EP0164388B1 - Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik - Google Patents

Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik Download PDF

Info

Publication number
EP0164388B1
EP0164388B1 EP19850900159 EP85900159A EP0164388B1 EP 0164388 B1 EP0164388 B1 EP 0164388B1 EP 19850900159 EP19850900159 EP 19850900159 EP 85900159 A EP85900159 A EP 85900159A EP 0164388 B1 EP0164388 B1 EP 0164388B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base element
key
force
stationary
key according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP19850900159
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0164388A1 (de
Inventor
Miklós HOMOK
Péter Pál KÖVES
Endre Nagy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Szamitastechnikai Kutato Intezet Es Innovacios Koe
Original Assignee
SZAMITASTECH KOORD
Szamitastechnikai Kutato Intezet Es Innovacios Kozpont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SZAMITASTECH KOORD, Szamitastechnikai Kutato Intezet Es Innovacios Kozpont filed Critical SZAMITASTECH KOORD
Priority to AT85900159T priority Critical patent/ATE34485T1/de
Publication of EP0164388A1 publication Critical patent/EP0164388A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0164388B1 publication Critical patent/EP0164388B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/02—Energy stored by the attraction or repulsion of magnetic parts

Definitions

  • the invention relates to a push button with a non-linear displacement-force characteristic with an immovable part, in which an upper part which is movable by pressing the key is arranged on a limited path, a base part being separated from the upper part in the rest position within the walls of a recess of the immovable part is located, when the push button pushes the upper part along a movement path, with a sensor element that uses the relative movement of the base part relative to the immovable part to trigger the switching function, the immovable part and the base part being ferromagnetic parts, at least part of which is permanently magnetic, contained, whereby a magnetic circuit formed by the ferromagnetic parts generates a force by which the base part and the upper part are held in the starting position or returned to the starting position.
  • the various keyboards represent particularly important elements in terms of human-machine relations, and their ergonomically advantageous training must be carried out with great care, since the effectiveness of the work of the operating personnel can be influenced by them. These problems are particularly noticeable in the practice of computing.
  • the path-force characteristic which is advantageous in ergonomic terms, includes a section in which an unambiguous drop in the force is associated with an extension of the path, as a result of which the operator is made to feel the “snap action” of the pushbutton.
  • the section of the displacement-force characteristic characterized by a negative angle of inclination is generally realized by parts which are exposed to a large amount of wear or by using spring elements, the non-linearity of which is determined in each case by a corresponding construction.
  • One of the simplest of the universally usable, known pushbuttons is that of the type FUJITSU FEES-833.
  • This pushbutton an attachment part is formed on a movable part that is moved against a spring by pressing the pushbutton.
  • This attachment part strikes and moves an attachment which is formed on the stationary part and which adjoins it elastically and moves it.
  • the desired characteristic section results from the cancellation of the additional compressive force after passing through the elastic attachment.
  • a disadvantage of this push button is that the attachment parts are exposed to relatively heavy wear.
  • the push button used does not contain any parts that are subject to wear in the above sense, but uses the deflection of coil springs in such a way that a switch or sensor element is actuated by rotating a preferably mounted plate to a degree corresponding to the angle of the deflection.
  • the characteristic marked with a negative angle of inclination results from the difference in the forces required to compress the spring along its longitudinal axis and in the bent state. With the usual dimensional limits, this difference in force is relatively small. This solution cannot be used in constructions in which the path covered by the push button or the height of the push button is small.
  • a section of the displacement-force characteristic provided with a negative inclination angle is also realized with pushbuttons formed with membranes. These are used in less ergonomic and inexpensive devices such. B. used in calculators. In addition to the usual size limits - apart from the pushbuttons with rubber bell - the diaphragm springs only allow a short switching travel. The spring elements made of rubber and similar material, due to the internal friction resulting from the properties of the material, ensure only a realistically low actuation frequency and give the operator a less certain feeling of "tipping over".
  • This group of push buttons includes the push buttons disclosed in DE-B-1 118 315 and DE-B-1 665 733.
  • DE-B-2 514131 describes a push button which also has ferromagnetic parts.
  • the purpose of the ferromagnetic parts is not to generate a non-linear path-force characteristic, but rather to trigger a switching process.
  • the object is achieved by the invention to provide a pushbutton of the type mentioned at the outset which has relatively small dimensions with a simple structure.
  • the base part is designed as a freely movable part within the recess in several degrees of freedom, which can be tilted around the stop point of the upper part when the pushbutton is pressed, upper and lower stop surfaces limiting the tilting movement, and self-adjustment in the end positions condition, and that the ferromagnetic element of the base part is electrically conductive and at the same time forms the movable part of the sensor element detecting the movements.
  • the invention is based on the knowledge that an ergonomically favorable path-force characteristic with a negative inclination angle in push buttons can be realized either only by magnetic force action or also by a combination of the spring force of the spring elements with linear characteristics and magnetic force action usually used for push buttons .
  • the magnetic force between two bodies with ferromagnetic properties depends on the resistance of the magnetic circuit. If paramagnetic sections are inserted into the magnetic circuit or their dimensions are enlarged, the measurable force can suddenly decrease.
  • the modern soft or hard magnetic materials are capable of exerting the forces usual with pushbuttons, and by means of these materials both electrically insulating (manufactured by powder metallurgical methods) and electrically conductive molded bodies can be produced in mass production.
  • the movement characteristic of the magnetic force can be influenced by the change in the magnetic resistance of the magnetic circuit used, depending on the movement.
  • the solution can be combined with the spring elements generally used in pushbuttons.
  • the keyboards which are provided with pushbuttons that generate an electrical output signal, are constructed in such a way that the individual pushbuttons are attached to a common carrier plate, preferably to a printed circuit board. To ensure sufficient strength, this must be provided with stiffening elements.
  • the push button designed according to the invention can be designed in a preferred embodiment so that the soft ferromagnetic element of the immovable part is designed as a common element of the entire keyboard and simultaneously serves as a support and stiffening element.
  • the push button according to the invention can preferably be used with switching and sensor elements, the function of which is based on the change in a magnetic field strength.
  • Such elements are e.g. B. the elements based on the Hall effect, reed relays or induction sensors etc.
  • the built-in serve from the start. Permanent magnet and the magnetic circuit formed in its vicinity have a dual purpose and can simultaneously actuate a magnetic switch and a sensor element.
  • the solution according to the invention can also preferably be used in pushbutton constructions which are provided with sensors which work on changing capacitance, the / n / ferromagnetic / n / insert / n / or parts of the movable part and / or the immovable part simultaneously consisting of electrically conductive material can form movable and / or fixed conductor of the capacitor.
  • FIG. 1 illustrates a design scheme illustrating the operation of the various embodiments.
  • the push button according to the invention consists of an immovable part 4, a stop surface 5, which is formed in the immovable part 4, from below, and a movable part.
  • the movable part is provided with an upper part 2 which can be moved on a limited path and a base part 3 which is separate therefrom and which is freely movable in a space delimited by the wall of the recess formed in the immovable part 4.
  • a magnetic circuit is formed between the immovable part 4 and the base part 3 such that the immovable part 4 contains a ferromagnetic element, while the base part 3 is made of ferromagnetic material or also contains a ferromagnetic element, at least one of the ferromagnetic elements being a permanent magnet is formed, and the magnetic circuit provides the force required for returning the movable part and for holding it in the starting position.
  • the base part 3 of the embodiment shown in FIG. 1 can be moved out of its initial position by a stop with the push rod of the upper part 2 and can tilt about the stop point.
  • the base part 3 presses in its initial position against an upper stop surface 6 of the immovable part 4 and also holds the upper part 2 in a position corresponding to the initial position.
  • the pushbutton is pressed, the base part 3 remains as long as in its starting position the compressive force is smaller than the magnetic force belonging to the starting position.
  • the distance between the ferromagnetic elements increases and the magnetic force effect decreases very quickly, which gives the operator an ergonomically favorable feeling similar to tipping.
  • the striking base part 3 assumes a position in the end position which is determined by the lower stop surface 5. If the base part 3 is tilted in the intermediate positions, this is determined depending on the dimensions by the partial stop on the lower or upper stop surface 5, 6.
  • the magnetic force in the end position of the movable part moves the base part 3 and the top part 2 abutting against it in the direction of the starting position, the restoring force rapidly increasing when the distance is reduced.
  • the resulting displacement-force characteristic depends on whether the magnetic forces acting on the base part 3 generate a torque. If the impact surface of the upper part 2 on the base part 3 is designed such that the resultant from the magnetic forces acting on the base part 3 and the forces exerted on the base part 3 by means of the upper part 2 does not generate any torque, the base part moves 3 parallel to its basic position when the pushbutton is pressed, ie tip-free.
  • the ferromagnetic element of the immovable part 4 is a permanent magnet which is designed as a common component for a plurality of pushbuttons.
  • the displacement force is Characteristic determined by the spring element.
  • the spring force "shoots" the base part over into its other end position. The shift feeling is caused by the drop in spring force. The rapid movement of the base part, which takes place at a speed exceeding the speed of the top part, can be advantageous in the case of a large number of different switching and sensor elements.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drucktaste mit nichtlinearer Weg-Kraft-Charakteristik mit einem unbeweglichen Teil, in dem ein durch Drücken der Taste auf einer begrenzten Bahn bewegliches Oberteil angeordnet ist, wobei sich innerhalb der Wandungen einer Ausnehmung des unbeweglichen Teils ein in Ruhestellung vom Oberteil getrenntes Grundteil befindet, an das bei Betätigung der Drucktaste das Oberteil entlang einer Bewegungsbahn anstößt, mit einem Fühlerelement, das die relative Bewegung des Grundteils gegenüber dem unbeweglichen Teil zur Auslösung der Schaltfunktion nutzt, wobei das unbewegliche Teil und das Grundteil ferromagnetisch Teile, von denen mindestens ein Teil permanent magnetisch ist, enthalten, wodurch ein von den ferromagnetischen Teilen gebildeteter Magnetkreis eine Kraft erzeugt, durch die das Grundteil und das Oberteil in der Ausgangslage gehalten bzw. in die Ausgangslage zurückgeführt werden.
  • Die verschiedenen Klaviaturen stellen in der Beziebung Mensch-Maschine besonders wichtige Elemente dar, deren auch in ergonomischer Hinsicht vorteilhafte Ausbildung mit großer Sorgfalt durchzuführen ist, da durch sie die Effektivität der Arbeit des Bedienungspersonals beeinflußt werden kann. Diese Probleme machen sich vor allem in der Praxis der Rechentechnik bemerkbar. In diesem Zusammenhang ist eine der besten Zusammenfassungen der verschiedenen Gesichtspunkte in dem Fachbuch A. Chakir "Visual Display Terminals" (John Wiley and Sons, Chichester, New York - Brisbane, Toronto, 1980) aufzufinden. Die in ergonomischer Hinscht vorteilhafte Weg-Kraft-Charakteristik beinhaltet eine Abschnitt, in dem einer Verlängerung des Weges ein eindeutiger Abfall der Kraft zugeordnet ist, wodurch bei dem Bediener das Gefühl des "Umkippens" (snap action) der Drucktaste hervorgerufen wird.
  • Der durch einen negativen Neigungswinkel charakterisierte Abschnitt der Weg-Kraft-Charakteristik wird allgemeinen durch Teile realisiert, die einer großen Abnutzungsbeanspruchung ausgesetzt sind, oder durch Verwendung von Federelementen, deren Nichtlinearität jeweils durch eine entsprechende Konstruktion bestimmt wird.
  • Von den universell benutzbaren, bekannten Drucktasten ist eine der einfachsten die des Typs FUJITSU FEES-833. Bei dieser Drucktaste ist an einem durch Drücken der Drucktaste gegen eine Feder bewegten, beweglichen Teil ein Ansatzteil ausgebildet. Dieser Ansatzteil schlägt auf einem an dem feststehenden Teil ausgebildeten und sich daran elastisch anschliessenden Ansatz auf und bewegt diesen. Der gewünschte Charakteristikabschnitt ergibt sich aus dem Aufheben der Zusatzdruckkraft nach dem Passieren des elastischen Ansatzes. Ein Nachteil dieser Drucktaste ist der daß die Ansatzteile einer verhältnismässig starken Abnutzung ausgesetzt sind.
  • Die von der Firma KEYTRONIC CORP. verwendete Drucktaste beinhaltet keine im obigen Sinne einem Verschleiß ausgesetzten Teile, sondern nutzt die Ausbiegung von Schraubenfedern derart, daß durch Verdrehung eines vorzugsweise gelagerten Plättchens in einem dem Winkel der Ausbiegung entsprechendem Maß ein Schalter- oder Fühlerelement betätigt wird. Die mit negativem Neigungswinkel gekennzeichnete Charakteristik ergibt sich durch den Unterschied der erforderlichen Kräfte zum Zusammendrücken der Feder entlang ihrer Längsachse und im ausgebogenen Zustand. Bei den üblichen Maßbegrenzungen ist dieser Kraftunterschied verhältnismässig klein. Diese Lösung ist in Konstruktionen, bei denen der durch Drücken der Taste zurückgelegte Weg oder die Höhe der Drucktaste klein ist, nicht verwendbar.
  • Ein mit negativem Neigungswinkel versehener Abschnitt der Weg-Kraft-Charakteristik wird auch bei mit Membranen ausgebildeten Drucktasten realisiert. Diese werden bei in ergonomischer Hinsicht weniger anspruchsvollen und billigen Vorrichtungen, z. B. in Taschenrechnern, verwendet. Die Membranfedern ermöglichen neben den üblichen Massbegrenzungen - von den Drucktasten mit Gummiglocke abgesehen - nur einen kurzen Schaltweg. Die aus Gummi und ähnlichem Material ausgebildeten Federelemente gewährleisten infolge der sich aus den Eigenschaften des Materials ergebenden inneren Reibung nur eine realitiv kleine Betätigungsfrequenz und rufen ein weniger sicheres Gefühl des "Umkippens" bei dem Bediener hervor.
  • Eine andere Möglichkeit, einen mit negativem Neigungswinkel versehenen Abschnitt der Weg-Kraft Charakteristik zu erzeugen, bieten Konstruktionen mit Permanentmagneten. Zu dieser Gruppe von Drucktasten gehören die in der DE-B-1 118 315 und der DE-B-1 665 733 offenbarten Drucktasten.
  • In der DE-B-2 514131 ist eine Drucktaste beschrieben, die ebenfalls ferromagnetische Teile aufweist. Jedoch haben die ferromagnetischen Teile nicht den Zweck, eine nichtlineare Weg-Kraft Charasteritik zu erzeugen, sondern sie dienen dazu, einen Schaltvorgang auszulösen.
  • Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Drucktaste der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die relativ kleine Abmessungen bei einfachem Aufbau aufweist.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Grundteil als innerhalb der Ausnehmung in mehreren Freiheitsgraden freibewegliches Teil ausgebildet ist, das bei Betätigung der Drucktaste um die Anschlagstelle des Oberteiles herum kippbar ist, wobei obere und untere Anschlagflächen die Kippbewegung begrenzen, sowie eine Selbsteinstellung in den Endstellungen bedingen, und daß das ferromagnetische Element des Grundteiles elektrisch leitend ist und gleichzeitig den beweglichen Teil des die Bewegungen erfassenden Fühlerelementes bildet.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine in ergonomischer Hinsicht günstige Weg-Kraft-Charakteristik mit negativem Neigungswinkel bei Drucktasten entweder nur durch magnetische Krafteinwirkung oder auch durch Kombination von der Federkraft der bei Drucktasten üblicherweise verwendeten Federelemente mit linearer Charakteristik und von magnetischer Krafteinwirkung realisierbar ist.
  • Wie bekannt, hängt die magnetische Kraftwirkung zwischen zwei Körpern mit ferromagnetischen Eigenschaften von dem Widerstand des magnetischen Kreises ab. Wenn in den magnetischen Kreis paramagnetische Abschnitte eingefügt werden oder deren Abmessungen vergrössert werden, kann sich die meßbare Kraft schlagartig verringern.
  • Die modernen weich- bzw. hartmagnetischen Stoffe sind auch bei relativ kleinen Abmessungen fähig, die bei Drucktasten üblichen Kräfte auszuüben und mittels dieser Stoffe sind sowohl elektrisch isolierende (durch pulvermetallurgische Methoden hergestellte) als auch elektrisch leitende Formkörper in der Massenproduktion erzeugbar.
  • Da die erfindungsgemässe Lösung im wesentlichen die Eigenschaften der Materialien der Konstruktion ausnutzt ist eine Vielzahl von Ausführungsformen bei der Gestaltung der Form gemäß sonstigen vorzugsweisen Gesichtspunkten realisierbar und die Zahl der Möglichkeiten kann weiterhin durch die Anwendung von unterschiedlichen, bei Drücken der Drucktaste sich elastisch deformierenden Federelementen und von unterschiedlichen, die Bewegung unmittelbar oder mittelbar nutzenden Schalt- bzw. Fühlerelementen erhöht werden.
  • Die Bewegungscharakteristik der Magnetkraft kann durch die in Abhängigkeit von der Bewegung erfolgte Änderung des Magnetwiderstandes des verwendeten magnetischen Kreises beeinflußt werden.
  • In Konstruktionen mit einem längeren Betätigungsweg oder in solchen, bei denen die nichtlineare Charakteristik auf einen Abschnitt des Betätigungsweges begrenzt werden soll, kann die Lösung mit den bei Drucktasten allgemein verwendeten Federelementen kombiniert werden.
  • Die Tastaturen, die mit Drucktasten versehen sind, die ein elektrisches Ausgangssignal erzeugen sind derart aufgebaut, daß die einzelnen Drucktasten auf eine gemeinsame Trägerplatte, vorzugsweise auf eine Leiterplatte angebracht werden. Zur Gewährleistung, einer ausreichenden Festigkeit, ist diese mit Versteifungselementen zu versehen. Die erfindungsgemäß ausgebildete Drucktaste kann in einer vorzugsweisen Ausführungsform so ausgebildet sein, daß das weiche ferromagnetische Element des unbeweglichen Teiles als gemeinsames Element der gesamten Tastatur ausgeführt ist und gleichzeitig als Träger- und Versteifungselement dient.
  • Die erfindungsgemäße Drucktaste kann vorzugsweise bei Schalt- und Fühlerelementen benutzt werden, deren Funktion auf der Änderung eine magnetischen Feldstärke beruht. Solche Elemente sind z. B. die auf dem Hall-Effekt beruhenden Elemente, Reed-Relais oder Induktionsfühler usw. In diesem Fall dienen der von vornherein eingebaute. Dauermagnet und der in seiner Nähe ausgebildete magnetische Kreis einem Doppelzweck und können gleichzeitig einen Magnetschalter und ein Fühlerelement betätigen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist ebenfalls vorzugsweise in Drucktastenkonstruktionen verwendbar, die mit auf Kapazitätsänderung arbeitenden Fühlern versehen sind, wobei die aus elektrisch leitendem Material bestehende/n/ ferromagnetische/n/ Einlage/n/ oder Teile des beweglichen Teiles und/oder des unbeweglichen Teiles gleichzeitig den beweglichen und/oder feststehenden Leiter des Kondensators bilden können.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnung näher erläutert, wobei
  • Fig. 1 ein die Funktion der verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichendes Konstruktionsschema darstellt.
  • Die erfindungsgemäße Drucktaste besteht aus einem unbeweglichen Teil 4, einer eine in dem unbeweglichen Teil 4 ausgebildete Aussparung von unten abschließenden Anschlagsfläche 5 und einem beweglichen Teil. Der bewegliche Teil ist mit einem auf einer begrenzten Bahn bewegbaren Oberteil 2 und einem davon abgesonderten, in einem durch die Wandung der in dem unbeweglichen Teil 4 ausgebildeten Aussparung begrenzten Raum frei bewegbaren Grundteil 3 versehen.
  • Zwischen den unbeweglichen Teil 4 und den Grundteil 3 ist ein Magnetkreis derart ausgebildet, daß der unbewegliche Teil 4 ein ferromagnetisches Element beinhaltet, während der Grundteil 3 aus ferromagnetischem Material gefertigt ist oder ebenfalls ein ferromagnetisches Element beinhaltet, wobei mindestens eines der ferromagnetischen Elemente durch einen Permanentmagneten gebildet wird, und der Magnetkreis die zur Rückführung des beweglichen Teiles und zu dessen Haltung in der Ausgangslage erforderliche Kraft liefert.
  • Der Grundteil 3 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform kann durch Anschlag mit der Druckstange des Oberteiles 2 aus seiner Ausgangslage herausbewegt werden und um den Anschlagspunkt kippen. Der Grundteil 3 preßt sich in seiner Ausgangslage gegen eine obere Anschlagsfläche 6 des unbeweglichen Teiles 4 und hält auch den Oberteil 2 in eine der Ausgangslage entsprechenden Position. Bei Drücken der Drucktaste bleibt der Grundteil 3 solange in seiner Ausgangslage wie die Druckkraft kleiner als die zur Ausgangslage gehörende Magnetkraft ist. Sowie sich der Grundteil 3 zu bewegen beginnt vergrössert sich der Abstand zwischen den ferromagnetischen Elementen und die magnetische Kraftwirkung verringert sich sehr schnell, was bei dem Bediener ein in ergonomischer Hinsicht günstiges, dem Kippen ähnliches Gefühl hervorruft. Bei Drücken der Drucktaste nimmt der anschlagende Grundteil 3 in Endlage eine Position ein, die durch die untere Anschlagsfläche 5 bestimmt wird. Wenn in den dazwischenliegenden Positionen ein Kippen des Grundteiles 3 erfolgt, wird dieses in Abhängigkeit der Abmessungen durch den teilweisen Anschlag an der unteren oder oberen Anschlagsfläche 5, 6 bestimmt. Bei Loslassen der Drucktaste bewegt die in Endlage des beweglichen Teiles dazu noch ausreichend große Magnetkraft den Grundteil 3 und den daran, anstoßenden Oberteil 2 in Richtung der Ausgangslage, wobei bei Verringerung des Abstandes die Rückstellkraft schnell ansteigt.
  • Die entstehende Weg-Kraft-Charakteristik hängt davon ab, ob die auf den Grundteil 3 wirkenden Magnetkräfte ein Drehmoment erzeugen. Ist die Aufschlagsfläche des Oberteiles 2 auf dem Grundteil 3 derart ausgebildet, daß die Resultierende aus den auf den Grundteil 3 wirkenden Magnetkräften und den mittels des Oberteiles 2 auf den Grundteil 3 ausgeübten Kräften auf dem Grundteil 3 kein Drehmoment erzeugt, bewegt sich der Grund-Teil 3 bei Drücken der Drucktaste parallel zu seiner Grundposition, d.h. kippungsfrei.
  • In dem Fall, daß die Bahn der erwähnten Aufschlagsfläche eindeutig nicht mit der Resultierenden der Magnetkräfte zusammenfällt (z. B. bei asymmetrischer mechanischer Ausbildung oder asymmetrischen Magnetfeld), wirkt auf den Grundteil 3 bei Drücken der Drucktaste ein Moment, das diesen kippt. Die Kippbewegung wird durch die obere Anschlagsfläche 6 bzw. das ferromagnetische Element des unbeweglichen Teiles 4 begrenzt. Solange bis irgendein Punkt des Grundteiles 3 an der unteren Anschlagsfläche 5 des unbeweglichen Teiles 4 anschlägt, hält die an der Drucktaste fühlbare Kraft über den auf den oberen Anschlagspunkt bezogenen Arm Gleichgewicht mit dem auf den gleichen oberen Anschlagspunkt berechneten Drehmoment der magnetischen Kraft.
  • Nach dem Aufschlagen irgendeines Punktes des Grundteiles 3 auf der unteren Anschlagsfläche 5 erfolgt eine so lange Kippbewegung des Grundteiles 3 in entgegengesetzte Richtung, bis durch Aufschlagen des Grundteiles 3 in weiteren Punkten dieser in eine eindeutig bestimmte Lage gerät. In dieser Phase hat die an der Druckstaste fühlbare Kraft einen, mit den auf den Aufschlagspunkt auf der unteren Anschlagsfläche 5 berechneten Momenten gekennzeichneten, sprunghaft steigenden, danach infolge der gleichzeitigen Verringerung der Magnetkräfte schnell abfallenden Wert.
  • Es sind auch solche Varianten, dieser Ausführungsform möglich, bei denen die Kippbewegung die Verdrehung des Grundteiles 3 in die beiden Richtungen sehr unterschiedlich ist, z. B. im Extremfall - innerhalb der Grenzen der Herstellungsungenauigkeiten - in einer Richtung null beträgt. In diesen Fällen sind die die Endlage der unteren und der oberen Anschläge charakterisierenden Flächen nicht miteinander parallel.
  • Es ist weiterhin eine solche Lösung möglich, bei der das ferromagnetische Element des unbeweglichen Teiles 4 ein Permanentmagnet ist, der als gemeinsames Bauelement für mehrere Drucktasten ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäßse Drucktaste kann weiterhin derart ausgebildet sein, daß zwischen dem Oberteil 2 und dem Grundteil 3 ein Federelement angeordnet ist. In diesem Fall wird das Grundteil 3 ausschließlich durch die Magnetkräfte in der Ausgangslage gehalten, der Oberteil 2 dagegen liegt nicht unmittelbar an dem Grundteil 3 an, sondern stützt sich nur über das dazwischen eingefügte Federelement darauf.
  • Bei Drücken der Drucktaste bis zu dem Zustand, bei dem die zum Auseinanderbringen der ferromagnetischen Elemente erforderliche Kraft größer ist als die sich aus der Deformation des Federelementes ergebende Federkraft, und bei der der Oberteil noch nicht auf dem Grundteil aufliegt, wird die Weg-Kraft-Charakteristik durch das Federelement bestimmt. Wenn die Druckkraft gerade die zum Auseinanderbringen der ferromagnetischen Elemente erforderliche Kraft übertrifft, "schießt" die Federkraft den Grundteil in seine andere Endlage hinüber. Das Schaltgefühl wird durch den Abfall der Federkraft hervorgerufen. Die schnelle, mit einer die Geschwindigkeit des Oberteiles übertreffenden Geschwindigkeit erfolgende Bewegung des Grundteiles kann bei einer Vielzahl von verschiedenen Schalt- und Fühlerelementen von Vorteil sein.

Claims (9)

1. Drucktaste mit nichtlinearer Weg-Kraft-Charakteristik mit folgenden Merkmalen:
- in einem unbeweglichen Teil (4) ist ein durch Drücken der Taste auf einer begrenzten Bahn bewegliches Oberteil (2) angeordnet;
- innerhalb der Wandungen einer Ausnehmung des unbeweglichen Teiles (4) befindet sich ein in Ruhestellung vom Oberteil (2) getrenntes Grundteil (3), an das bei Betätigung der Drucktaste das Oberteil (2) entlang einer Bewegungsbahn anstößt;
- ein Fühlerelement nutzt die relative Bewegung des Grundteiles (3) gegenüber dem unbeweglichen Teil (4) zur Auslösung der Schaltfunktion;
- das unbewegliche Teil (4) und das Grundteil (3) enthalten ferromagnetische Teile, von denen mindestens ein Teil permanentmagnetisch ist;
- durch einen von den ferromagnetischen Teilen gebildeten Magnetkreis wird eine Kraft erzeugt, durch die das Grundteil (3) und das Oberteil (2) in der Ausgangslage gehalten bzw. in die Ausgangslage rückgeführt werden;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- das Grundteil (3) ist als innerhalb der Ausnehmung in mehreren Freiheitsgraden frei bewegliches Teil ausgebildet, das bei Betätigung der Drucktaste um die Anschlagstelle des Oberteiles (2) herum kippbar ist, wobei obere und untere Anschlagflächen (5, 6) die Kippbewegung begrenzen sowie eine Selbsteinstellung in den Endstellungen bedingen;
- das ferromagnetische Element des Grundteiles (3) ist elektrisch leitend und bildet gleichzeitig den beweglichen Teil des die Bewegungen erfassenden Fühlerelementes.
2. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere Drucktasten ein gemeinsames, zu dem unbeweglichen Teil (4) gehörendes ferromagnetisches Element vorgesehen ist.
3. Drucktaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bewegung des Grundteiles (3) begrenzende, zu dem unbeweglichen Teil (4) gehörende untere Anschlagsfläche (5) als gemeinsames Teil für mehrere Drucktasten ausgebildet ist und gleichzeitig die ruhenden Beläge der Fühlerelemente trägt, bildet.
4. Drucktaste nach einem der Ansprüchs 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsfläche des Oberteils (2) und des Grundteiles (3) derart ausgebildet ist, daß die Resultierende der auf den Grundteil (3) wirkenden magnetischen Kräfte und der durch den Oberteil (2) auf den Grundteil (3) ausgeübten Kräfte auf dem Grundteil (3) kein Drehmoment erzeugt.
5. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagsfläche des Obertsiles (2) und des Grundteiles (3) derart ausgebildet ist, dass die auf den Grundteil (3) wirkenden Kräfte und die durch den Oberteil (2) über die Anschlagsfläche auf den Grundteil (3) ausgeübten Kräfte auf dem Grundteil (3) ein bestimmtes Drehmoment erzeugen und dieser sich bei Drücken der Drucktaste aus der Ruhelage verdreht, wobei die jeweilige Verdrehung durch die zu den Endlagen des Grundteiles gehörenden Anschlagsflächen (5, 6) des unbeweglichen Teiles (4) begrenzt ist.
6. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oberteil (2) und dem Grundteil (3) ein der Bewegung des Oberteiles (2) entgegenwirkendes federndes Element zwischengekoppelt ist, wobei die Bewegungsbahn des Oberteiles (2) von dem Grundteil (3), begrenzt wird.
7. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement zwischen den Oberteil (2) und den Grundteil (3) angeordnet ist, welches das Grundteil (3) bereits, vor dem Aufschlagen des Oberteils (2) auf das Grundteil (3) aus seiner Ruhelage herausbewegt und mit einer durch das Federelement bestimmten Kraft auf die untere Anschlagsfläche (5) aufschlagen läßt, und daß das Oberteil (2) in völlig gedrückten Zustand der Drucktaste auf das unbewegliche Teil (4) aufschlägt.
8.Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlerelement eine sich ändernde elektrische Kapazität vorgesehen ist, wobei die die Ausnehmung des unbeweglichen Teils (4) von unten abschließende Anschlagsfläche (5) die ruhenden Beläge der Kapazitäten bildet / trägt und der Grundteil (3) die beweglichen Beläge der Kapazitäten bildet.
9. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlerelement elektrische Kontakte vorgesehen sind, wobei die die Ausnehmung des unbeweglichen Teiles (4) von unten abschließende Anschlagsfläche (5) die ruhenden Kontaktflächen des Fühlerelementes bildet/trägt und der Grundteil (3) den beweglichen Kontakt bildet.
EP19850900159 1983-11-30 1984-11-30 Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik Expired EP0164388B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT85900159T ATE34485T1 (de) 1983-11-30 1984-11-30 Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU409983A HU194440B (en) 1983-11-30 1983-11-30 Push-button structure with non-linear characteristic curve of displacement-pressure
HU409983 1983-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0164388A1 EP0164388A1 (de) 1985-12-18
EP0164388B1 true EP0164388B1 (de) 1988-05-18

Family

ID=10966889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19850900159 Expired EP0164388B1 (de) 1983-11-30 1984-11-30 Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0164388B1 (de)
AU (1) AU3749885A (de)
BG (1) BG46757A3 (de)
DE (1) DE3471399D1 (de)
HU (1) HU194440B (de)
RO (1) RO93602A (de)
SU (1) SU1466666A3 (de)
WO (1) WO1985002487A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101961A1 (de) 2019-01-28 2020-07-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Tastenanordnung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1119956B (de) * 1958-08-25 1961-12-21 Sondershausen Elektro Elektrischer Schalter, dessen Schalt- und Haftkraefte durch Dauermagnete erzeugt werden
DE1118315B (de) * 1958-08-25 1961-11-30 Sondershausen Elektro Elektrischer Tastschalter
BE623083A (de) * 1961-09-30 1963-02-01
DE1665733B1 (de) * 1966-09-02 1970-07-09 Siemens Ag Tastenschalter,insbesondere fuer Fernmeldegeraete
DE1588052C3 (de) * 1967-05-18 1975-04-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Sprungschaltwerk, insbesondere Sprungmagnetschaltwerk für einen elektrischen Endschalter
US3680026A (en) * 1971-05-24 1972-07-25 Denki Onkyo Co Ltd Contactless switching apparatus
FR2189837A1 (de) * 1972-06-19 1974-01-25 Ibm
US3911429A (en) * 1974-04-08 1975-10-07 Ibm Self-energized magnetic keys
FR2392548A2 (fr) * 1977-05-25 1978-12-22 Serras Paulet Edouard Dispositif a bouton poussoir de commande de commutation d'un circuit electronique ou electrique

Also Published As

Publication number Publication date
BG46757A3 (en) 1990-02-15
HU194440B (en) 1988-01-28
WO1985002487A1 (en) 1985-06-06
HUT37290A (en) 1985-11-28
DE3471399D1 (en) 1988-06-23
AU3749885A (en) 1985-06-13
RO93602B (ro) 1988-03-05
EP0164388A1 (de) 1985-12-18
RO93602A (ro) 1988-03-30
SU1466666A3 (ru) 1989-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2330730A1 (de) Schalttaste mit einem magnetschaltwerk
DE2362839C3 (de) Schaltvorrichtung
DE4230950C1 (en) Electromagnetic pushbutton switch with variable restoring force - has coil with permanent-magnet core which doubles as sensor of movement or position of button and as actuator for additional movement dependent on switching function
DE2514131B2 (de) Kontaktlose schalttaste, insbesondere fuer tastaturen zur erzeugung elektrischer signale
DE2346392A1 (de) Tastatur, insbesondere fuer elektronische rechengeraete
DE2224555A1 (de) Schaltwerk mit Sprungmechanik für Schalter und elektrische Signalgeber
DE2229406A1 (de) Kapazitive schalttaste als elektrischer signalgeber
DE60024536T2 (de) Mehrrichtungseingabeeinrichtung
DE2822700C2 (de) Schalter mit mindestens einem durch Permanentmagneten betätigten Schutzrohrkontakt
DE4420665B4 (de) Schalter
EP0164388B1 (de) Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft charakteristik
DE4035257A1 (de) Beschleunigungssensor
DE3301058C2 (de) Kapazitive Tastenanordnung für ein flach profiliertes Tastenfeld
DE2904900A1 (de) Elektrischer schalter
DE2942720A1 (de) Drucktaste mit schnappwirkung
DE3152067C2 (de) Tastvorrichtung mit einem in ihrer Ruhestellung geschlossenen elektrischen Schalter
DE2313750A1 (de) Schalter oder druckkontakt mit energiespeicher und sprungstelle
DE2933150A1 (de) Tastenfeld
DE3606508C2 (de)
DD233011A1 (de) Drucktaste mit nichtlinearer weg-kraft-charakteristik
DE2017798C2 (de) Tastvorrichtung für elektronische Musikinstrumente
DE2417392A1 (de) Tastenmechanismus
DE2104073A1 (de) Elektrischer Schalter fur Stark oder Schwachstrom, insbesondere Steuerschalter fur Diktiergerate
DE3039346A1 (de) Anordnung zum eingeben elektrisch erfassbarer steuergroessen
DE944443C (de) Kontaktbruecke fuer elektrische Schalter, insbesondere fuer Paketschalter

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT DE FR GB SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19851206

17Q First examination report despatched

Effective date: 19870223

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SZAMITASTECHNIKAI KUTATO INTEZET ES INNOVACIOS KOE

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT DE FR GB SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 34485

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19880615

Kind code of ref document: T

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)
REF Corresponds to:

Ref document number: 3471399

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19880623

ET Fr: translation filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19890131

Year of fee payment: 5

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19890915

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19891130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19891201

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19900801

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19901115

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19910731

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19911130

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 85900159.6

Effective date: 19900830