DE3737119A1 - Kurzhubdrucktaster - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kurz­ hubdrucktaster, bei welchem ein scheibenförmiges Tastelement auf ein elastisches Kontaktorgan einwirkt, das über einen kurzen Hubweg mittelbar oder unmittelbar gegen ein Gegenkontaktorgan federnd eindrückbar ist und dabei die Pole eines getrennten Stromkreises miteinander verbindet.

Solche Kurzhubdrucktaster sind im Prinzip be­ kannt und werden insbesondere in diesem Jahr­ zehnt unter verschiedenen Bezeichnungen auf den Markt gebracht. Das Grundprinzip ist in der DE-GM 79 02 331 "Flächenfolienschalter" und der DE-OS 31 33 779 "Folientastenschalter" be­ schrieben: auf einer elastischen Folie und ei­ ner unelastischen Gegenplatte sind Kontaktfelder und Anschlußleiter aufgedrückt; Folie und Gegen­ platte sind durch einen Abstandsring räumlich voneinander getrennt und je mit einem Pol eines Stromkreises verbunden. Drückt man die elasti­ sche Folie gegen die Gegenplatte heran, erfolgt eine Schaltung, hört der Druck auf, kehrt die elastische Folie in ihre Ausgangsstellung zu­ rück.

Diese scheinbar einfache Technik bringt in der Praxis eine Reihe von Problemen, insbesondere für solche Kurzhubdruckschalter, die im Freien der Einwirkung von Wind und Wetter ausgesetzt sind. Der Luftraum zwischen Tastfolie und Gegen­ schaltelement muß hermetisch abgeschlossen sein, damit Feuchtigkeit und Staub nicht eindringen können; der Luftdruck in diesem Raum ist dement­ sprechend temperaturabhängig. Da von Schaltein­ richtungen im Freien allgemein verlangt wird, daß sie im Temperaturbereich -30°C bis +80°C funktionstüchtig sein müssen, werden von dem Be­ nutzer bei verschiedenen Temperaturen sehr unter­ schiedliche Tastdrücke verlangt, um die Schaltung zuverlässig zustande zu bringen. Jedoch ist es von erheblicher Bedeutung, daß der erforderliche Schaltdruck möglichst gleichbleibend ist, weil der Benutzer gerade bei solchen Schaltern nur dann weiß, ob die Schaltung erfolgt ist, wenn er das Ergebnis sieht. Auch sind die Fingerkräfte von Kindern und alten Menschen naturgemäß schwä­ cher, so daß bei der Schaltung öffentlicher Ob­ jekte, wie Bahn- und Omnibustüren, Verkehrsampeln, Aufzügen usw. nur ein geringer Schaltdruck ge­ nügen muß. Wenn z. B. ein Kind einige Male ver­ gebens versucht hat, eine Fußgänger-Verkehrsam­ pel einzuschalten, wird es ohne "Grün" über die Straße laufen - mit allen bekannten Folgen.

Diesen Übelstand will der Erfinder zu der OS 29 03 898 dadurch beseitigen, daß sein Ta­ stenschalter einen Schalthub besitzt, der größer ist als der zwischen Tastfolie und Gegenplatte befindliche Isolierzwischenring dick ist. Zu diesem Zweck versieht er die Gegenplatte mit einer zentralen Ausnehmung, grenzt jedoch damit die Fläche erheblich ein, auf welcher der Be­ nutzer wirksam einen Schaltdruck ausüben kann. Dieses Manko ist sehr wesentlich, denn gerade bei den zu schaltenden öffentlichen Objekten muß verlangt werden, daß der Benutzer nicht lange hinsehen und überlegen muß, bevor er schaltet, ganz abgesehen davon, daß Kinder und alte Menschen nicht immer zielsicher nach dem Schalter greifen. Zudem bedeutet ein größerer Schalthubweg zwangsläufig einen größeren Luft­ raum mit temperaturbedingt größeren Schaltdruck­ unterschieden.

Die anfangs im Prinzip beschriebenen Flächen­ folienschalter sind nicht immer schaltsicher, z. B. wenn Verunreinigungen wie Staubkörper u. dgl. zwischen die Schaltflächen geraten. Um eine sichere Schaltung zu erreichen, sieht die DE-OS 29 29 574 "Tastschalteranordnung" als Schalt­ pole Metallscheiben vor, die von einer mit Aus­ nehmungen versehenen Abstandsfolie getrennt sind. Die obere (äußere) Metallfolie ist mit einer elastischen isolierenden Tastfolie abge­ deckt. Drückt man auf diese Tastfolie, wird die mit einer besonderen Flächenstruktur versehene obere Metallfolie im Bereich der Ausnehmungen gegen die untere Metallfolie herangedrückt und betätigt die Schaltung.

Auch diese Schaltung ist nur dann sicher, wenn der Fingerdruck des Benutzers in oder zumindest in der Nähe einer Ausnehmung erfolgt. Die Er­ findung ändert auch nichts daran, daß die er­ forderliche Fingerdruckstärke temperaturab­ hängig ist, denn der Luftraum zwischen den Fo­ lien muß aus den schon eingangs erwähnten Grün­ den hermetisch eingeschlossen sein.

Ein ähnlicher Gedanke liegt der DE-GM 81 32 645 "Flachschalttastatur" zugrunde, mit den gleichen Nachteilen, aber auch mit dem angeblichen Vor­ teil, daß das Einknicken des an der oberen Tast­ folie ausgebildeten konkaven Doms mit einem Knackgeräusch verbunden ist, das dem Benutzer melden soll, daß die Schaltung erfolgt ist. Je­ doch kann der Dom sehr gut knacken, ohne das überhaupt geschaltet wird. Weiterhin meint der Erfinder, daß die Anordnung von einer Mehrzahl kleiner Schalträume eine Sicherheit gegen das Eindringen von kleinen Fremdkörpern wie Staub­ körnchen u. ä. bildet. Diese Ansicht dürfte sehr kühn sein.

Die DE-PS 29 02 769 beschreibt einen Druck­ tastenschalter, der aus einer umgebogenen iso­ lierenden Folie besteht, an dessen gegeneinan­ der gekehrten und durch Zwischenschichten von­ einander getrennten Innenflächen die Pole zum Schalten des Stromkreises angeordnet sind. Die nach oben (außen) gekehrte Seite der Gesamt­ folie ist mit einem flachen Dom ausgebildet, unter dem der obere Pol befestigt ist. Um den Schalter zu betätigen, muß der Dom eingedrückt, also aus einer konvexen Position in eine kon­ kave versetzt werden. Dieses erfordert relativ viel Fingerdruck, wirkt ermüdend auf das Folien­ material und ändert nichts an der Tatsache, daß in dem relativ großen Luftraum zwischen den Folienflügeln Temperaturunterschiede erhebliche Druckunterschiede verursachen.

Die Vorveröffentlichung weist auf einen Umstand hin, der bisher von keinem anderen Erfinder be­ achtet wurde: selbst im geschlossenen Luftraum korrodieren metallische Polflächen mit der Zeit und verlieren an Leitfähigkeit. Der Erfinder zu der DE-PS 29 02 769 meint, diesen Nachteil über­ wunden zu haben, indem die Polflächen durch die Einknickbewegung des Dornes seitlich eine schleifende Bewegung aneinander ausführen. Ob das nun zu einer Selbstreinigung führt, wie der Erfinder meint, kann dahinstehen; jedenfalls ist auf einen wichtigen Umstand hingewiesen worden.

Die neueste und zugleich die fortschrittlichste Vorveröffentlichung ist die DE-OS 33 38 810 "Tastdruck-Initiator". Auch sie geht von der Lehre der eingangs zitierten DE-GM 79 02 331 aus und hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Tastschalter zu schaffen, der bei kurzem Schalt­ weg, also bei großer Empfindlichkeit des Schalt­ organs, eine entsprechend schwingungsarme Ein­ bettung des Schalters zu gestalten. Dieses ist mittels einer besonderen Einbettung der Schalt­ organe gut gelungen, weist jedoch den Nachteil auf, daß die Tastfläche, die zwischen einem am Gehäuse befestigten Klemmring und dem Gehäuse selbst eingeklemmt ist, durch die elastische Ab­ federung des Gehäuses lateralen Verschiebungsim­ pulsen und entsprechenden Undichtigkeiten an den Rändern ausgesetzt ist. Zudem ist der zwischen der Druckfolie und der Gegenfolie befindliche Luftraum hermetisch eingeschlossen; der für eine Schaltung erforderliche Fingerdruck des Benut­ zers ist daher in hohem Maße temperaturabhängig. Schließlich weist der Tastdruck-Initiator durch die transparente Tastfläche eine Leuchtdiode auf, die signalisiert, daß das Schaltorgan be­ triebsbereit ist; dieses war allerdings schon damals durch die DE-OS 31 33 779 bekannt.

Trotz der insbesonders fertigungstechnisch gut durchdachten Konstruktion stellt auch der Tast­ druck-Initiator keine befriedigende Ausführung eines Kurzhubdrucktasters dar. Wie alle anderen hier zitierten Erfindungen ist er lediglich nur eine bruchstückweise Verbesserung des DE-GM 79 02 331, weit entfernt von einem optimalen Kurzhubdrucktaster.

Zu einem solchen müssen sämtliche in der Folge aufgelisteten Forderungen gestellt werden:

• a) der zu einer zuverlässigen Schaltung er­ forderliche Schaltdruck muß niedrig (Kinder) und temperaturunabhängig sein,
• b) der Schalthubweg muß kurz sein, jedoch durch Flattern, Schwingungen am Haltergegenstand o. ä. nicht überbrückbar sein,
• c) die Schaltung muß auch zuverlässig erfolgen, wenn der Tastdruck des Benutzers exzentrisch auf der elastischen Tastscheibe (in der Folge: "Tastelement" benannt) erfolgt,
• d) der Schalthubweg muß einstellbar sein, damit man mit einer einzigen Ausführungsform des Kurzhubdrucktasters sämtliche einschlägigen Schaltungswünsche erfüllen kann,
• e) der zwischen Tastelement und Gegenkontakt­ element befindliche Luftraum soll hermetisch eingeschlossen sein, jedoch mit einer Druck­ ausgleichseinrichtung versehen sein, die den Luftdruck im Luftraum bei allen in Frage kom­ menden Temperaturen (-30° bis +80°C) aus­ gleicht,
• f) das Tastelement muß derart am Tastergehäuse angeordnet sein, daß weder schwere Erschüt­ terungen noch Gewalt (Brechwerkzeuge natür­ lich ausgeschlossen) den Weg in das Schalter­ innere öffnen könnten,
• g) das Tastelement soll von den Kontakt- und Gegenkontaktorganen galvanisch getrennt sein,
• h) neben hinter dem transparenten Tastelement angeordneten Leuchtdioden zum Signalisieren der Betriebsbereitschaft soll eine anders­ farbige Leuchtdiode zum Signalisieren der Nicht-Betriebsbereitschaft angeordnet sein,
• i) und schließlich dürfen die kontaktschließen­ den Teile auch bei tiefen Frosttemperaturen nicht festfrieren können (ein Hauptproblem bei allen bisher bekannten Schaltern).

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, einen Kurzhubdrucktaster zu schaffen, der bei einem vergleichsweise geringen technischen Aufwand die beschriebenen Mängel an den bekannten Tast­ schaltern beseitigt und sämtliche hier aufge­ stellten Grundforderungen erfüllt.

Diese Erfindungsaufgabe wird mit den in den Ansprüchen beschriebenen technischen Mitteln ge­ löst:

Nach Anspruch 1 ist kontaktseitig am elastischen Tastelement eine Zentralverstärkung ausgebildet, an welcher eine biegeelastische Kontaktscheibe aus leitfähigem Material (z. B. Metall) achs­ gleich befestigt ist, die sich von der Zentral­ verstärkung ab radial nach auswärts hin Abstand von der Ebene des Tastelements hält. Mit dieser Konstruktion ist die galvanische Trennung des Tastelements von den stromführenden Teilen ge­ währleistet.

Die Kontaktscheibe befindet sich in einem kur­ zen Abstand über einer Mehrzahl von Polpaaren des zu schließenden Stromkreises. Die Polpaare bilden mit ihren Polenden eine Ebene, die in der Neutrallage des Tastelements parallel zu der Ebene der Kontaktscheibe verläuft. Bei einem exzentrischen Tastendruck werden stets mindestens ein Polpaar von der Kontaktscheibe berührt und der Stromkreis geschlossen.

Nach Anspruch 2 kann achsgleich an der Zentral­ verstärkung ein Befestigungszapfen ausgebildet sein, auf welchen die ringförmig gestaltete biegeelastische Kontaktscheibe aufgesteckt und mittels einer anschließend aufgesteckten, am Zapfen befestigbaren Befestigungshülse am Tast­ element eingeklemmt ist.

Die Ansprüche 3, 4 und 5 beschreiben eine bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung, in welcher die der biegeelastischen Kontaktscheibe zuge­ wandten Polenden der als Kontaktleiter ausge­ bildeten Polpaare kreisförmig um die Hochachse der Kontaktscheibe derart angeordnet sind, daß im Uhrzeigersinn reihenweise nacheinander Plus­ pole auf Minuspole folgen, wobei die an den Polenden zugespitzten Kontaktleiter in nach Zylindermantellinien ausgerichteten Längsnuten eines zylindrischen, in die zylinderförmige Ausnehmung des Tastgehäuses bzw. in einen in dieses eingebrachten Formring einschiebbaren Kontaktträger angeordnet sind. Das Ein­ drücken des elastischen Tastelements und damit verbundene Herunterdrücken der Kontaktscheibe führt zu einer Mehrzahl von Punktkontakten, die auch beim Vorhandensein von evtl. Fremdkörpern zuverlässig schließen und zudem bei der Schräg­ stellung der Kontaktscheibe gegenüber der Pol­ endenebene eine Selbstreinigung der Kontaktor­ gane herbeiführen. Die Justierung des Schaltab­ stands, also des Schalthubweges, erfolgt durch eine längsaxiale Verschiebung des Kontaktträ­ gers im Formring, wobei sowohl der Kontaktträger als auch der Formring mit Gewinde versehen sein können (Ansprüche 5 und 6).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das elastische Tastelement in einem Stück mit dem Tastergehäuse gefertigt (Anspruch 7) und der zwischen dem elastischen Tastelement einerseits und dem als Gegenkontaktorgan dienen­ den Kontaktträger andererseits befindliche, an­ sonsten hermetisch eingeschlossene Luftraum mit einem hochelastischen, in einem Hohlraum des Tastergehäuses hineinragenden Druckausgleichs­ schlauch verbunden, dessen dem Luftraum abge­ wandtes Ende verschlossen ist (Anspruch 8). Durch diese Maßnahme ist es erstens nur mittels Brechgewalt möglich, einen Zugang zum Tastraum und Luftraum zu schaffen; Erschütterungen jeder Art sind dazu nicht imstande. Zum anderen bleibt der Luftdruck zwischen Tastelement und Kontakt­ träger bei allen in Frage kommenden Temperaturen (-30°C bis +80°C) konstant.

Schließlich beschreibt Anspruch 9 die Anordnung von Funktionsbereitschaftssignalen, indem hinter dem transparenten Tastelement neben Leuchtdioden als Signale der Funktionsbereitschaft auch eine andersfarbige Leuchtdiode als Signal der Nicht- Funktionsbereitschaft angeordnet sein kann.

Zusammenfassend ist ersichtlich, daß eine An­ wendung der in den Ansprüchen 1 bis 9 beschrie­ benen technischen Lehren sämtliche für die Er­ stellung eines optimal wirksamen Kurzhubdruck­ tasters zu erfüllenden Forderungen a) bis h) Rechnung getragen ist. Die Mehrpunkt-Schaltung, die durch Berührung einer Mehrzahl von Pol­ endenspitzen durch die gemeinsame Kontaktschei­ be zustande kommt, ist hierbei für die Präzi­ sion der Schaltung und für die Schaltsicher­ heit von besonderer Bedeutung.

Die in den Ansprüchen 1, 4 und 5 beschriebene Gestaltung der kontaktschließenden Teile Kontakt­ scheibe-Kontaktleiter und des Kontaktträgers (Gegentastorgans) stellt im Zusammenwirken mit dem im Anspruch 8 dargestellten Druckausgleich im hermetisch eingeschlossenen Luftraum sicher, daß die kontaktschließenden Teile nicht fest­ frieren können.

Ausführungsbeispiel

Anhand von Zeichnungen wird in der Folge ein Ausführungsbeispiel dargestellt und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kurzhubdruck­ taster in einem Querschnitt (Seiten­ ansicht),

Fig. 2 einen Kontaktträger mit Kontaktleitern und Stromlitzen, schematisch und von unten (in Richtung nach dem Tast­ element) gesehen,

Fig. 3 den Schnitt A-A der Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des er­ findungsgemäßen Schaltelements des Kurzhubdrucktasters in dessen Neutral­ stellung (also ohne Einwirkung eines Tastdrucks), in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab,

Fig. 5 das Schaltelement Fig. 4 während der Ausübung eines zentral wirkenden Tast­ drucks; alle Polenden werden paarweise miteinander verbunden und

Fig. 6 das Schaltelement Fig. 4 bei der Ein­ wirkung eines exzentrisch aufgebrachten Tastdrucks; hier werden mindestens zwei nebeneinander befindliche Polenden mit­ einander verbunden.

Das Tastelement 1 des Kurzhubdrucktasters ist in einem Stück mit dem aus einem geeigneten isolierenden Kunstharz, z. B. Polycarbonat, be­ stehenden Tastergehäuses gegossen. Damit ist eine absolute Luft- und Feuchtigkeitsabdich­ tung des Schaltraumes sowie eine bisher nicht bekannte Stabilität des Tastelements 1 er­ reicht. Eine Trennung des Tastelements 1 bzw. eine in das Tasterinnere führende Öffnung kann nur mit Brech- oder Bohrwerkzeugen erfol­ gen, nicht aber durch selbst schwerste Er­ schütterungen.

Das Tastergehäuse 2 ist über einen Gummi­ dichtring 3 an der Wand 4 des Drucktaster­ trägers befestigt.

Am Zentralteil des Tastelements 1 ist eine Ver­ stärkung 5 mit einem Zapfen 6 ausgebildet. Auf diesen Zapfen 6 ist eine biegeelastische Kon­ taktscheibe 7 aus Berylliumbronze (hochleit­ fähig und federelastisch) aufgesteckt und mit­ tels einer kegelstumpfförmigen Befestigungs­ hülse 8 aus Kunstharz an der Verstärkung 5 fest­ geklemmt; die Befestigungshülse 8 ist mit einem Kleber 9 am Zapfen 6 verankert. Von der Ver­ stärkung 5 radial auswärts weist die Kontakt­ scheibe 7 einen Abstand 10 zu der Innenseite des Tastelements 1 auf.

In das Tastergehäuse 2 ist gleichaxial mit dem Tastelement 1 ein Formring 11 aus Kunstharz ein­ gesteckt, in welchen eine Rundnut 12 ausgear­ beitet ist. In der zylinderförmigen Ringöffnung des Formringes 11 ist zentral ein zylindrischer Kontaktträger 13, ebenfalls aus Kunstharz, bei enger Passung eingeschoben, der in acht an sei­ nem Umfang eingearbeiteten, nach Zylindermantel­ linien ausgerichteten Nutgängen angeordneten, wie die Kontaktscheibe 7 aus Berylliumbronze gefertigten Kontaktleitern 14, 15 trägt, vgl. Fig. 3. Am tastelementseitigen Ende des Kon­ taktträgers 13 ist eine Stufe ausgebildet, aus welcher die Kontaktleiter 14, 15 herausragen. Jeder Kontaktleiter 14, 15 zeigt mit je einer Kontaktspitze auf die Unterseite der biegeela­ stischen Kontaktscheibe 7 und hält in der Neu­ trallage des Tastelements 1 einen geringfügig kürzeren Abstand zu der Kontaktscheibe 7 als die Oberfläche des Kontaktträgers 13.

Zentral um die Hochachse des Zapfens 6 weist der Kontaktträger 13 eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 16 auf, deren Umfang etwas größer ist als derjenige der in sie eintauchenden Befestigungshülse 8. In der Neutrallage des Tastelements 1 befindet sich die kleinere Ke­ gelstumpffläche der Befestigungshülse 8 in ei­ nem geringfügig größeren Abstand von dem Boden der Ausnehmung 16 als die biegeelastische Kon­ taktscheibe 7 zu den Spitzen der Kontaktleiter 14, 15.

Die acht Kontaktleiter 14, 15 stellen vier positive und vier negative Polenden dar. In Uhrzeigerrichtung folgt stets ein positiver Pol 14 auf einen negativen Pol 15, vgl. Fig. 2. Alle Kontaktleiter 14, 15 sind mit ihren von den Spitzen abgewandten Teilen in einer Leiter­ platte 17 verankert, in welcher die Stromlitzen 18, 19 angebracht sind, vgl. Fig. 1 und 2. Zwischen dem Formring 11 und der Leiterplatte 17 befindet sich die elektronische Verteilerein­ richtung (nicht gezeichnet). Die Stromversorgung erfolgt über Anschlußleitungen 20 von einem Stecker 21.

Im Formring 11 befindet sich eine Bohrung 22, die über eine Dichtung 23 in einen hochelasti­ schen Druckausgleichschlauch 24 mündet, dessen anderes Ende 25 verschlossen ist. Der Druckaus­ gleichsschlauch 24 dient dazu, Druckunterschiede, die im Luftraum 26 zwischen dem Tastelement 1 und der Kontaktscheibe 7 sowie in dem anschließen­ den Luftraum 27 zwischen dem Kontaktträgerelement 13 und dem Formring 11 infolge von Temperatur­ unterschieden entstehen, auszugleichen, so daß innerhalb der zwischen den für solche Druck­ taster vorgesehenen Temperaturgrenzen -30°C bis +80°C der Luftdruck in den Lufträumen 26, 27 stets konstant bleibt, daß also der zum Auf­ lösen einer Schaltung erforderliche Fingerdruck ebenfalls immer gleich ist.

Am Boden der Rundnut 12 im Formring 11 sind im Winkelabstand von jeweils 120° drei Bohrungen eingearbeitet, die jedoch das Material des Formringes 11 nicht durchdringen, sondern eine dünne (transparente) Decke zurücklassen. In die­ sen Bohrungen sind drei Leuchtdioden 28 ange­ ordnet, die mit Strom von der Leiterplatte 17 versorgt werden und als Signal der Betriebsbe­ reitschaft ständig, z. B. gelb oder grün, leuch­ ten. In einer vierten, zwischen zwei der Leucht­ dioden-Bohrungen befindlichen gleichen Bohrung ist eine rote Leuchtdiode 29 eingebracht, die derart geschaltet ist, daß sie nur dann leuch­ tet, wenn das Schaltelement nicht funktioniert. So braucht das Aufsichtspersonal nicht lange zu suchen, wenn irgendwo in einem Schaltsystem ein Drucktaster ausgefallen ist.

Diese Anordnung ist auf Fig. 3 ersichtlich, einen Schnitt durch den Kurzhubdrucktaster Fig. 1 in der Oberflächenebene des Formringes 11.

Das erfindungsgemäße Schaltelement funktio­ niert wie folgt:

• - In der Neutralstellung des Schaltelements (Fig. 4) befindet sich die biegeelastische Kontaktscheibe 7 um einen kurzen Schalthub­ weg über den Spitzen der acht Kontaktleiter 14, 15. Der Schalthubweg kann optimal kurz ge­ halten werden, weil wegen des Druckausgleichs­ schlauchs 24 der Luftdruck in den Lufträumen 26, 27 stets derselbe bleibt. Schwingungen zwischen dem Tastelement 1 und den sonstigen Gehäuseteilen (Formring 11 und Kontaktträger 13), die Schaltungen auslösen könnten, kommen nicht zustande, weil das Tastelement 1 einen integrierten Bestandteil des Schaltergehäuses 2 darstellt und mit diesen mitschwingt. Eigen­ schwingungen der Kontaktscheibe 7 sind dadurch abgebremst, daß lediglich ein relativ schmales Randgebiet der Kontaktscheibe sich frei zwi­ schen dem Tastelement 1 und den Kontaktleitern 14, 15 erstreckt.
• - Bei einem Fingerdruck in Richtung der Hochachse des Tastelements 1 (Hochachse des Zapfens 5) wird die biegeelastische Kontaktscheibe 7 gleichmäßig auf alle acht Kontaktleiter 14, 15 herangedrückt, vgl. Fig. 5. Der Boden der Be­ festigungshülse 7, der sich in der Neutrallage in einem Abstand geringfügig größer als der Schalthubweg s über dem Boden der Ausnehmung 16 befindet, liegt jetzt auf dem Boden auf und verhindert damit eine weitere Verschiebung bzw. Verformung der Kontaktscheibe 7.
• - Bei einem auf die Randzone des Tastelements 1 aufgebrachten Fingerdruck wird, wie auf Fig. 6 dargestellt, die Kontaktscheibe 7 min­ destens zwei Kontaktleiter 14, 15 berühren. Die mechanische Begrenzung durch die Auflage der Befestigungshülse 7 auf dem Boden der Ausnehmung 16 erfolgt wie oben beschrieben.

Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung von acht Kontaktleitern 14, 15 unter einer biegeela­ stischen Kontaktscheibe 7 hat sich in der Praxis als sehr günstig erwiesen. Der Winkelabstand 45° läßt jede Möglichkeit aus, daß bei einem Finger­ druck an welcher Stelle des Tastelements 1 auch immer nicht mindestens zwei Kontaktleiterspitzen 14, 15 von der Kontaktscheibe 7 berührt werden. In den meisten Fällen werden noch mehr Polpaare geschaltet werden. Diese Mehrpunktschaltung gibt selbst bei geringen Fingerdrücken - z. B. von Kindern - eine hohe Sicherheit für die Aus­ lösung einer Schaltung. Eine hinreichende Si­ cherheit für die Auslösung einer Schaltung kann jedoch auch schon bei sechs oder sogar bei nur vier Kontaktleitern 14, 15 gegeben sein. Ent­ scheidend hierfür ist ein entsprechendes Ver­ hältnis zwischen der Biegeelastizität der Kon­ taktscheibe 7 und dem Schalthub s (vgl. Fig. 4). Die Biegeelastizität hängt von der Stärke der Kontaktscheibe 7 ab; gestaltet man diese als Zungenfederscheibe mit sechs bzw. vier Feder­ zungen (nicht gezeichnet), kann bei gleicher Biegeelastizität und gleichem Schalthub s stär­ keres Federblech verwendet werden. Allerdings muß eine Zungenfederscheibe drehfest angeordnet sein.

Die sichere Schaltung mittels eines leichten und auch exzentrisch ausgerichteten Fingerdrucks auf das Tastelement 1 bedeutet keineswegs eine Gefahr, daß sich z. B. die Wagentür eines durch ein Waldstück fahrenden Eisenbahnwaggons oder eines Omnibusses unter der Einwirkung eines Astes unvermittelt öffnet, sowenig wie Betäti­ gung der Türen eines Fahrzeuges während eines Waschvorgangs vom Druck eines Spritzstrahls er­ folgen könnte, weil man in solchen Fällen sämt­ liche Türschlösser insgesamt und gesondert blockieren wird, schon um zu verhindern, daß z. B. Kinder während der Fahrt die Türen öffnen. Ein Kurzhubdrucktaster derart zu gestalten, daß er einerseits von jedermann, auch von alten Menschen und Kindern leicht betätigbar ist und andererseits auf den Schlag eines Astes oder eines harten Wasserstrahls nicht reagiert, ist eine technische Unmöglichkeit.

Es ist bei unterschiedlichen Verwendungszwecken von Bedeutung, das Schaltelement mit verschie­ denen Schalthüben s (vgl. Fig. 4) versehen zu können. Der für den betreffenden Fall passende Schalthub s wird dadurch eingestellt, daß der Kontaktträger 13 im Formring 11 verschoben wird. Die Passung des Elements 13 im Formring 11 ist zwar sehr eng, muß aber, um einen luft- und feuchtigkeitsdichten Abschluß sicherzustellen, versiegelt sein. Diese Versiegelung, die gleich­ zeitig den Schalthub s feststellt, erfolgt durch Aufbringung einer Klebemasse 30 in den offenen Raum zwischen den längeren Formring 11 und den kürzeren Kontaktträger 13 (vgl. Fig. 1), wobei die Klebemasse in die Nutgänge der Kontaktlei­ ter 14, 15 eindringt. Eine besonders leicht steuerbare Justierung des Schalthubs s kann da­ durch erfolgen, daß an dem vom Tastelement 1 abgewandten Teil des Kontaktträgers 13 und dem entsprechenden Teil der Innenwand des Form­ rings 11 ein feingängiges Gewinde 31 ausge­ arbeitet ist. Auch bei Verwendung eines Ge­ windes 31 muß nach der Justierung an der Unter­ seite vom Formring 11 und Kontaktträger 13 eine Versiegelung 30 aufgebracht werden.

Ein weiterer Vorteil des Systems Formring 11 - Kontaktträger 13 entsteht durch die Gestaltung einer den Luftraum 27 aufnehmenden Stufe am Kontaktträger 13. Sollte die in den schon kleinen Lufträumen 26, 27 naturgemäß stets vorhandene Luftfeuchtigkeit bei Temperaturwechsel kondensieren, werden sich die entsprechend sehr kleinen Wasser­ mengen im Luftraum 27 sammeln und bei tiefen Tem­ peraturen hier vereisen. An den Kontaktspitzen 14, 15 kann sich kein Eis bilden, sowenig wie an der Kontaktscheibe 7.

Liste der Bezugszeichen

1 Tastelement
2 Tastergehäuse
3 Gummidichtung am Schaltergehäuse 2
4 Wand des Drucktastenträgers
5 Zentralverstärkung am Tastelement 1
6 Zapfen an der Verstärkung 5
7 biegeelastische Kontaktscheibe
8 Befestigungshülse für 7
9 Kleber am Zapfen 6
10 Abstand Tastelement 1-Kontaktscheibe 7
11 Formring im Schaltergehäuse 1
12 Rundnut im Formring 11
13 Kontaktträger (Gegentastorgan)
14, 15 Kontaktleiter
16 kegelstumpfförmige Ausnehmung um 13
17 Leiterplatte
18 Stromlitze positiv
19 Stromlitze negativ
20 Anschlußleitungen
21 Stecker für Stromanschluß
22 Bohrung zum Druckausgleichsschlauch 24
23 Dichtung an der Bohrung 22
24 Druckausgleichsschlauch
25 verschlossenes Ende von 24
26 Luftraum am Tastelement 1
27 Luftraum am Kontaktträger 13
28 Leuchtdioden, Signal "Schalter funktionsbereit"
29 rote Leuchtdiode, Signal "Schalter funktioniert nicht"
30 Klebemasse an 11, 13
31 Gewinde an 11 und 13
s Schalthubweg

Claims (9)

1. Kurzhubdrucktaster, bei welchem ein scheiben­ förmiges Tastelement aus isolierendem Material auf ein elastisches Kontaktorgan einwirkt, das über einen kurzen Schalthubweg gegen ein Gegen­ kontaktorgan federnd eindrückbar ist und dabei die Pole eines getrennten Stromkreises mitein­ ander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß kontaktseitig am elastischen Tastelement (1) eine Zentralver­ stärkung (5) ausgebildet ist, an welcher eine biegeelastische Kontaktscheibe (7) aus leit­ fähigem Material achsgleich befestigt ist, die vom Rande der Zentralverstärkung (5) ab radial nach auswärts hin Abstand von der Ebene des Tastelements (1) hält und sich dabei in einem kurzen Abstand über einer Mehrzahl von Pol­ paaren (14, 15) des zu schließenden Stromkreises befindet, wobei die Polenden der Polpaare (14, 15) eine Ebene bilden, die in der Neutrallage des Tastelements (1) parallel zu der Ebene der Kontaktscheibe (7) verläuft.

2. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zentralverstärkung (5) achsgleich ein Zapfen (6) ausgebildet ist, auf welchen die ringförmig gestaltete biege­ elastische Kontaktscheibe (7) aufgesteckt und mittels einer anschließend aufgesteckten, am Zapfen (5) befestigbaren Befestigungshülse (8) am Tastelement (1) festgeklemmt ist.

3. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der biegeelastischen Kontaktscheibe (7) zugewandten Polenden der Polpaare (14, 15) kreisförmig um die Hochachse der biegeelastischen Kontaktscheibe (7) der­ art angeordnet sind, daß im Uhrzeigersinn reihenweise nacheinander Pluspole (14) auf Minuspole (15) folgen.

4. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polpaare (14, 15) als an den Polenden zugespitzte Kontaktleiter (14, 15) ausgebildet sind, die in nach Zylin­ dermantellinien ausgerichteten Längsnuten eines zylinderförmigen, in eine zylindrische Zentralausnehmung des Tastergehäuses (2) einschiebbaren Kontaktträger (13) angeordnet sind.

5. Kurzhubdrucktaster nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die zylin­ drische Zentralausnehmung des Tastergehäuses (2) ein Formring (11) eingebracht ist, der den justierbar einschiebbaren Kontaktträger (13) aufnimmt.

6. Kurzhubdrucktaster nach Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Kontaktträger (13) und den oberen Teilen der Kontaktleiter (14, 15) ein Luftraum (27) be­ findet.

7. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Tastele­ ment (1) in einem Stück mit dem Tastergehäuse (2) gefertigt ist.

8. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem elasti­ schen Tastelement (1) einerseits und dem als Gegenkontaktorgan dienenden Kontaktträger (13) andererseits befindliche, ansonsten her­ metisch eingeschlossene Luftraum (26, 27) mit einem hochelastischen, in einem Hohlraum des Tastergehäuses (2) hineinragenden Druckaus­ gleichsschlauch (24) verbunden ist, dessen dem Luftraum (26, 27) abgewandtes Ende (25) ver­ schlossen ist.

9. Kurzhubdrucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem transparenten Tastelement (1) außer Leuchtdioden (28) als Signale der Funktionsbereitschaft auch eine andersfarbige Leuchtdiode (29) als Signal der Nicht-Funktionsbereitschaft angeordnet ist.