DE69802990T2 - Druckknopfschalter mit Klang und Fühl Wirkungen - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft, eine Impuls-Drucktaste in der Art eines röhrenförmigen Drückers, der koaxial in einem zylindrischen Körper eingelagert ist, um auf elektrische Kontakte einzuwirken, die im Körper translationsgesteuert sind und von, einer Rückstellfeder beansprucht werden. Eine solche Drucktaste ist zum Beispiel in EP-A-0 721 196 beschrieben.
• Solche Impuls-Drucktasten, auch Tasten mit einfachem Druck genannt, sind allgemein bekannt. Der Benutzer drückt einen Finger auf die Drucktaste, die sich senkt und elektrische Kontakte durchschaltet; Wenn der Benutzer seinen Druck auf die Drucktaste losläßt, geht diese unter Wirkung der Rückstellfeder wieder zurück und somit kehren die elektrischen Kontakte in ihren Ausgangszustand zurück und nehmen ihre Ausgangsposition ein.
• Es ist von Nachteil, daß man bei den bekannten Impuls-Drucktasten und Tasten mit einer abhängigen Wirkung keine Ton- oder Tastrückmeldung erhalten kann, die für die ordnungsgemäße Wirkung der Kontakte kennzeichnend ist. Es ist andererseits bekannt, Drucktasten mit plötzlicher Unterbrechung zu realisieren, bei welchen man eine plötzliche Schaltwirkung erhält, z. B. mittels Überschreiben eines toten Punktes der Federn; bei diesen Drucktasten mit plötzlicher Unterbrechung ist die Schaltung von einem Ton- oder Tasteffekt begleitet, erfordert jedoch natürlich das Vorhandensein eines Mechanismus zur plötzlichen Unterbrechung.
• Bei den. Drucktasten mit Verankerung, auch "Druck- Druck" oder Doppeldruck-Tasten genannt ist es bekannt, eine Nocke mit Verankerungszone, zum Beispiel in Form eines Herzens sowie eine Nadelfeder zu verwenden, um am Ende der Senkbewegung des Drückers das Verankern der Nadelfeder in der Verankerungszone der Nocke zu erhalten, das das Heben der Drucktaste verhindert; beim folgenden Einwirken auf die Drucktaste setzt sich die Nadelfeder anläßlich der Senkbewegung des Drückers von der Verankerungszone frei und somit kann sich dieser frei heben. Ein solcher Mechanismus ist jedoch von einer spezifischen Verankerung je nach Art der betreffenden Taste abhängig.
• Ziel der Erfindung ist es, eine Ton- und Tastrückmeldung einer einfachen Drucktaste mit abhängiger Wirkung d. h. ohne plötzliche Unterbrechung, an den Benutzer zu realisieren, wobei diese Rückmeldung kennzeichnend für das ordnungsgemäße Funktionieren der Drucktaste ist und durch einfache Mittel erhalten wird.
• Erfindungsgemäß hat die Drucktaste eine Wand, ausgestattet mit einer Nocke, die mit einem aktiven Teil, z. B. Endteil einer Feder in Nadelform zusammenwirkt, wobei diese Nadelfeder zudem in einen Körper eingelassen ist und je nach Beanspruchung durch die Nocke Energie speichert; andererseits hat die Nocke ein Profil ausgestattet mit mindestens einem Umkehrpunkt, wobei dieses Profil vom aktiven Teil der Nadelfeder vollkommen und ohne Halteverankerung nach einem Betätigungszyklus der Drucktaste zurückgelegt wird; und schließlich weist die Wand einen Vorsprung auf, der mit dem Umkehrpunkt verbunden ist, um einen Sprung des aktiven Teils der Nadelfeder zu ermöglichen.
• Man erhält somit auf eine sehr einfache Art durch das Vorhandensein einer Schleifen-Nocke und einem verbundenen Vorsprung den gewünschten. Ton- und Tasteffekt.
• Vorzugsweise ist der Endteil der Nadelfeder eine Krümmung deren Radialende in der Lage ist, am Boden des Vorsprungs anzustoßen, sobald dieser von der Krümmung überschritten wird.
• Die Beschreibung erfolgt nachstehend anhand einer Realisierungsart der Erfindung auf nicht erschöpfende Art und in Hinblick auf die beigelegten Zeichnungen.
• - Die Fig. 1 stellt einen Achsenschnitt einer Drucktaste 1t. Erfindung dar.
• - Die Fig. 2 ist eine Vergrößerung des Details A der Fig. 1.
• - Die Fig. 3 ist die Ansicht nach B des Details der Fig. 2.
• - Die Fig. 4 zeigt die Nocke der Drucktaste in Perspektive.
• - Die Fig. 5A bis 5E zeigen die relativen Bewegungsphasen der Nocke und der Nadel während einem Betätigungszyklus der Drucktaste.
• - Die Fig. 6 zeigt eine Realisierungsvariante der Nocke.
• Die in Fig. 1 dargestellte Impuls-Drucktaste enthält einen röhrenförmigen Körper 10 in einer allgemeinen, zylindrischen Form mit einer Achse X, ausgestattet mit einem ausgebauchten Kopf 11 im Verhältnis zu einem Schaft 12. Im Körper 10 ist koaxial ein Drücker 20 in einer allgemeinen, zylindrischen Form angebracht, der aus einem oberen, ausgebauchten Teil 20a besteht um im Kopf 11 eingelagert zu werden und aus einem unteren Teil 20b, der mit dem Teil 20a verbunden und im Schaft 12 beweglich ist; der Drücker ist im Körper 10 so beweglich, daß er sich als Auswirkung auf einen, auf den oberen Teil 20a ausgeübten Druck nach der Achse X verschieben kann, im Gegensatz zur Wirkung einer spiralförmigen, koaxialen Nadelfeder 21, wobei sie gleichzeitig um X drehimmobilisiert ist. Der Drücker ist in der gehobenen Stellung durch nicht dargestellte Anschlagmittel im Körper angehalten. Der Begriff zylindrisch muß im weiten Sinne verstanden werden und umfaßt ebenfalls prismatische oder analoge Formen.
• Die Führung und die Drehbeibehaltung des Drückers erfolgen mittels entsprechenden Formen, wie z. B. in 13 und 22 angegeben. Der Drücker 20 ist auf dichte Weise mittels einer Dichtung 14 mit dem Körper verbunden und bildet im Innern eine Kammer 23, in welcher eine Leuchtanzeige eingelagert werden kann.
• Der Drücker 20 hat an seinem zylindrischen Umfang eine Wand 24 und an der Außenseite 25 dieser Wand eine Nocke 30, die mit einem aktiven Teil 16, vorzugsweise ein radial zur Achse X gebogener Endteil, einer Feder in Schnapp - oder Analogform zusammenwirkt. Das Ende 16a, das sich zur Achse X des Endteils 16 hin befindet, wird gegen die Seite 25 gedrückt. Das andere Endteil 17 der Nadel 15 ist in einer Lagerung 18 des unteren Endes des Körpers 10 eingelassen.
• Hierbei muß darauf hingewiesen werden, daß die Nadel 15 sich in eine Richtung X1 parallel zu X, der zylindrischen Wand des Schafts 12 entlang erstreckt und vorzugsweise in einer Rille oder einem Spalt 19 dieses letzteren. Wie dies nachstehend beschrieben wird, wird die Nadel 15 so der Nocke unterworfen, um mittels Biegung eine Energie anzusammeln, die es ermöglicht, den gewünschten Tast- und Toneffekt verbunden mit einem Aufschlageffekt aufgrund der Entweichung seines Endes auf entsprechende Formen der Seite 25 zu erzielen.
• Die Nocke 30 hat in etwa die Form eines Parallelogramms mit zwei Seiten 32, 34, die im wesentlichen parallel zur Achse X des Körpers laufen sowie zwei andere, schräge Seiten 31, 33. Die schräge Seite 33, die sich dem Kopf 11 der Drucktaste zu befindet, hat eine flache oder konvexe Form ohne Diskontinuität und die schräge Seite 31 der Nocke, die sich dem Kopf gegenüber befindet, kann auch eine kontinuierliche Form haben (siehe Fig. 5A-5E) oder eine Diskontinuität aufweisen die einen Tastwiderstand bewirkt (siehe Fig. 6). Die Nocke bietet einen Umkehrpunkt 35 (Spitzer Winkel des Parallelogramms) am Übergang zwischen den Seiten 32, 33 und einen anderen Umkehrpunkt 36 am Übergang zwischen den Seiten 34 und 31.
• Andererseits besitzt die Außenseite 25 der Wand 24 eine leicht ansteigende Rampe 26a, um das Ende 16a der Krümmung 16 der Nadel 15 der Seite 31 entlang zu führen und eine Mulde oder eine Volumenminderung gemäß 26b, angrenzend an die Rampe 26a, um einen Vorsprung 27 neben einem Umkehrpunkt 35 zu berücksichtigen; zudem ist eine leicht ansteigende Rampe 28a vorgesehen, um das Ende 16ä der Krümmung 16 der Seite 34 entlang zu führen und eine Volumenminderung 28b, angrenzend an die Rampe 28a, um einen Vorsprung 29 neben einem Umkehrpunkt 36 zu berücksichtigen.
• Die beschriebene Drucktaste funktioniert folgendermaßen.
• Die Ausgangsposition ist in den Fig. 1 und 5A dargestellt; in dieser Position befindet sich die Drucktaste 20 im Anschlag gegen ein Element des Körpers, wobei die obere Seite der Krümmung 16 sich direkt neben der unteren Seite 31 der Nocke 30 befindet oder auf dieser Seite aufliegt, wobei die Nadel in Ruhestellung ist.
• Wenn ein Benutzer die Drucktaste durch Druck mit einem Finger auf den oberen Teil 20a betätigt, senkt sich der Drücker 20 und mit ihm die Nocke 30 (Fig. 5B) so, daß die Seite 31 der Nocke die Krümmung 16 der Nadel 15 nach links verdrängt; diese biegt sich und bleibt gebogen, wobei die Krümmung 16 auf die Seite 32 der Nocke, bis zum Umkehrpunkt 35 (siehe Fig. 5C) gleitet; bei Überschreiten des Vorsprungs 27, verbunden mit dem Punkt 35, gibt das Ende 16a der Krümmung 16, wenn es den Boden der Volumenminderung 26b erreicht, die angesammelte Energie zurück. Der Benutzer hört somit einen anzeigenden Ton, daß die gewünschte Betätigung durchgeführt wurde und sein Finger fühlt gleichzeitig eine, über die Nocke und den Drücker übermittelte Reaktion. Die Kammer 23 innerhalb des Drückers löst den Toneffekt aus.
• Beim Heben bewirkt der Drücker das Biegen der Nadel nach rechts (siehe Fig. 5D) in Folge des Gleitens der Seite 33 der Nocke gegen die Krümmung 16. Und schließlich steigt das Ende 16a der Krümmung 16 auf die Rampe 28a und, wenn die Krümmung den Umkehrpunkt 36 und den damit verbundenen Vorsprung 29 überschreitet (Fig. 5E) stößt sie an die Seite 25 in der Volumenminderung 28b, so daß der Benutzer wie bereits vorher einen Ton und eine Tastreaktion wahrnimmt. Natürlich können die Umkehrpunkte, Rampen und Vorsprünge so dimensioniert werden, um zum Beispiel die erste Anzeige zu bevorzugen (Vorsprung 27). Gleichermaßen kann nur ein einziger Vorsprung vorgesehen werden.
• In der Fig. 6 wird eine Variante vorgestellt, in welcher eine Diskontinuität 37 an der Seite 31 der Nocke 30 vorgesehen ist, um einen Tastwiderstand am Beginn der Betätigung zu markieren. Die als Beispiel genannten Nocken können natürlich andere, gleichwertige Formen annehmen.

Claims (6)

1. Impulsdrucktaste, die einen röhrenförmigen Drücker (20) enthält, der mit einer Wand (24) ausgestattet und koaxial in einem röhrenförmigen Körper (10) eingelagert ist, um auf elektrische Kontakte einzuwirken, die im Körper translationsgesteuert sind und von einer Rückstellfeder beansprucht werden, gekennzeichnet dadurch, daß:

- die Wand (24) des Drückers eine Nocke (30) enthält, die mit einem aktiven Teil (16) einer Feder (15) in Form einer Nadel zusammenwirkt, wobei diese Nadel übrigens in einem Körper eingelassen ist und je nach Beanspruchung durch die Nocke Energie speichert,

- die Nocke (30) ein Profil hat, mit mindestens einem Umkehrpunkt (35), wobei dieses Profil vom aktiven Teil der Nadel ohne Verankerung zur Beibehaltung im Verlauf eines Betätigungszyklus des Drückers vollkommen zurückgelegt wird und die Außenseite (25) der Wand (24) einen Vorsprung (27) aufweist, der mit einem Umkehrpunkt verbunden ist.

2. Drucktaste nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil (16) der Nadel ein Endteil in gekrümmter Form ist, dessen Ende (16a) imstande ist, den Boden des Vorsprungs (27) beim Überschreiten dieses durch die Krümmung, zu berühren.

3. Drucktaste nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Nocke (30) zwei Umkehrpunkte (35, 36) und die Außenseite (25) der Wand (24) zwei entsprechende Vorsprünge (27, 29) enthält, um ein plötzliches Hemmen eines Endes (16a) des aktiven Teils (16) der Nadel an jedem der zwei Umkehrpunkte auszulösen.

4. Drucktaste nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (30) in etwa die Form eines Parallelogramms hat, mit zwei Seiten (32, 34) die zum Großteil parallel zur Achse (X) des Körpers (10) laufen und zwei schräge Seiten (31, 33), wobei die schräge Seite (33) die sich zum Kopf (11) der Drucktaste hin befindet eine ununterbrochene, flache oder konvexe Form hat.

5. Drucktaste nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Seite (31) der Nocke (30), die sich dem Kopf (11) gegenüber befindet, eine Diskontinuität (37) aufweist, die einen Tastwiderstand bewirkt.

6. Drucktaste nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (15) sich parallel zur Achse (X) des Körpers (10) in einem Schlitz oder einer Spalte (19) des Körpers ausbreitet.