DE60220811T2

DE60220811T2 - Betätigungsvorrichtung mit mehreren axialen Stellungen für ein elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE60220811T2
Application number: DE60220811T
Authority: DE
Inventors: Laurent Kaelin
Original assignee: ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Current assignee: ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2023-01-01
Also published as: CN100392783C; EP1435633B1; US7111979B2; CN1521788A; US20040136275A1; HK1068722A1; DE60220811D1; EP1435633A1; JP2004212396A; JP4405795B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für elektronisches Gerät, die einen Stift mit einer Achse X, der zwischen wenigstens zwei axialen Positionen verlagert werden kann, ein erstes bewegliche Kontaktelement und einen ersten elektrischen Versorgungsanschluss aufweist.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung des Typs "elektronischer Stift", die dazu bestimmt ist, in einer elektronischen Uhr oder in irgendeinem anderen ähnlichen tragbaren elektronischen Gerät, das Dateneingabemittel benötigt, eingesetzt zu werden.
Im Stand der Technik sind bereits zahlreiche Vorrichtungen dieses Typs bekannt.
Jedoch schlägt die vorliegende Erfindung eine einfach auszuführende Struktur vor, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Vorsehen von bis zu vier verschiedenen axialen Positionen des Stifts ermöglicht, wobei zum Unterscheiden dieser verschiedenen Positionen nur zwei bewegliche Kontaktelemente erforderlich sind.
Das Patent US 6.203.190 , erteilt am 20. März 2001 an Timex, beschreibt einen elektronischen Stift, der vier verschiedene axiale Positionen besitzt. Dazu ist vorgesehen, dass der Stift längs einer zur Achse des Stifts senkrechten Achse eine ringförmige Nut aufweist, in der eine Zunge aufgenommen ist, die mit einem in der Nähe des Stifts drehbar angebrachten Kontaktflansch fest verbunden ist. Wenn der Stift in seine verschiedenen axialen Positionen verlagert wird, nimmt die Nut die Zunge mit, deren Verlagerung eine Drehung des Kontaktflanschs hervorruft. Zum anderen trägt der Kontaktflansch eine zweite Zunge, deren freies Ende gegenüber mehreren elektrischen Kontaktbereichen angeordnet ist, wobei diese Letzteren an den Enden von elektrischen Leiterbahnen ausgebildet sind. Wenn sich der Kontaktflansch in Reaktion auf eine axiale Verlagerung des Stifts dreht, verlagert sich die zweite Zunge von einem Kontaktbereich zum anderen, wobei die zweite Zunge so beschaffen ist, dass ihr freies Ende sich an den Kontaktbreichen abstützend angeordnet ist.
Die in diesem Patent präsentierte Struktur ist jedoch insbesondere auf Grund der Anzahl verschiedenen Elemente, die für ihr Funktionieren erforderlich sind, und der relativen Positionierungen bestimmter dieser Elemente, die genau sein müssen, schwer zu verwirklichen. Ferner besitzt diese Struktur einen großen Raumbedarf und erfordert die Verwirklichung einer elektrischen Kontaktbahn-Kontaktbereich-Gruppe pro axiale Position des Stifts. Zudem kann die beschriebene Vorrichtung auf Grund ihrer Funktionsweise Verschleißprobleme mit sich bringen, die mit einer starken Alterung zusammenhängen. Tatsächlich müssen mehrere der Bauelemente dieser Vorrichtung, der Kontaktflansch an seinem Träger und das freie Ende der zweiten Zunge an den Kontaktbereichen, unter gegenseitiger Reibung gleiten, was im Verlauf des Betriebs Anlass zu großem Verschleiß gibt. Ferner können diese Reibungen kleine Stoffteilchen freisetzen, die langfristig die Funktionsweise der Vorrichtung stören können.
Das Dokument US 1 909 783 beschreibt einen elektrischen Schalter, der einen Gewindestift aufweist, dessen Kopf zwei aufeinander folgende Abschnitte mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern aufweist, die dazu dienen, mit elastischen Kontaktblättchen zusammenzuwirken. Diese Letzteren werden abwechselnd in einen Kontakt mit Kontakthöckern verlagert, wobei sie sich je nach axialer Position des Stifts von dem Stift entfernen oder von den Kontakthöckern entfernen und dabei dem Stift näher kommen. Die Kontaktblättchen wirken durch die Vorbelastung von zueinander versetzten Endstücken in Richtung der Achse des Stifts mit dem Kopf des Stifts zusammen. Jedoch ist in diesem Dokument die Struktur des Anschlusses an die elektrische Versorgungsquelle relativ kompliziert und platzraubend.
Die vorliegende Erfindung hat als Hauptaufgabe das Beseitigen der oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik, indem sie eine einfach auszuführende und zuverlässige Struktur mit langzeitiger Haltbarkeit für eine Steuervorrichtung für elektronisches Gerät vorschlägt.
Dazu hat die Erfindung eine Steuervorrichtung für elektronisches Gerät des oben beschriebenen Typs zum Gegenstand, wie sie in dem Hauptanspruch der vorliegenden Anmeldung definiert ist.
Eine solche Struktur ermöglicht durch ihre einfache Kinematik das Verwirklichen einer zuverlässigen Vorrichtung, die langfristig nur eine geringe Abnutzung aufweist sowie einen reduzierten Raumbedarf besitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das bewegliche Kontaktelement in Form eines Teils eines Kontaktflanschs aus elastischem, leitendem Material, der sich an einem Abschnitt des Stifts mit großem Querschnitt abstützend angeordnet werden kann, verwirklicht. Die Form des Kontaktelements ist so angepasst, dass es sich in dieser Position des Stifts verformt und folglich unter mechanischer Spannung steht und dazu neigt in seine Ruheposition, d. h. in die Richtung der Achse X des Stifts, zurückzukehren. Wenn der Stift in eine andere axiale Position verlagert wird, derart, dass sich ein Abschnitt mit schwächerem Querschnitt gegenüber dem beweglichen Kontaktelement befindet, nähert sich dieses Letztere somit auf Grund seiner elastischen Eigenschaften dem Stift an.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer deutlich beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung, die erstellt wurde unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die anhand von nicht beschränkenden Beispielen unterbreitet wird und worin:
1 eine perspektivische Ansicht der Steuervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, in der zwei bewegliche Kontaktelemente vorgesehen sind, zeigt;
2 eine vereinfachte Draufsicht der Steuervorrichtung von 1 ist;
3 eine zu der Ansicht von 2 ähnliche Ansicht ist, in der der Stift der Steuervorrichtung in eine axiale Position verlagert ist, die sich von jener in
2 unterscheidet;
4 eine zu der Ansicht von 2 ähnliche Ansicht ist, die eine Ausführungsalternative der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
5 eine zu der Ansicht von 1 ähnliche Ansicht ist, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
6 eine vereinfachte Draufsicht der Vorrichtung von 5 ist.
Der Inhalt der Figuren ist absichtlich im Wesentlichen auf die Darstellung der mit der vorliegenden Erfindung verbundenen Eigenschaften begrenzt worden, um das Verständnis zu erleichtern.
Die folgende Beschreibung befasst sich mit einer besonderen Ausführungsform, bei der der Stift 1 zwei stabile "gezogene" axiale Positionen und eine instabile "gedrückte" axiale Position zuzüglich zu einer Ruhe- oder Neutralposition, die ebenfalls stabil ist, besitzt.
Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in Form eines Moduls 2 verwirklicht, in das ein Ende des Stifts 1 eindringt, wobei dieser Letztere nur teilweise gezeigt ist. Das zweite Ende des Stifts 1 (nicht gezeigt) ist dazu bestimmt, ein Organ zum Greifen des Typs "Kranz" aufzunehmen. Aus 1 geht hervor, dass der Stift eine ringförmige Nut 3 aufweist, die sich außerhalb des Moduls 2 befindet. Die ringförmige Nut 3 ist nämlich dazu bestimmt, eine torische Dichtung bzw. einen R-Ring (nicht gezeigt) aufzunehmen, der dazu vorgesehen ist, die Dichtheit einer Öffnung zu gewährleisten, die in dem Gehäuse des elektronischen Geräts, in dem die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, ausgeführt ist, ausgebildet ist.
Das Modul 2 umfasst eine Trägerplatte 4, die hier zwei zusammengefügte Schichten aufweist. Eine erste untere Schicht 5, die aus einem elektrisch leitenden Material verwirklicht ist, ist dazu bestimmt, mit einem ersten Anschluss einer elektrischen Versorgungsquelle (nicht gezeigt) des elektronischen Geräts verbunden zu werden. Die zweite Schicht 6 ist aus einem elektrisch isolierenden Material verwirklicht und dient als Unterstützung für die Befestigung mehrerer Komponenten der Steuervorrichtung.
Das Modul 2 umfasst ferner eine Abdeckkappe 7, die die gesamte Steuervorrichtung, die sich auf der Trägerplatte 4 befindet, bedeckt. Die Oberseite 8 der Abdeckhaube 7 weist eine Vertiefung bzw. Aussparung 9 mit einer besonderen Form auf, die eine Aufnahme für eine offene Feder 10 bildet. Die Feder 10 besitzt eine im Stand der Technik bekannte besondere Form, die geeignet ist, den Stift 1 in seinen drei stabilen axialen Positionen zu halten. Die Feder 10 umfasst nämlich einen ersten Abschnitt 11, der eine im Wesentlichen ebene Basis bildet und in der Dicke der Seite 8 der Abdeckhaube 7 angeordnet ist, die sich gegenüber der Platte 4 befindet, während sich seine beiden freien Enden 12 und 13 beiderseits des Stifts 1 in das Innere des Moduls 2 erstrecken. Der Stift 1 weist drei benachbarte ringförmige Nuten 14, 15 und 16 auf, die durch Wulste, 17, 18 mit im Wesentlichen runden Profilen (auch in den folgenden Figuren sichtbar) getrennt sind. Die Abmessungen der Nuten 14 bis 16 sind an jene der freien Enden 12 und 13 der Feder 10 angepasst, so dass dann, wenn der Stift (hier in seiner neutralen Position gezeigt) in seine gezogenen Positionen verlagert wird, die Enden 12 und 13 der Feder 10 auseinanderlaufen, indem sie auf den Wulsten 17 oder 18 gleiten, bevor sie wieder in einer der Nuten 15 oder 16 des Stifts 1 zusammenlaufen.
Die Platte 4 trägt zwei Kontakthöcker 19 und 20, die beiderseits des Stifts 1 angeordnet und jeweils von einem Fuß (nicht gezeigt), der durch eine Öffnung in der zweiten Schicht 6 verläuft und sich in die zweite Schicht 5 erstreckt, aufgenommen sind, um gleichzeitig den mechanischen Halt des entsprechenden Höckers und seine elektrische Verbindung mit der elektrischen Versorgungsquelle zu gewährleisten.
Die Platte 4 trägt ferner Kontaktflansche 21 und 22, die jeweils durch eine verlängerte Basis 23 und 24, die sich gegenüber dem Stift befindet, an der Platte 4 befestigt sind. Die jeweiligen Enden 25, 26 der Basen 23, 24 erstrecken sich von dem Modul 2 durch die passenden Öffnungen der Abdeckhaube 7 nach außen und sind dazu bestimmt, mit den elektronischen Schaltungen des Geräts, in dem die Steuervorrichtung angebracht ist, verbunden zu werden. Ferner weist jeder der Kontaktflansche 21, 22 eine bogenförmige seitliche Verlängerung 27 und 28 auf, die mit einem Winkel in Bezug auf die Platte 4, der etwas kleiner als 90 Grad ist, in Richtung des Stifts abgeschrägt ist. Die Verlängerungen 27 und 28 erstrecken sich jeweils beiderseits des Stifts 1 bis zu einer Ebene, die sich im Wesentlichen in halber Höhe von diesem befindet.
Jede der Verlängerungen weist an ihrem Ende 29, 30 Zungen 31, 32 und 33, 34 auf, die sich in einer im Wesentlichen zur Platte 4 parallelen Richtung unter jeweiligen Winkeln, die in Bezug auf die Achse des Stifts 1 entgegengesetzt sind, erstrecken. Die Zungen 31 und 33 besitzen eine ähnliche Länge, so dass sich ihre jeweiligen Enden gegenüber den elektrischen Kontakthöckern 19 bzw. 20 befinden, während die zwei anderen Zungen 32 und 34 kürzer sind.
Die Zone des Stifts, die sich in dem Bereich der Verlängerungen 27 und 28 der Kontaktflansche befindet, besitzt mehrere aufeinander folgende Abschnitte mit jeweils unterschiedlichen Querschnitten, deren jeweilige Funktionen nachstehend im Zusammenhang mit den 2 und 3 dargelegt werden.
Diese Figuren ermöglichen nämlich insofern, als die Steuervorrichtung in einer Draufsicht gezeigt ist, ein besseres Beurteilen der Funktion der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung.
Aus 2 geht hervor, dass die Verlängerungen 27 und 28 ebenso wie die Kontakthöcker 19 und 20 in Richtung der Achse X des Stifts zueinander versetzt sind. Jedoch sind die relativen Positionierungen des Kontakthöckers 19 und der Verlängerung 27 zu dem Kontakthöcker 20 bzw. der Verlängerung 28 ähnlich.
Der Stift weist ausgehend von seinem innerhalb des Moduls 2 befindlichen Ende einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt 35 auf, dem ein zweiter zylindrischer Abschnitt 36 mit dem Querschnitt S1 folgt. Ein dritter kegelstumpfförmiger Abschnitt 37 mit einer Neigung, die zu jener des ersten Abschnitts 35 in Bezug auf die Achse X entgegengesetzt ist, verbindet den zweiten zylindrischen Abschnitt 36 mit einem zylindrischen vierten Abschnitt 38, der ebenfalls zylindrisch ist und einen Querschnitt S2 besitzt, der kleiner als S1 ist.
In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass der erste und der zweite kegelstumpfförmige Abschnitt 35 und 37 Winkel besitzen, die zu jenen der Zungen 31 bis 34 in Bezug auf die Achse X des Stifts 1 ähnlich sind.
In bevorzugter, jedoch nicht begrenzender Weise ist der Stift 1 seinen Kern betreffend aus einleuchtenden Gründen des mechanischen Widerstands aus einem Material des metallischen Typs verwirklicht, während der größere Teil seines sich innerhalb des Moduls 2 befindenden Endes mit einer durch Kunststoffguss hergestellten Hülse bzw. Muffe 39 verkleidet ist. Die Ausführung einer solchen Struktur, die Gebrauch von einer Hülse macht, verleiht insofern, als die Form der Hülse unter Beibehaltung einer einheitlichen Basis für die Herstellung des Kerns des Stifts den Wünschen des Herstellers entsprechend mit einer gewissen Flexibilität modifiziert werden kann, eine größere Anpassungsfähigkeit.
Wie oben erwähnt worden ist, ist der Stift in 2 in seiner "Ruheposition", d. h. in einer neutralen Position, in der er typischerweise keine besondere Funktion erfüllt, gezeigt. Er kann ferner in 3 zusätzliche axiale Positionen, darunter zwei stabile "gezogene Positionen" und eine instabile "gedrückte Position", verlagert werden. Wie weiter unten zu sehen sein wird, umfasst die vorliegende Steuervorrichtung Mittel, die oben beschrieben worden sind und deren Funktionsweise es ermöglicht, zu jedem Zeitpunkt zu bestimmen, in welcher Position der Stift 1 angeordnet ist.
Wenn der Stift in der neutralen Position ist, wie in 2 durch die Angabe Pos 0 gezeigt ist, ist zu erkennen, dass alle beiden Verlängerungen 27 und 28 sich an dem zweiten Abschnitt 36 des Stifts abstützend angeordnet sind. Ferner geht aus der Figur hervor, dass in einer solchen Konfiguration die Zunge 31 nicht mit dem Kontakthöcker 19 in Kontakt ist und die Zunge 33 ebenso nicht mit dem Kontakthöcker 20 in Kontakt ist. Somit sind die zwei Kontaktflansche 21 und 22 vom elektrischen Gesichtspunkt aus isoliert. Überdies ist zu erkennen, dass diese Letzteren bei ihrer Herstellung in der Weise in Übereinstimmung gebracht worden sind, dass sie in der Konfiguration von 2 einer mechanischen Spannung, d. h. einer Rückstellkraft, unterliegen, die danach strebt, sie an dem Stift 1 abgestützt zu halten.
Wenn der Stift durch eine Bedienungsperson in seine mit Pos -1 bezeichnete gedrückte Position gedrückt wird, gleitet der zylindrische Abschnitt 36 zwischen den zwei Verlängerungen 27 und 28 in eine erste Richtung. Wenn der kegelstumpfförmige dritte Abschnitt 37 gegenüber der kurzen Zunge 32 ankommt, weicht die Verlängerung 27 auf Grund ihrer Rückstellkraft in dem Maße, wie der Stift eingedrückt wird, in Richtung des Stifts 1 aus. Die Verlängerung 28 gleitet einfach längs des zylindrischen Abschnitts 36, wobei sie auf Grund ihrer Versetzung längs der Achse in Bezug auf die Verlängerung 27 gegenüber diesem Abschnitt bleibt.
Zur selben Zeit gleiten die freien Enden 12 und 13 der Feder 10 längs eines kegelstumpfförmigen fünften Abschnitts 40 der Hülse 39 bis zu einer ringförmigen Schulter 41, die einen Anschlag für die gedrückte Position des Stifts bildet. Die Feder 10 befindet sich dann unter Spannung und strebt danach, den Stift durch elastische Wirkung der freien Enden 12 und 13 auf den kegelstumpfförmigen Abschnitt 40 der Hülse 39 in seine neutrale Position zurück zu bringen.
Wenn der Stift 1 in der gedrückten Position ist, befindet sich die Verlängerung 27 auf Grund ihrer Rückstellkraft in Abstützung an dem zylindrischen Abschnitt 38. Folglich erfährt die mit der Verlängerung 27 fest verbundene Zunge 31 dieselbe Verlagerung in Richtung des Stifts und befindet sich in Abstützung an dem Kontakthöcker 19. Somit wird der Kontaktflansch 21 auf das Potential des Anschlusses der elektrischen Versorgungsquelle gebracht, die mit der ersten Schicht 5 der Platte 4 verbunden ist, wobei der Kontaktflansch 22 isoliert bleibt. Dieses elektrische Potential wird dann über das Ende 25 des Kontaktflanschs 21 zu den elektronischen Schaltungen des Geräts übertragen.
Zum anderen gleitet dann, wenn der Stift 1 aus seiner neutralen Position in seine in 2 mit Pos 1 bezeichnete erste gezogene Position gezogen wird, der zylindrische Abschnitt 36 zwischen den Verlängerungen 27 und 28 in eine zweite Richtung, die zu der oben erwähnten ersten Richtung entgegengesetzt ist. Im Gegensatz zu dem, was geschieht, wenn der Stift eingedrückt wird, erreicht die Verlängerung 28 das Ende des Abschnitts 36, während sich die Verlängerung 27 noch in ihrer Höhe befindet.
Sobald der Stift in seiner ersten gezogenen Position ist, die durch Zusammenwirkung der freien Enden 12 und 13 der Feder 10 mit der Nut 15 markiert ist, ist die Verlängerung 27 noch in Abstützung an dem Abschnitt 36, während sich die Verlängerung nicht mehr gegenüber dem Stift 1 befindet. Somit weicht die Verlängerung 28 auf Grund ihrer Rückstellkraft in Richtung der Achse des Stifts aus, bis die Zunge in Abstützung an dem Kontakthöcker 20 gelangt. In der ersten gezogenen Position des Stifts wird folglich der Kontaktflansch 22 über den Kontakthöcker 20 und die erste Schicht 5 der Platte 4 auf das Potential des Anschlusses der elektrischen Versorgungsquelle gebracht, während der Kontaktflansch 21 vom elektrischen Gesichtspunkt aus isoliert bleibt. Somit wird dieses elektrische Potential über das Ende 26 des Kontaktflanschs 22 zu den elektronischen Schaltungen des Geräts übertragen.
Wenn die Bedienungsperson weiter an dem Stift 1 zieht, um ihn in seine in 2 mit Pos 2 bezeichnete und in 3 gezeigte zweite gezogene Position zu ziehen, laufen die freien Enden 12 und 13 der Feder 10 auseinander, um den Wulst 18 zu überwinden, bevor sie in der ringförmigen Nut 16 des Stifts aufgenommen werden und einen stabilen Halt des Stifts in dieser Position gewährleisten. An dem Stift ist eine ringförmige Schulter 42 vorgesehen, um einen Anschlag für die Verlagerung des Stifts in dieser Richtung zu bilden.
Bei diesem Vorgang erfährt der Kontaktflansch 28 keine Veränderung seines Zustands in Bezug auf die erste gezogene Position des Stifts. Wie oben bei der ersten gezogenen Position beschrieben worden ist, befindet sich nämlich die Zunge 33 in fester Abstützung an dem Kontakthöcker 20, während die Verlängerung 28 bereits nicht mehr mit dem Stift in Kontakt ist.
Zum anderen lässt sich feststellen, dass die Verlängerung 27 des Kontaktflanschs 21, der in der ersten gezogenen Position des Stifts noch mit diesem in Kontakt war, in der zweiten gezogenen Position nicht mehr gegenüber dem Stift positioniert ist und auf Grund seiner Rückstellkraft in Richtung der Achse des Stifts ausweicht. Folglich ist die Zunge 31 sich an dem Kontakthöcker 19 abstützend angeordnet und ist der Kontaktflansch 21 auf das Potential des Anschlusses der Versorgungsquelle des mit der ersten Schicht 5 der Platte 4 verbundenen elektrischen Geräts gebracht.
Somit werden in der zweiten gezogenen Position des Stifts 1 die Kontaktflansche 21 und 22 gleichzeitig auf das Potential des Anschlusses der Versorgungsquelle gebracht und übertragen dieses Potential durch die Vorbelastung ihrer Enden 25 bzw. 26 zu zwei verschiedenen Eingängen (nicht gezeigt) der elektronischen Schaltungen des Geräts.
Zusammenfassend können die jeweiligen Zustände der Kontaktflansche 21 und 22 in Abhängigkeit von der axialen Position des Stifts 1 in einer Tabelle angegeben werden, wobei der Isolationszustand eines Flanschs durch 0 angege ben wird, während sein Zustand, in dem er mit der Versorgungsquelle verbunden ist, durch 1 angegeben wird.

Position des Stifts 1 Kontaktflansch 21 Kontaktflansch 22

Pos-1 1 0

Pos 0 0 0

Pos 1 0 1

Pos 2 1 1
Somit lässt sich bei Betrachtung der durch die zwei Kontaktflansche 21 und 22 gebildeten Gesamtheit feststellen, dass es vier verschiedene Zustände gibt, die jeweils mit vier entsprechenden Positionen des Stifts 1 verbunden sind.
Somit ermöglicht diese Struktur vorteilhafterweise, nur zwei elektrische Leiterbahnen zu den elektronischen Schaltungen des Geräts vorzusehen, um eine axiale Position des Stifts unter vier möglichen Positionen zu unterscheiden.
Die elektronischen Schaltungen des Geräts umfassen herkömmliche Mittel zur Erfassung dieser vier verschiedenen Zustände wie etwa eine integrierte Schaltung, mit denen die jeweiligen Enden 25, 26 der Kontaktflansche 21 und 22 verbunden sind. Diese Erfassungsmittel sowie die elektronischen Schaltungen des Geräts bilden im Allgemeinen keinen Teil der vorliegenden Erfindung und werden somit nicht näher beschrieben. Der Fachmann stößt auf keine besondere Schwierigkeit, die für deren Ausführung notwendige Lehre zu finden.
Im Übrigen geht aus den 2 und 3 hervor, dass die jeweiligen Neigungen der Zungen 31 bis 34 in Bezug auf die Achse des Stifts das Verbessern der Funktionsweise der soeben beschriebenen Steuervorrichtung ermöglicht. Diese verschiedenen Winkel entsprechen nämlich den Winkeln, die die kegelstumpfförmigen Abschnitte 35 und 37 des Stifts in Bezug auf die Achse X dieses Letzteren besitzen. Dieses besondere Merkmal verbessert das Gleiten zwischen den Kontaktflanschen 21, 22 und dem Stift 1 durch Verringerung der Reibung der Verlängerungen 27 und 28 an den verschiedenen Verbindungsstellen, die die zylindrischen Abschnitten von den kegelstumpfförmigen Abschnitten des Stifts trennen.
Um beispielhalber auf 3 zu verweisen, wird deutlich, dass dann, wenn der Stift in seiner zweiten gezogenen Position ist und in seine erste gezogene Position zurück gedrückt wird, der Kontaktflansch 21 durch die Vorbelastung des kegelstumpfförmigen Abschnitts 35 wieder einen Kontakt mit dem Stift 1 herstellt. Insofern, als der anfängliche Kontakt auf Höhe der Zunge 31 erfolgt, bildet die Tatsache, dass die jeweiligen Neigungen des kegelstumpfförmigen Abschnitts 35 und der Zunge 31 in Bezug auf die Achse X des Stifts vergleichbar sind, einen Vorteil, da die Übertragung der Translationsbewegung des Stifts auf den Kontaktflansch 21 durch das Gleiten von zwei im Wesentlichen parallelen Ebenen verwirklicht wird. Eine solche Art des Gleitens ist offensichtlich vorteilhaft für das Gleiten einer Kante auf einer schiefen Ebene.
Wenn unter Bezugnahme auf 2 betrachtet wird, dass der Stift 1 in seine mit Pos -1 bezeichnete Position gedrückt worden ist und losgelassen wird, so dass er in seine neutrale axiale Position zurückkehrt, tritt dieselbe Art von Phänomen wie jenes, das soeben beschrieben worden ist, zwischen der Zunge 32 und dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 37 des Stifts auf. In der gedrückten axialen Position ist nämlich die Verlängerung 27 mit dem zylindrischen Abschnitt 36 des Stifts 1 in Kontakt, wobei die Zunge 31 sich an dem Kontakthöcker 19 abstützend angeordnet ist. Wenn der Stift losgelassen wird, kehrt er unter der Wirkung der Feder 10 in Richtung seiner neutralen axialen Position zurück. Wenn der kegelstumpfförmige Abschnitt 37 des Stifts mit der Zunge 32 des Kontaktflanschs 21 in Kontakt tritt, ruft die Translationsbewegung des Stifts ein Gleiten der Zunge an dem kegelstumpfförmigen Abschnitt hervor, was eine Verformung des Flanschs 21 mit sich bringt, derart, dass sich die Verlängerung 27 unter niedrigwertiger Reibung von der Achse des Stifts entfernt. Wohlgemerkt ist dieser Vorgang ohne das Vorhandensein der Zunge 32 verwirklichbar, was auf das Gleitenlassen der Kante der Verlängerung 27 auf dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 37 hinausläuft, jedoch bringt dies eine ziemlich große Reibung zwischen diesen zwei letzteren Elementen mit sich. Eine solche Lösung, die ohne die Zunge 32 umgesetzt wird, erweist sich folglich vom Gesichtspunkt des mit einer wiederholten Verwendung verbundenen Verschleißes aus als weniger interessant.
4 zeigt in schematischer Weise eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung mit einer Struktur, die zu jener, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, ähnlich ist, deren Funktionsweise jedoch umgekehrt ist. Zwecks Verbesserung des Verständnisses werden nur die Unterschiede zur vorhergehenden Ausführungsform im Einzelnen angesprochen. Außerdem sind bei gleichen Elementen die Bezugszeichen der vorangehenden Figuren beibehalten worden.
Es ist vorauszusehen, dass dann, wenn der Stift 1 in seiner neutralen Position ist, sich die Verlängerungen 27 und 28 in der Nähe der Achse des Stifts in Abstützung an einem zylindrischen ersten Abschnitt 50 des Stifts mit dem kleinen Querschnitt S3 befinden. Wenn der Stift in seine verschiedenen axialen Positionen verlagert wird, werden somit die Verlängerungen dazu gebracht, auf den zusätzlichen zylindrischen Abschnitten 51 und 52 mit dem Querschnitt 54, der größer als jener des ersten Abschnitts 50 ist, zu gleiten. Die Übergänge von einem zylindrischen Abschnitt zu einem anderen zylindrischen Abschnitt erfolgen ebenso mittels kegelstumpfförmigen Abschnitten 53 und 54.
Genauer sind dann, wenn der Stift in seiner neutralen Position ist, die zwei Verlängerungen 27 und 28 sich an dem zylindrischen Abschnitt 50 abstützend angeordnet, wobei kein elektrischer Kontakt mit den Kontakthöckern 19 bzw. 20 hergestellt ist.
Wenn der Stift in seiner gedrückten axialen Position ist, befindet sich die Verlängerung 27 in Abstützung an dem zylindrischen Abschnitt 51, wodurch der Kontaktflansch 21 so verformt wird, dass er mit dem Kontakthöcker 19 in Kontakt tritt. Der Kontaktflansch 22 wird in Bezug auf die neutrale Position nicht verformt und stellt folglich keinen Kontakt mit dem Kontakthöcker 20 her.
Wenn der Stift in seiner ersten gezogenen axialen Position ist, befindet sich die Verlängerung 28 in Abstützung an dem zylindrischen Abschnitt 52, weshalb der Kontaktflansch 22 verformt wird und einen Kontakt mit dem Kontakthöcker 20 herstellt. Der Kontaktflansch 21 wird in Bezug auf die neutrale Position nicht verformt und stellt folglich keinen Kontakt mit dem Kontakthöcker 19 her.
Wenn der Stift aus seiner ersten gezogenen axialen Position in seine zweite gezogene Position verlagert wird, gleitet die Verlängerung einfach längs des zylindrischen Abschnitts 52, wobei sie den elektrischen Kontakt der Zunge 33 mit dem Kontakthöcker 20 aufrechterhält. Gleichzeitig wird infolge des Übergangs der Verlängerung 27 von dem ersten zylindrischen Abschnitt 50 zu dem zylindrischen Abschnitt 52 mit größerem Querschnitt der Kontaktflansch 21 verformt. Folglich wird die Zunge 31 mit dem Kontakthöcker 19 in Kontakt gebracht. Somit stellen in der zweiten gezogenen axialen Position des Stifts die beiden Kontaktflansche 21 und 22 einen elektrischen Kontakt mit dem Kontakthöckern 19 bzw. 20 her.
Folglich müssen bei einer solchen Konfiguration die Kontakthöcker 19 und 20 weiter weg von der Achse des Stifts als die Zungen 31 und 33 angeordnet sein, damit ein Kontakt hergestellt wird, wenn die Verlängerungen 27 und 28 von der Achse des Stifts entfernt werden.
In den 5 und 6 ist ein zweite bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform besitzen die Kontaktflansche ebenso wie die elektrischen Kontakthöcker eine Struktur, die sich von der oben beschriebenen wesentlich unterscheidet, wobei die Funktionsweise der Vorrichtung, insbesondere das Prinzip betreffend, jedoch ähnlich bleibt. 5 zeigt den Stift 1 in seiner gedrückten Position (Pos -1), während 6 den Stift 1 in seiner neutralen Position (Pos 0) zeigt.
Die Flansche 60, 61 weisen jeweils eine Basis 62, 63 auf, die auf der zweiten Schicht 6 der Platte 4 angeordnet ist und sich in eine im Wesentlichen zur Achse X des Stifts 1 parallele Richtung erstreckt. Jede der Basen 62, 63 weist einen auf Höhe ihres innerhalb des Moduls 2 befindlichen Endes gebogenen Abschnitt auf, von dem sich in einer im Wesentlichen zu der Platte 4 senkrechten Richtung eine Verlängerung 64, 65 erstreckt. Es lässt sich feststellen, dass sich in dieser Weise die Verlängerungen 64 und 65 beiderseits des Stifts 1 befinden. Jede der Verlängerungen 64, 65 weist einen gekrümmten Arm 66, 67 auf, der sich seitlich längs des Stifts in Richtung des Endes dieses Letzteren, der sich innerhalb des Moduls 2 befindet, erstreckt. Jeder der Arme 66, 67 weist eine Abstützzone 68, 69 auf, die durch eine Verformung des entsprechenden Arm zum Stift hin definiert und dazu bestimmt ist, an dem Letzteren in bestimmten seiner axialen Positionen angeordnet zu werden.
Diese Abstützzonen 68 und 69 wirken mit zylindrischen Querschnitten des Stifts 1, wie sie oben beschrieben worden sind, so zusammen, dass die jeweiligen Kontaktflansche verformt werden und ihren elektrischen Zustand verändern. Dazu kann vor allem angemerkt werden, dass die zwei Abstützzonen 68 und 69 in der Richtung der Achse X des Stifts zueinander versetzt sind.
Es sei angemerkt, dass die Abstützzone 68 des Kontaktflanschs 60 in einem kurzen Abschnitt 70, der so gebogen ist, dass er sich von dem Stift entfernt, endet. Die Funktion des gebogenen Abschnitts 70 ist bereits oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden und besteht darin, in bestimmten Positionen das Gleiten der kegelstumpfförmigen Abschnitte des Stifts an dem Arm 66 zu verbessern.
Jeder der Arme 66, 67 weist ferner eine zusätzliche Verlängerung 71, 72 auf, die sich ab der entsprechenden Abstützzone in einer Richtung von dem Stift entfernt, die im Wesentlichen senkrecht zu diesem Letzteren ist, und durch einen gebogenen distalen Abschnitt 73, 74 abgeschlossen ist.
Zum anderen sind durch Materialverformung Laschen 75, 76 einteilig mit der ersten Schicht 5 der Platte 4 gebildet, derart, dass sie sich in einer im Wesentlichen zur Platte 4 senkrechten Richtung zu dem Stift erstrecken. Die Laschen 75, 76 erfüllen die Funktion der oben beschriebenen Kontakthöcker 19 und 20 und ermöglichen dabei insofern, als sie in einfacher Weise durch Materialverformung zu erhalten sind, eine Vereinfachung ihres Herstellungsverfahrens.
Somit lässt sich feststellen, dass die distalen Abschnitte 73 und 74 jeweils in unmittelbarer Nähe der Laschen 75 und 76 angeordnet sind und mit diesen Letzteren durch Verformung der Kontaktflansche 60, 61 in Kontakt treten können. Um diesen Fall zu veranschaulichen, ist der Kontaktflansch 60 in einer solchen Konfiguration, d. h. wenn der distale Abschnitt 73 mit der Lasche 75 in Kontakt ist, gezeigt.
Vorteilhafterweise ist an jedem der distalen Abschnitte 73, 74 eine Wölbung 77 vorgesehen worden, um die Qualität der elektrischen Kontakte mit den Laschen 75 bzw. 76 zu verbessern.
Es sei angemerkt, dass die elektrischen Zustände der durch die zwei Kontaktflansche 60 und 61 gebildeten Gesamtheit zu jenen gleich sind, die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
Es sei außerdem angemerkt, dass die vorliegende Ausführungsform auf Grund der Art der von den Kontaktflanschen bei den Bewegungen des Stifts zwischen seinen verschiedenen axialen Positionen erfahrenen Verformung einen zusätzlichen Vorteil im Vergleich zu der vorhergehenden besitzt. Die Kontaktflansche 60 und 61 erfahren nämlich auf Höhe der Verlängerungen 64 und 65 torsionsartige Verformungen um eine im Wesentlichen zur Achse X senkrechte Achse, während die Kontaktflansche 21 und 22 der ersten Ausführungsform auf Höhe der Verlängerungen 27 und 28 Biegeverformungen erfahren. Da Torsionsverformungen vom Gesichtspunkt des Elements aus, das diese erfährt, langfristig vorteilhafter als Biegeverformungen sind, wird die vorliegende Ausführungsform der ersten vorgezogen.
Allgemein sei angemerkt, dass das Modul 2 vorteilhafterweise durch die Platte 4 verlaufende Löcher 55 aufweist, die in 1 sichtbar sind, jedoch aus Gründen der Klarheit in den anderen Figuren nicht gezeigt sind, und für die Vornahme der Montage des Moduls in das elektronische Gerät durch Verschraubung oder Vernietung vorgesehen sind.
Im Übrigen sei angemerkt, dass vorzugsweise, jedoch nicht obligatorisch, die oben beschriebene Steuervorrichtung typischerweise mit Mitteln zur Erfassung einer Drehung des Stifts 1 verbunden ist. Diese Mittel können unter irgendwelchen herkömmlichen Mitteln zur Erfassung der Drehung des Stifts, die mit der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vereinbar sind, ausgewählt sein, wobei diese Mittel eventuell die Drehrichtung sowie die Drehgeschwindigkeit erfassen können.
Als Hinweis könnte der Fachmann beispielsweise das oben zitierte Patent US 6.203.190 heranziehen, in dem eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehung eines Stift dargelegt ist, die in mehreren axialen Positionen des Stifts funktioniert. Ebenso legt das am 12. April 1983 erteilte Patent US 4.379.642 eine ähnliche Vorrichtung zur Erfassung der Drehung eines Stifts in einem elektronischen Gerät dar.
Die vorangehende Beschreibung entspricht zwei bevorzugten Ausführungsformen und darf insbesondere die Form betreffend, die für die verschiedenen Bauelemente, aus denen die Steuervorrichtung zusammengesetzt ist, beschrieben und gezeigt worden ist, sowie ihren Ort betreffend keinesfalls als einschränkend angesehen werden.
Als Hinweis kommt in Betracht, die Kontaktflansche 21, 22 und 60, 61 gegenüber einem Bereich des Stifts anzuordnen, der sich von seinem Ende unterscheidet, selbst dann, wenn eine solche Lösung vom Gesichtspunkt des Raumbedarfs aus weniger vorteilhaft ist, als jene, die beschrieben worden sind.
Es kommt auch eine andere Ausführung der Kontaktflansche in Betracht wie beispielsweise, dass jede der Verlängerungen an einem Scharnier und in Abstützung an einer Feder angebracht ist, die auf sie eine Rückstellkraft in Richtung des Stifts ausübt. Diese Lösung ist jedoch insofern, als jeder Kontaktflansch mehrere Komponenten umfasst, die ihn komplexer machen und spezifische Montagevorgänge erfordern, vom Gesichtspunkt der Herstellungskosten aus weniger interessant.
Die möglichen Anwendungen für eine solche Steuervorrichtung sind sehr zahlreich, da die vorliegende Erfindung für jeden Typ von elektronischem Gerät, das Dateneingabemittel benötigt, insbesondere beispielsweise für eine elektronische Armbanduhr, ausgeführt werden kann.

Claims

Steuervorrichtung für elektronisches Gerät, die einen Stift (1) mit Achse X aufweist, der zwischen wenigstens vier axialen Positionen verlagert werden kann, wobei der Stift (1) mehrere axiale Abschnitte (36, 38, 50, 51, 52) mit jeweils unterschiedlichen Querschnitten aufweist, wobei die Steuervorrichtung zwei Kontaktflansche (21, 22, 60, 61) umfasst, wovon jeder ein bewegliches Element (27, 28, 64, 65) besitzt, das sich zwischen wenigstens zwei Positionen verlagern kann und einen elektrischen Kontakt mit einem elektrischen Versorgungsanschluss (19, 20, 75, 76) in wenigstens einer der zwei Positionen herstellen kann, und von dem Typ ist, bei dem jedes bewegliche Element (27, 28, 64, 65) mit einem der axialen Abschnitte (36, 38, 50, 51, 52) des Stifts (1) in wenigstens einer seiner Positionen zusammenwirkt, derart, dass es in Abhängigkeit von der von dem Stift (1) eingenommenen axialen Position unterschiedliche Abstände zu der Achse X besitzt, dass die zwei Kontaktflansche (21, 22, 60, 61) eine Gesamtheit bilden, die vier verschiedene elektrische Zustände darstellen, die für die jeweiligen axialen Positionen des Stifts (1) repräsentativ sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Versorgungsanschlüsse (19, 20, 75, 76) vom selben elektrischen Leiter (5) getragen werden, der sich in einer zur Achse X im Wesentlichen parallelen Ebene erstreckt, und dass der elektrische Leiter (5) eine erste, untere leitende Schicht (5) ist, die mit einer zweiten Schicht (6) zusammengefügt ist, die aus einem elektrisch isolierenden Material verwirklicht ist, um eine Trägerplatte (4) zu bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Versorgungsanschlüsse (19, 20, 75, 76) durch Kontakthöcker gebildet sind, die zu dem elektrischen Leiter (5) insgesamt senkrecht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthöcker (75, 76) einteilig mit dem elektrischen Leiter (5) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Elemente (27, 28, 64, 65) jeweils beiderseits des Stifts (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beweglichen Elemente durch eine Verlängerung (27, 28) gebildet ist, die in einer zu der Richtung der Achse X im Wesentlichen senkrechten Richtung elastisch verformbar ist, wobei die Verlängerungen (27, 28) in Richtung der Achse X des Stifts (1) versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beweglichen Elemente durch eine Verlängerung (64, 65) gebildet ist, die um eine zur Richtung der Achse X im Wesentlichen senkrechte Achse torsionsartig elastisch verformbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktelement (27, 28, 64, 65) eine Zunge (31, 33, 73, 74) aufweist, die in Bezug auf die Richtung der Achse X in der Weise geneigt ist, dass sie sich hiervon entfernt und sich auf dem Versorgungsanschluss (19, 20, 75, 76) abstützend angeordnet werden kann, wobei dieser Letztere zwischen der geneigten Zunge (31, 33, 73, 74) und dem Stift angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Abschnitte (36, 38, 50, 51, 52) des Stifts (1) zylindrisch sind, wobei jedes der beweglichen Elemente (27, 28, 64, 65) in wenigstens einer seiner Positionen sich auf einem der axialen Abschnitte (36, 38, 50, 51, 52) abstützend angeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflansche (60, 61) Abstützzonen (68, 69) aufweisen, die mit den zylindrischen axialen Abschnitten (36, 38, 50, 51, 52) des Stifts (1) zusammenwirken können und so angeordnet sind, dass sie in Richtung der Achse X des Stifts versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stift (1) wenigstens an den Verbindungsstellen zwischen zwei aufeinander folgenden zylindrischen axialen Abschnitten (36, 38, 50, 51, 52) kegelstumpfförmige Abschnitte (35, 37, 53, 54) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem eine Feder (10) umfasst, deren Enden (12, 13) mit Nuten (14, 15, 16) und mit Wulsten (17, 18) des Stifts zusammenwirken, um die jeweiligen axialen Positionen dieses Letzteren zu markieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Stift (1) sich außerdem um die Achse X drehen kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel zum Erfassen einer Drehung des Stifts umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erfassen einer Drehung des Stifts außerdem die Drehrichtung des Stifts und/oder seine Drehgeschwindigkeit bestimmen können.