Deckplatte 17 des Tastenstößels 12 anliegt. Mit Hilfe der Führungshülse 15 wird einerseits der Tastenstößel 12 während der Betätigung des Tastenschalters geführt und gleichzeitig die Schraubendruckfeder 16 gegen eine seitliche Verschiebung gesichert.

In den Sockel 10 sind zumindest ein Kontaktgeber 20 und ein Kontaktstück 21 eingesetzt. Der Kontaktgeber 20 besteht aus einem U-förmig gebogenen Kontaktfe­ dermaterial und trägt am Ende des einen Schenkels eine Lötfahne 22, welche durch eine entsprechende Öffnung im Boden des Sockels 10 gesteckt ist. Das freie Kontaktende 23 des anderen Schenkels des U-förmig gebogenen Kontaktgebers 20 liegt im Inneren des Sockels 10 dem Kontaktstück 21 gegenüber, welches ebenfalls in den Sockel eingesetzt ist und mit einer Lötfahne 24 nach unten aus dem Sockel herausragt.

Der Kontaktgeber 20 ist derart vorgespannt, daß die am Kontaktstück 21 und am Kontaktende 23 angebrachten Kreuzschienenkontakte 25 aufeinander aufliegen, wenn der Kontaktgeber nicht durch eine Gleitnocke 30 am Tastenstößel 12 abgehoben ist. Der geschlossene Kontakt ist in Fig. 1 auf der linken Seite und der geöffnete Kontakt auf der rechten Seite dargestellt.

Der U-förmig gebogene Kontaktgeber 20 ragt mit seinem Basisteil in eine Ausnehmung 27 im Deckel 11. Der U-förmige, nach unten offene Kontaktgeber 20 kann somit ohne, daß die Lage der Kontaktebene, d. h. der Kreuzschienenkontakte 25 geändert werden muß, in einem gewissen Bereich bezüglich der Federsteifigkeit variiert werden, indem nämlich der in die Ausnehmung 27 ragende Basisteil kürzer oder länger ausgebildet wird.

Der Kontaktgeber ist am kontaktseitigen freien Kontaktende 23 abgekantet, wodurch man eine Gleitkante 25 erhält, die am Gleitnocken 30 des Tastenstößels 12 aufliegt und bei der Betätigung des Tastenstößels an dieser entlanggleitet. Der Gleitnocken 30 ist in besonderer Weise ausgeführt, um das gewünschte ausgeprägte Druckpunktgefühl bei der Betätigung des Tastenschalters zu erhalten. Der Verlauf des Gleitnockens geht aus Fig. 2 im Detail hervor. Der untere, parallel zu dem mit einem Doppelpfeil gekennzeichneten Tastenweg verlaufende, geradlinige erste Abschnitt 35 ist derjenige Teil des Gleitnockens 30, auf welchem die Gleitkante 28 des Kontaktgebers 20 in der Ruhelage des Tastenschalters aufliegt. An diesen ersten Abschnitt 35 schließt ein zweiter, geneigt verlaufender Abschnitt 36 an, der unter einem Winkel α von etwa 10 Grad bis etwa 20 Grad zur Richtung des Tastenweges geneigt verläuft. Die Neigung dieses zweiten Abschnittes ist derart ausgerichtet, daß bei der Verschiebung des Tastenstößels nach unten der Kontaktgeber 20 entspannt wird und damit mit einer wesentlich geringeren Reibung an dem zweiten Abschnitt entlanggleitet. Damit ergibt sich für diesen Teil des Tastenweges das Gefühl einer sich reduzierenden oder zumindest gleichbleibenden Betätigungskraft. Beim Auflaufen auf den höckerartigen Anstieg 37 des Tastennocken 30 nimmt die für die Betätigung des Tastenstößels erforderliche Kraft erheblich zu, so daß sich ein deutlich fühlbarer Druckpunkt einstellt. Nach dem Übersteigen der Höckerspitze 38 des Gleitnockens 30 verschiebt sich die Gleitkante 28 entlang der Schaltschräge 39 des Schaltnockens 30, wodurch die Betätigungskraft zurückgeht und die Kreuzschienenkontakte 25 mitein­ ander in Berührung kommen. Dadurch wird der Schalter geschlossen.

Auf Grund der abnehmenden Andruckkraft, mit welcher der Kontaktgeber 20 am zweiten Abschnitt 36 anliegt, wird das Gefühl des entstehenden Druckpunktes besonders spürbar, wenn die Andruckkraft durch die Verschiebung des Kontakt­ endes 23 über den höckerartigen Anstieg 37 zunimmt und damit eine erhöhte Betätigungskraft bis zur Verschiebung zur Höckerspitze 35 benötigt.

Bei der für einen Tastenschalter verwirklichten Ausführungsform ergab sich ein besonders deutliches Druckpunktgefühl für einen Gleitnocken 30, bei welchem der zweite Abschnitt 36 mit einem Winkel α von etwa 15 Grad zur Richtung des Tastenweges und der höckerartige Anstieg 37 unter einem Winkel β von etwa 75 Grad quer zur Richtung des Tastenweges verlaufen.

Für einen derart ausgestalteten Tastenschalter ist das Kraft-Weg-Diagramm in Fig. 3 dargestellt.

Daraus kann man entnehmen, daß man eine sehr geringe Anfangskraft mit andeutungsweise negativem Verlauf am Anfang der Betätigung des Tastenstößels erhält, die in einen steilen Anstieg der Betätigungskraft übergeht, wenn die Gleitkante über den höckerartigen Anstieg 37 bis zur Höckerspitze 38 verschoben wird. Hinter der Höckerspitze 38 erfolgt der gewünschte Kraftabfall und das Schließen des Kontaktes, wonach die Betätigungskraft wieder etwa linear bis zum Anschlag des Tastenstößels ansteigt.

Durch die Maßnahme der Erfindung erreicht man, daß man einen spürbaren Kraftanstieg unmittelbar vor der Kontaktgabe und damit den gewünschten Druck­ punkt erhält, wobei jedoch die Betätigungskraft, wenn der Gleitkontakt 28 die Höckerspitze 38 übersteigt, keineswegs größer als bei einer herkömmlichen Taste mit linearer Betätigungskennlinie ist. Durch die Erfindung wird somit ein sehr deutlich spürbarer Druckpunkt geschaffen, was bisher auf Grund der Grenzen der konstruk­ tiven Ausgestaltung der Druckfeder nicht möglich war.

Beim Loslassen des Tastenschalters nimmt die Betätigungskraft nahezu linear bis zum Rückschaltpunkt ab, wobei dieser Rückschaltpunkt gegenüber dem Schaltpunkt beim Betätigen des Tastenschalters geringfügig versetzt ist. Die dadurch entstehende Schalthysterese hat jedoch keinen negativen Einfluß.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die im einzelnen nicht dargestellt ist, kann darin bestehen, daß der höckerartige Anstieg 37 nicht geradlinig, sondern leicht gekrümmt ausgeführt wird, wobei der Krümmungsradius zur Höckerspitze hin zu nimmt.

Durch die Variation der Winkel α und β ergibt sich die Möglichkeit, den fühlbaren Druckpunkt je nach Wunsch stärker oder schwächer einzustellen, wobei auch die Länge des zweiten Abschnittes 36 und des höckerartigen Anstieges 37 bei einer Variation der Winkel α und β verändert werden kann.

Es ist offensichtlich, daß sich hieraus eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten für die Druckpunkteinstellung ergeben.

Claims (4)

1. Tastenschalter mit zumindest einem in einem Sockel feststehenden Kontaktstück und zumindest einem U-förmig gebogenen Kontaktgeber, dessen kontaktseitiges freies Kontaktende mittels einer Gleitnocke eines gegen den Druck einer Schraubendruckfeder verschiebbaren Tastenstößels von einer Schaltlage in eine andere Schaltlage verschwenkbar ist, wobei der vom freien Kontaktende beaufschlagte Gleitnocken einen unteren, parallel zum Tastenweg verlaufenden, geradlinigen ersten Abschnitt und eine daran anschließende Schaltschräge hat, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleitnocken (30) eine höckerartige Erhebung hat, und
daß zwischen dem geradlinigen ersten Abschnitt (35) und der höckerartigen Erhebung (37, 38) des Gleitnockens (30) ein in Richtung der Schaltschräge (39) geneigt verlaufender zweiter Abschnitt (36) ausgebildet ist.

2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (36) unter einem Winkel α von 10 Grad bis 20 Grad, vorzugsweise 15 Grad, zur Richtung des Tastenweges verläuft.

3. Tastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg (37) der höckerartigen Erhebung unter einem Winckel β von 60 Grad bis 80 Grad, vorzugsweise 75 Grad, quer zur Richtung des Tastenweges verläuft.

4. Tastenschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der höckerartige Anstieg (37) leicht gekrümmt ist, wobei der Krümmungsradius zur Höckerspitze (38) hin zunimmt.