DE3928650A1 - Elektrischer druckschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen von Hand betätigbaren sowie nach dem Betätigen selbständig wieder in die Ausgangsstellung zurück­ kehrenden elektrischen Druckschalter, insbesondere für die Tastatur eines elektronischen Gerätes, mit einem Kunststoffge­ häuse, in dem eine Blattfeder sowie ein mit der Blattfeder zusammenwirkender, verschiebbarer Betätigungsknopf angeordnet ist, welcher beim Betätigen die Blattfeder in eine Stellung zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung verbiegt.

Viele elektronische Geräte wie beispielsweise Personal Computer, Keybords, Schreibmaschinen etc. sowie diverse Eingabeelemente und Bedienungsfehler für die Büro- und Datentechnik besitzen Tastaturen unter Verwendung spezieller elektrischer Druckschal­ ter, welche von Hand durch Drücken betätigt werden und in der Schaltstellung die jeweilige Schaltfunktion auslösen sowie nach dem Betätigen selbständig wieder in die Ausgangsstellung zurück­ kehren.

Ein elektrischer Druckschalter dieser Art besitzt ein Kunst­ stoffgehäuse, in dem eine Linearfeder in Form einer Blattfeder angeordnet ist. Mit dieser Kontaktfeder steht ein verschiebbarer Betätigungsknopf in Eingriff, welcher beim Drücken die Blattfe­ der in eine Stellung verbiegt, in der die elektrische Kontaktie­ rung hergestellt wird. Diese elektrische Kontaktierung kann da­ bei zwei elektrische Leiter miteinander verbinden, wobei der eine elektrische Leiter durch die Blattfeder gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch die elektrische Kontaktierung dadurch hergestellt, daß die Blattfeder durch den Verbiegevorgang derart auf zwei elektrische Leiter drückt, daß diese einander berühren und somit der Leiterkreis geschlossen wird. In diesem Fall schließt die Blattfeder des elektrischen Druckschalters mittelbar den Stromkreis.

Bei diesem bekannten elektrischen Druckschalter ist der gleich­ förmige Verlauf der die elektrische Kontaktierung auslösenden Blattfeder von Nachteil, da der Benutzer nie genau weiß, ob er die Taste richtig gedrückt und die Steuerfunktion ausgelöst hat.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, den elektrischen Druckschalter der eingangs angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, daß die Bediensicherheit verbes­ sert wird.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorge­ schlagen, daß die Blattfeder einen Bereich aufweist, welcher beim Betätigen des Druckschalters während des Verbiegens der Blattfeder beim Erreichen der elektrischen Kontaktierstellung schlagartig in eine andere Position springt.

Auf diese Weise ist sowohl ein taktiler als auch ein akustischer Druckpunkt geschaffen, der die Bediensicherheit stark erhöht. Sobald nämlich sich die Blattfeder unter Last durchbiegt und den vorgegebenen Arbeitspunkt erreicht, schnappt ein Teil der Blatt­ feder um, was nicht nur ein höhrbares "Klick" erzeugt, sondern was der Benutzer auch im Finger spürt. Dem Bediener wird somit die Auslösefunktion des Druckschalters durch einen Druckpunkt auf zweierlei Weise mitgeteilt.

In einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsform weist die Blattfeder zwei im wesentlichen in deren Längsrichtung sich er­ streckende Schlitze auf, zwischen denen der schlagartig in eine andere Position springende Bereich der Blattfeder definiert ist, wobei in der Ausgangsstellung der zwischen den Schlitzen defi­ nierte Blattfederstreifen entgegengesetzt zur Krümmung der rest­ lichen Blattfeder in diesem Bereich beim Betätigen des Druck­ schalters gekrümmt ist und wobei beim Erreichen der elektrischen Kontaktierstellung die Krümmung des Blattfederstreifens ent­ sprechend der Krümmung der restlichen Blattfeder schlagartig um­ springt. Eine derartige Blattfeder läßt sich auf technisch ein­ fache Weise herstellen und arbeitet vor allem sehr zuverlässig. Dabei kann der Arbeitspunkt durch die Formgebung der Blattfeder hinsichtlich Schlitzlänge, Schlitzbreite sowie Krümmungsverhal­ ten verändert werden.

Vorzugsweise verlaufen die Schlitze dabei parallel zueinander.

Um die Krümmung des Blattfederstreifens auf technisch einfache Weise herstellen zu können, ist diese vorzugsweise durch eine Vorprägung geschaffen.

In einer konstruktiven Weiterbildung der Blattfeder ist diese stumpfwinklig gebogen, wobei der eine Schenkel im Kunststoffge­ häuse festgelegt ist und sich im wesentlichen parallel zum Boden des Kunststoffgehäuses erstreckt und der andere Schenkel frei auskragend ins Innere des Kunststoffgehäuse abgewinkelt ist und in Eingriff mit dem Betätigungsknopf steht, wobei der Kantenbe­ reich zwischen den beiden Schenkeln die elektrische Kontaktier­ stellung definiert und wobei die Schlitze ausgehend von diesem Kantenbereich sich in Richtung des freien Endes des frei auskra­ genden Schenkels erstrecken. Dadurch ist ein trotz seines ein­ fachen konstruktiven Aufbaues zuverlässig arbeitender elek­ trischer Durckschalter geschaffen, der sehr sicher die ge­ wünschte Operation auslöst. Der Übergangsbereich zwischen den beiden Schenkeln der Blattfeder wird beim Betätigen des Betäti­ gungsknopfes dabei derart nach außen gewölbt, daß damit bei­ spielsweise zwei Leiter eines Stromkreises kurzgeschlossen wer­ den können.

In einer Weiterbildung dieses Konstruktionsprinzips ist der frei auskragende Schenkel im Bereich des freien Endes vor dem Blatt­ federstreifen S-förmig abgewinkelt. Vom Kantenbereich der beiden Schenkel der Blattfeder her gesehen ist dabei die erste Abwink­ lung richtigungsmäßig gleich der Abwinklung zwischen den beiden Schenkeln ausgebildet, während die zweite Abwinklung entgegenge­ setzt gerichtet ist. Auf diese Weise ist ein optimales Biegever­ halten der Blattfeder geschaffen.

In einer Weiterbildung der Blattfeder ist diese vorzugsweise ein Blechstanzteil. Auf diese Weise läßt sich die Blattfeder auf technisch einfache Weise herstellen, wobei nach dem Ausstanzen ein entsprechender Biegevorgang erfolgt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Blattfeder für einen elektrischen Druckschalter, wie er zuvor beschrieben worden ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Druckschalters wird nachfolgend anhand der schematischen Zeich­ nungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen elektrischen Druck­ schalter in der Grundposition vor dem Betä­ tigen;

Fig. 2 eine Darstellung des elektrischen Druckschal­ ters entsprechend Fig. 1, nachdem jedoch der Betätigungsknopf etwas nach unten gedrückt wor­ den ist und die Blattfeder umgesprungen ist;

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 und Fig. 2, nachdem der Betätigungsknopf vollständig nach unten gedrückt worden ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Blattfeder, wie sie bei dem elektrischen Druckschalter in den Fig. 1 bis 3 verwendet worden ist;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Blattfeder in Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer etwas modifizierten Blattfeder mit einer zusätzlichen S-förmigen Abwinklung;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Blattfeder in Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein elektrischer Druckschalter 1 beispielsweise für die Tastatur einer Schreibmaschine in seiner Grundstellung dargestellt. Der elektrische Druckschalter 1 ist dabei mit einem Kunststoffgehäuse 2 auf einer Trägerplatte 3 beispielsweise durch Vernieten befestigt. Zwischen dem Boden 4 des Kunststoff­ gehäuses 2 und der Trägerplatte 3 verlaufen dabei zwei Leiter 5, 5′ eines Schaltkreises, der durch Betätigen des elektrischen Druckschalters 1 zum Auslösen der entsprechenden Funktion ge­ schlossen werden soll. Zu diesem Zweck sind die beiden elek­ trischen Leiter 5, 5′ in einem Bereich B derart freigelegt, daß sie sich durch Betätigen eines entsprechenden Mechanismus berüh­ ren und somit den Stromkreis schließen können. Außerhalb dieses Bereiches B sind die elektrischen Leiter 5, 5′ voneinander iso­ liert.

Oberseitig weist das Kunststoffgehäuse 2 eine Öffnung 6 auf, in die der Zapfen 7 eines Betätigungsknopfes 8 hineinragt. Zwischen der Oberseite des Kunststoffgehäuses 2 und der Unterseite des Betätigungsknopfes 8 stützt sich dabei eine den Zapfen 7 wendel­ förmig umgebende Feder 9 ab, so daß durch diese der Betätigungs­ knopf 8 in die obere Ausgangsstellung gedrückt wird.

Im Innern des Kunststoffgehäuses 2 ist eine Blattfeder 10 ange­ ordnet, welche einzeln sowie in vergrößertem Maßstab in den Fig. 4 und 5 weiterhin dargestellt ist. Die Blattfeder 10 ist stumpf abgewinkelt und bildet somit zwei Schenkel 10′, 10′′. Der kurze Schenkel 10′ liegt dabei an der Unterseite des Bodens 4 des Kunststoffgehäuses 2 an und ist dabei zwischen diesem Boden 4 und der Oberseite der Trägerplatte 3 bzw. den darauf liegenden Leitern 5, 5′ festgelegt. Zur zusätzlichen Sicherung ist dabei das freie Ende dieses kurzen Schenkels 10′ nach oben hin abge­ winkelt und ist in einem Schlitz 11 des Kunststoffgehäuses 2 zur Lagefixierung der Blattfeder 10 aufgenommen.

Der lange Schenkel 10′′ erstreckt sich schräg nach oben ins Innere des Kunststoffgehäuses 2, wobei das untere Ende des Zapfens 7 auf der Oberseite des freien Endes dieses langen Schenkels 10′′ aufliegt, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Der lan­ ge Schenkel 10′′ der Blattfeder 10 weist dabei zwei in Längs­ richtung der Blattfeder 10 sich erstreckende Schlitze 12 auf, wie insbesondere in der Draufsicht gemäß Fig. 5 zu erkennen ist.

Diese beiden zueinander parallelen Schlitze 11 bilden zwischen sich einen Blattfederstreifen 12. Dieser ist in der Grundstel­ lung der Blattfeder 10 durch eine Vorprägung nach außen ge­ krümmt, wie in Fig. 1 zu erkennen ist. Der Krümmungsmittelpunkt dieses Blattfederstreifens 12 liegt dabei bezüglich zum Krüm­ mungsmittelpunkt des restlichen Schenkels 10′′ der Blattfeder beim Nachuntendrücken des Betätigungsknopfes 8 auf der anderen Seite des langen Schenkels 10′′ der Blattfeder 10, so daß der lange Schenkel 10′′ der Blattfeder 10 im allgemeinen konvex ge­ krümmt ist, während der Blattfederstreifen 12 konvex gekrümmt ist.

In Fig. 2 ist die Situation dargestellt, bei der der Betäti­ gungsknopf 8 weiter nach unten gedrückt worden ist. Dabei wird der kurze Schenkel 10′ der Blattfeder 10 mit dem Schlitz 11 des Kunststoffgehäuses 2 als Drehpunkt nach unten gebogen, so daß der Kantenbereich zwischen den beiden Schenkeln 10′, 10′′ der Blattfeder 10 derart nach unten bewegt wird, daß die beiden Lei­ ter 5, 5′ miteinander zur Anlage kommen und dabei den ent­ sprechenden Schaltvorgang auslösen. In dieser elektrischen Kontaktierstellung wird der Krümmungsradius im langen Schenkel 10′′ der Blattfeder 10 derart gering und damit die Krümmung der­ art groß, daß die Krümmung des zwischen den beiden Schlitzen 11 definierten Blattfederstreifens 12 derart umspringt, daß der Krümmungsmittelpunkt des Blattfederstreifens 12 auf der gleichen Seite der Blattfeder 10 liegt wie der allgemeine Krümmungsmit­ telpunkt des restlichen langen Schenkels 10′′. Dieses Umspringen des Blattfederstreifens 12 spürt der Benutzer nicht nur im Fin­ fer, sondern es ist auch ein "Klick" zu hören, so daß der Be­ nutzer sowohl akustisch als auch taktil wahlnehmen kann, daß die elektrische Kontaktierung zur Auslösung der Steuerungsfunktion erfolgt ist.

In Fig. 3 schließlich ist die Situation dargestellt, nachdem der Betätigungsknopf 8 vollständig nach unten gedrückt worden ist.

Sobald der Betätigungsknopf 8 losgelassen wird, kehrt dieser wieder selbständig in seine Ausgangsposition zurück. Dies wird zum einen erreicht durch die Feder 9, zum anderen durch die Blattfeder 10, welche den Betätigungsknopf 8 über den Zapfen 7 ebenfalls nach oben drückt. In einer Zwischenposition (zwischen Fig. 1 und Fig. 2) wird dabei die Krümmung des langen Schenkels 10′′ der Blattfeder 10 derart gering, daß der Blattfederstreifen 12 wieder in die entgegengesetzte Richtung zurückspringt, was ebenfalls sowohl akustisch als auch taktil wahrnehmbar ist.

In Fig. 6 und 7 ist eine modifizierte Ausführungsform einer Blattfeder 10 dargestellt. Der Unterschied zur Ausführungsform in Fig. 4 und 5 besteht darin, daß der lange Schenkel 10′′ der Blattfeder 10 nicht linear gestreckt, sondern in dieser modifi­ zierten Ausführungsform im Bereich des freien Endes des langen Schenkels 10′′ S-förmig abgewinkelt ist, wie insbesondere in Fig. 6 erkennbar ist. Diese Ausführungsform der Blattfeder 10 arbeitet in entsprechender Weise wie die Ausführungsform in Fig. 4 und 5 (sowie in den Fig. 1 bis 3).

Bezugszeichenliste

1 elektrischer Druckschalter
2 Kunststoffgehäuse
3 Trägerplatte
4 Boden
5 Leiter
5′ Leiter
6 Öffnung
7 Zapfen
8 Betätigungsknopf
9 Feder
10 Blattfeder
10′ kurzer Schenkel
10′′ langer Schenkel
11 Schlitz
12 Blattfederstreifen
B Bereich

Claims (8)

1. Von Hand betätigbarer sowie nach dem Betätigen selbständig wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrender elektrischer Druckschalter (1), insbesondere für die Tastatur eines elek­ tronischen Gerätes,
mit einem Kunststoffgehäuse (2), in dem eine Blattfeder (10) sowie ein mit der Blattfeder (10) zusammenwirkender, ver­ schiebbarer Betätigungsknopf (8) angeordnet ist, welcher beim Betätigen der Blattfeder (10) in eine Stellung zur Herstel­ lung der elektrischen Kontaktierung verbiegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10) einen Bereich aufweist, welcher beim Betätigen des Druckschalters (1) während des Verbiegens der Blattfeder (10) beim Erreichen der elektrischen Kontaktier­ stellung schlagartig in eine andere Position springt.

2. Elektrischer Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Blattfeder (10) zwei im wesentlichen in deren Längsrichtung sich erstreckende Schlitze (11) aufweist, zwischen denen der schlagartig in eine andere Position sprin­ gende Bereich der Blattfeder (10) definiert ist, wobei in der Ausgangsstellung der zwischen den Schlitzen (11) definierte Blattfederstreifen (12) entgegengesetzt zur Krümmung der restlichen Blattfeder (10) in diesem Bereich beim Betätigen des Druckschalters (1) gekrümmt ist und wobei beim Erreichen der elektrischen Kontaktierstellung die Krümmung des Blattfe­ derstreifens (12) entsprechend der Krümmung der restlichen Blattfeder (10) schlagartig umspringt.

3. Elektrischer Druckschalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitze (11) parallel zueinander verlau­ fen.

4. Elektrischer Druckschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des Blattfederstreifens (12) durch eine Vorprägung geschaffen ist.

5. Elektrischer Druckschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10) stumpfwinklig gebogen ist, wobei der eine Schenkel (10′) im Kunststoffge­ häuse (2) festgelegt ist und sich im wesentlichen parallel zum Boden (4) des Kunststoffgehäuses (2) erstreckt und der andere Schenkel (10′′) frei auskragend ins Innere des Kunst­ stoffgehäuses (2) abgewinkelt ist und in Eingriff mit dem Be­ rührungsknopf (8) steht, wobei der Kantenbereich zwischen den beiden Schenkeln (10′, 10′′) die elektrische Kontaktierstel­ lung definiert und wobei die Schlitze (11) ausgehend von die­ sem Kantenbereich sich in Richtung des freien Endes des frei auskragenden Schenkels (10′′) erstrecken.

6. Elektrischer Druckschalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der frei auskragende Schenkel (10′′) im Bereich des freien Endes vor dem Blattfederstreifen (12) S-förmig abgewinkelt ist.

7. Elektrischer Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10) ein Blech­ stanzteil ist.

8. Blattfeder (10) für einen elektrischen Druckschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.