DK146080B

DK146080B - PRESSURE BUTTON MECHANISM AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A SPRING AND RETURN BODY

Info

Publication number: DK146080B
Application number: DK93981A
Authority: DK
Inventors: Joern Thellufsen
Original assignee: Gnt Automatic As
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1981-03-02
Publication date: 1983-06-20
Also published as: DK146080C; DK93981A

Description

i 145080in 145080

Den foreliggende opfindelse angår en trykknapmekanis-me til påvirkning af et elektrisk kontaktorgan og omfattende en trykknap og et fjeder- og tilbageføringsorgan med snapvirkningskarakteristik bestående af en elastisk plade 5 eller folie, som indenfor en udskæring har en påvirkningsflade med mindst to arme, som danner bro over udskæringen, og hvor påvirkningsfladen og armene i upåvirket tilstand danner en hvælving.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a push button mechanism for actuating an electrical contact member and comprising a push button and a spring and return member having a snap action characteristic consisting of an elastic plate 5 or foil having, within a cut, an actuating surface having at least two arms forming a bridge. above the cut and where the impact surface and the arms in an unaffected state form a vault.

Fra dansk patentskrift nr. 137.586 kendes en tryklo knapmekanisme, hvor fjeder- og tilbageføringsorganet udgøres af tynde fjedertråde, som af en stilk med skråflader med indbyrdes forskellige hældninger på trykknappens underdel bøjes udad til siden ved knappens nedtrykning. Denne trykknapmekanisme har en bestemt ønsket karakteristik med 15 hensyn til indledende tilbageføringskraft på trykknappen, kvitterings- eller gennemtryksfomemmelse for operatøren og relativt lav afsluttende tilbageføringskraft. For at opnå dette stilles der ved den kendte konstruktion temmelig store krav til materialernes hårdhed og elasticitet, fjeder-2o trådenes indspænding og disses bæreplade, langs hvilken fjedrene glider, idet ujævnheder og eventuelt snavs kan blokere fjedrenes bevægelse.Danish Patent Specification No. 137,586 discloses a non-pressurized button mechanism in which the spring and return means are made up of thin spring threads, which are bent outwards to the side by the push of the button by a stem with inclined surfaces with mutually different slopes. This pushbutton mechanism has a particular desired characteristic with respect to initial pushback force on the pushbutton, receipt or push-through feel of the operator, and relatively low final pushback force. To achieve this, in the known construction, rather high demands are made on the hardness and elasticity of the materials, the tension of the spring-20 threads and their supporting plate, along which the springs slip, as unevenness and possibly dirt can block the movement of the springs.

Fra USA patentskrift nr. 4.o84.o71 kendes en trykknapmekanisme af den indledningsvis angivne art, hvor 25 fjeder- og tilbageføringsorganet udgør en del af selve det elektriske kontaktorgan, idet det er af elektrisk ledende materiale og forsynet med kontaktelementer, som ved organets nedtrykning bringes i berøring med underliggende faste kontaktelementer. Dette metalliske kontakt- og fje-3o derorgan er på ikke angivet måde deformeret til dannelse af en kuppelform af påvirkningsfladen og den indre del af fire diagonalt rettede arme, medens den ydre del af armene ligger plant. Ved nedtrykning af påvirkningsfladen danner dens kontaktelementer først kontakt med de faste kon-35 taktelementer, hvorefter der fremkommer en traditionel "oliekande"- eller snapvirkning. Der er ved dette metalorgan ikke nogen veldefineret bøjningszone af armene, men oliekandeeffekten fremkommer på mere eller mindre tilfæl- 146080 2 dige.steder, hvorved karakteristikken også er mindre veldefineret. En yderligere ulempe ved den kendte trykknapmekanisme er, at den på grund af sin dimensionering,og navnlig da den består af metal, kun muliggør en relativt lille 5 trykknapvandring, ligesom der kun kan forventes et begrænset antal bøjninger af metallet, før der opstår brud.From United States Patent No. 4,884,771, a push button mechanism of the kind mentioned in the preamble is known, wherein the spring and return means form part of the electrical contact element itself, being of electrically conductive material and provided with contact elements, as in the depression of the member. be brought into contact with underlying fixed contact elements. This metallic contact and spring member is in no way deformed to form a dome shape of the actuating surface and inner portion of four diagonally directed arms while the outer portion of the arms is flat. When depressing the impact surface, its contact elements first contact the fixed contact elements, after which a traditional "oil pot" or snap action is obtained. At this metal member there is no well-defined bending zone of the arms, but the oil pitcher effect appears at more or less random places, whereby the characteristic is also less well defined. A further disadvantage of the known push-button mechanism is that, due to its dimensioning, and especially since it is made of metal, it only allows a relatively small push-button walk, and only a limited number of bends of the metal can be expected before fracture occurs.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en trykknapmekanisme, som har en lignende karakteristik som den ovenfor først omtalte kendte konstruk-lo tion, men hvor ulemperne ved begge de nævnte kendte konstruktioner er undgået.The object of the present invention is to provide a push-button mechanism which has a characteristic similar to that of the above-mentioned prior art construction, but where the disadvantages of both the aforementioned known designs are avoided.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved, at fjeder- og tilbageføringsorganet er af plastmateriale, og at hver af armene er forsynet med mindst et præget hængsel.According to the invention this is achieved by the spring and return means being of plastic material and each of the arms being provided with at least one embossed hinge.

15 Ved prægningen af hængslerne frembringes umiddelbart på hængselstedet en nedsat bøjningsmodstand, og samtidig forlænges armene ved den materialeflytning, som finder sted, hvorved der umiddelbart fremkommer den hvælvede stilling af påvirkningsfladen og dennes arme, som medfører den 2o ønskede fjederkarakteristik med snapvirkning. Da prægningen af plastmaterialet medfører en strækning af dettes lange molekylkæder, opnås der herved en særdeles stor træk- og brudstyrke af hængslerne. Ved prægningen er det muligt at give hvælvingen den pilhøjde, man har brug for, 25 og således navnlig tilvejebringe en stor trykknapvandring sammenlignet med, hvad der kan opnås ved anvendelse af et fjederorgan af metal.15 When the hinges are embossed, a reduced bending resistance is immediately produced at the hinge site, and at the same time the arms are extended by the material flow which takes place, thereby immediately forming the arched position of the impact surface and its arms, which results in the desired spring characteristic with snap action. Since the embossing of the plastic material results in a stretch of its long molecular chains, a very high tensile and fracture strength of the hinges is thereby obtained. In embossing, it is possible to give the vault the arrow height needed, and thus in particular to provide a large push-button walk compared to what can be achieved by using a metal spring member.

Ved en særlig foretrukken udførelsesform for trykknapmekanismen ifølge opfindelsen er den elastisk bøjelige 3o plade eller folie af polyestermateriale, idet hængslerne herved er praktisk taget uopslidelige.In a particularly preferred embodiment of the push button mechanism according to the invention, the resiliently flexible polyester sheet or foil is of the hinges thereby being practically non-durable.

For at tilvejebringe en sikker styring af påvirkningsfladens bevægelse kan ifølge opfindelsen trykknappen være låst til påvirkningsfladen og have forud fastlagt 35 øverste og nederste stilling. Herved forhindres samtidig på simpel måde, at påvirkningsfladen føres for langt forbi sit klikpunkt.In order to provide a safe control of the movement of the impact surface, according to the invention, the push button may be locked to the impact surface and have predetermined the upper and lower positions. This also prevents the impact surface from passing too far past its click point in a simple way.

En sikker styring af påvirkningsfladen uden nævne- ...----·:'··:................. ' ZZ. .---- 3 146080 værdig kæntring af denne ved påvirkningsbevægelsen kan ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt opnås ved, at trykknappen på undersiden har en stilk, som er form- eller kraftbetinget fastholdt i et hul i påvirkningsfladen.Safe control of the impact surface without mention- ...---- ·: '··: .................' ZZ. According to the invention, it is expediently achieved that the push button on the underside has a stem which is formally or forcefully retained in a hole in the impact surface.

5 En særlig simpel og fordelagtig udførelsesform iføl ge opfindelsen er ejendommelig ved, at fjederorganet har to diametralt liggende arme. Herved opnås desuden, at nabovirkning undgås på trykknapmekanismer, der er indbyrdes forbundet vinkelret på armenes retning, lo En reduceret nabovirkning på i armenes retning ind byrdes forbundne trykknapmekanismer opnås ifølge opfindelsen ved, at fjederorganet er forbundet med yderligere fjederorganer i armenes længderetning ved hjælp af smalle, diagonalt beliggende forbindelsesstykker.A particularly simple and advantageous embodiment according to the invention is characterized in that the spring means has two diametrically located arms. Hereby it is furthermore achieved that neighboring action is avoided on pushbutton mechanisms which are mutually perpendicular to the direction of the arms. A reduced neighboring effect on inwardly linked pushbutton mechanisms according to the invention is obtained by the spring means being connected to additional spring means in the longitudinal direction of the arms. , diagonally located connectors.

15 Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af et fjeder- og tilbageføringsorgan med snapvirkningskarakteristik til anvendelse i en trykknapmekanisme ifølge krav 1 til påvirkning af et elektrisk kontaktorgan, og det for fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelige er, 2o at der i en elastisk bøjelig plade eller folie af plastmateriale og fortrinsvis polyesterfolie, udstanses huller, som afgrænser en påvirkningsflade, der med mindst to arme er forbundet med den udenfor hullerne liggende plade, og at hver af armene præges i tværretning på mindst et sted, 25 således at materiale flyttes i armenes længderetning for dannelse af hængselsteder og for opadhvælvning af påvirkningsfladen og dennes arme. Herved fås den ovennævnte simple og billige produktionsteknik.The invention further relates to a method for producing a spring and return member having a snap action characteristic for use in a push button mechanism according to claim 1 for actuating an electrical contact member, and the characteristic of the method according to the invention is that in an elastically flexible plate or foil of plastics material and preferably polyester foil, holes are punched which delimit an impact surface connected by at least two arms to the outside of the holes, and that each of the arms is embossed in transverse direction in at least one location so that material is moved in the longitudinal direction of the arms. formation of hinge sites and for upward vaulting of the impact surface and its arms. This provides the above simple and inexpensive production technique.

Ved en i praksis hensigtsmæssig udførelsesform for 3o fremgangsmåden ifølge opfindelsen udføres prægningen af hængslerne ved hjælp af ruller.In a practically convenient embodiment of the method according to the invention, the stamping of the hinges is carried out by means of rollers.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et tastatur bestående af flere indbyrdes 35 forbundne trykknapmekanismer ifølge opfindelsen, fig. 2 et i en trykknapmekanisme i fig. 1 indgående fjederorgan i større målestok og set fra oven, fig. 3 samme set i snit efter linien 3-3 .i fig. 2, 4 146080 fig. 4 en i trykknapmekanismen indgående trykknap set fra siden, fig. 5 samme set i en derpå vinkelret retning, og fig. 6 et lodret tværsnit gennem en trykknapmekanisme med 5 tilhørende kontaktorgan.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, in which fig. 1 shows a keyboard consisting of several interconnected push button mechanisms according to the invention; FIG. 2 shows a push button mechanism in FIG. 1 is a larger scale incoming spring member and seen from above; FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, 4 146080 FIG. 4 is a side view of a pushbutton included in the pushbutton mechanism; FIG. 5 shows the same in a direction perpendicular to it, and FIG. 6 is a vertical cross-section through a push button mechanism with 5 associated contact means.

På tegningen viser fig. 1 et tastatur bestående af i alt tolv sammenhængende trykknapmekanismer 1. Hver mekanisme 1 omfatter en trykknap 2 og et fjederorgan 3. Fjederorganerne 3 er som vist forbundet med hinanden i den ene retning ved hjælp af smalle, diagonalt 10 beliggende forbindelsesstykker 4 og 5 og i den anden retning ved hjælp af forbindelsesstykker 6 og 7. Fjederorganerne 3 kan naturligvis også anvendes enkeltvis eller i rækker.In the drawing, FIG. 1 shows a keypad consisting of a total of twelve continuous push button mechanisms 1. Each mechanism 1 comprises a push button 2 and a spring means 3. As shown, the spring means 3 are connected to each other in one direction by means of narrow, diagonally 10 connectors 4 and 5 and in the other direction by means of connectors 6 and 7. Of course, the spring means 3 can also be used individually or in rows.

Fjederorganet, der er vist tydeligere i fig. 2 og 3, består af en plastfolie, fortrinsvis en polyesterfolie, såsom Mylar eller lignende, 15 hvori der er udstanset dels huller 8 og 9 og dels et hul 10. Herved er der dannet en påvirkningsflade 11, som er forbundet med den uden for hullerne 8 og 9 liggende pladedel, ved hjælp af to arme 12 og 13. Den efter stanseoperationen plane folieflade er derefter præget ved hjælp af ruller (i en . udførelsesform med en diameter på 2,5 mm), som, medens 20 folien er understøttet på et plant underlag, presses ned på armene 12 og 13 i nærheden af disses ender som vist. Herved sker der en materialeflytning til siderne, som bevirker en delvis blivende forlængelse af armene og en materialetykkelsesreduktion under rullerne, således at der fremkommer steder med nedsat stivhed, som danner en slags hængsler 25 14, 15, 16, 17, der, som det er i og for sig kendt, pi denne måde får en særdeles stor styrke på grund af strækningen af materialets lange molekyler. På grund af den nævnte forlængelse af enheden bestående af påvirkningsfladen 11 og armene 12 og 13 vil denne nu af sig selv bue opad og antage en hvælvingform, som det fremgår af fig. 3.The spring means shown more clearly in FIG. 2 and 3, consists of a plastic film, preferably a polyester film, such as Mylar or the like, 15 in which punches 8 and 9 are punched and a hole 10. Thereby, an impact surface 11 is formed which is connected to it outside the holes. 8 and 9, plate members, by means of two arms 12 and 13. The foil surface planed after the punching operation is then stamped by means of rollers (in an embodiment of 2.5 mm diameter) which, while the foil is supported on a flat surface, pressed down on arms 12 and 13 near their ends as shown. This causes a material movement to the sides which causes a partial permanent extension of the arms and a material thickness reduction under the rollers, resulting in reduced stiffnesses which form a kind of hinges 25 14, 15, 16, 17 which, as is known per se, in this way obtain a very high strength due to the stretching of the long molecules of the material. Due to the said extension of the unit consisting of the actuating surface 11 and the arms 12 and 13, the latter will now of itself bend upwards and assume a vault shape, as can be seen in fig. Third

30 Den geometriske form af udskæringerne er, som det vil indses, medbestemmende for fjeder karakteristikken af hele fjederorganet, idet fodpunkterne for hvælvingen er eftergivende i afhængighed af materialemængden i og faconen af fjederorganets randsystem, der virker som en fjedrende ring. Der vil kunne være mere end to arme, og endvidere 35 kan hængselstedernes antal og placering ændres, ligesom prægningsdybden og andre prægningsparametre kan indstilles for at tilvejebringe en fjederkarakteristik med ønsket starttryk, snapvirkning og slutreturtryk.The geometric shape of the cut-outs is, as will be appreciated, co-determining the spring characteristic of the entire spring member, the footings of the vault being resilient depending on the amount of material in and the shape of the spring system's rim system acting as a resilient ring. There may be more than two arms, and in addition, the number and location of the hinge locations can be changed, as can the embossing depth and other embossing parameters can be set to provide a spring characteristic with desired starting pressure, snap action and final return pressure.

For at fastholde en trykknap 2 (se fig. 4 og 5) i hullet 10 i fladen 11 er trykknappens stilk 18 lidt under trykknaphovedet 20 forsynet med 146080 5 riller 19, og stilkens dimension er iøvrigt afpasset således efter hullet 10's dimension, at trykknappen 2 fikseres med snapvirkning i hullet.In order to hold a pushbutton 2 (see Figures 4 and 5) in the hole 10 in the surface 11, the stem of the pushbutton 18 is slightly below the pushbutton 20 provided with grooves 19, and the dimension of the stem is further adapted to the dimension of the hole 10 that the pushbutton 2 fixed with snap action in the hole.

Fig. 6 viser trykknapmekanismen 1, 2, 3 placeret mellem en dæk-plade 21, som trykknappen 2‘s krave 22 ligger an imod, og en under-5 støtningsplade 23 for fjederorganet 3. Trykknappen og påvirkningsfladen 11 er herved styret og begrænset i deres bevægelse. Rillerne 19 på trykknapstilken 18 skal naturligvis være placeret således, at fjederorganets klikpunkt passeres. Under trykknapmekanismen er i fig. 6 vist et elektrisk kontaktorgan 24, som aktiveres af enden af stilken 18.FIG. 6 shows the pushbutton mechanism 1, 2, 3 located between a cover plate 21 against which the collar 22 of the pushbutton 2 abuts and a support plate 23 for the spring member 3. The pushbutton and the actuating surface 11 are hereby controlled and restricted in their movement. . Of course, the grooves 19 on the pushbutton stem 18 must be positioned so that the click point of the spring member is passed. Under the push button mechanism, FIG. 6 shows an electrical contact member 24 actuated by the end of the stem 18.

10 Dette kontaktorgan er på ikke nærmere vist måde monteret i en nøjagtig afstand fra trykknapmekanismen til at sikre kontaktslutning på det korrekte sted under knappens nedtrykningsbevægelse, således at den ved fjederorganets snapvirkning fremkaldte gennemtrykningsfornemmelse først fremkommer, efter at kontaktslutningen er sket.10 This contact means is not mounted in a precise manner from the push-button mechanism to ensure contact closure at the correct location during the push-down movement of the button, so that the push-in feeling caused by the snap action of the spring means only emerges after the contact closure has occurred.

15 Trykknapmekanismen kan som nævnt ovenfor anvendes enkeltvis, i række eller i et fladeformet tastatur, og i det sidstnævnte tilfælde vil det ses, at den indbyrdes påvirkning ved nedtrykning af en trykknap er forsvindende i en retning vinkelret på armene 12, 13, medens den er reduceret til et minimum i armenes retning på grund af den nævnte 20 svage diagonale forbindelse ved 4 og 5.As mentioned above, the push-button mechanism can be used individually, in a row or in a flat-shaped keyboard, and in the latter case it will be seen that the mutual influence of depressing a push-button is vanishing in a direction perpendicular to the arms 12, 13, while reduced to a minimum in the direction of the arms due to said 20 weak diagonal connections at 4 and 5.

Claims

146080 Patent Claims.

A pushbutton mechanism for actuating an electrical contact member (24) and comprising a pushbutton (2) and a spring and return member (3) having snap action characteristics consisting of an elastic flexible plate or foil as within a cutout (8.9 ) has an impact surface (11) with at least two arms (12,13) which bridges the cutout, and wherein the impact surface (11) and the arms (12, 13.) in an unaffected state form an arch, characterized in that: the spring and return member (3) is of plastic material and each of said arms (12,13) is provided with at least one embossed hinge (14,15,16,17).

Push-button mechanism according to claim 1, characterized in that the elastically flexible sheet or foil is made of polyester material.

Push-button mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the push-button (2) is locked to the actuating surface (11) and has predetermined upper and lower positions. Push-button mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that the push-button (2) on the underside has a stem (18) which is formally force-conditioned (at 19) in a hole (1o) in the actuating surface (11). ).

Push-button mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring means (3) has two diametrically located arms (12, 13).

Push-button mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that the arms 30 (12, 13) are provided with a hinge (14, 15, 16, 17) at each of their ends.

Push-button mechanism according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring member (3) is connected in the longitudinal direction of the arms to further spring means by means of narrow diagonally located connecting pieces (4,5).

8. A method of manufacturing a spring and return member having a snap action characteristic for use