EP0242875A1 - Multiple switch - Google Patents
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- EP0242875A1 EP0242875A1 EP87105915A EP87105915A EP0242875A1 EP 0242875 A1 EP0242875 A1 EP 0242875A1 EP 87105915 A EP87105915 A EP 87105915A EP 87105915 A EP87105915 A EP 87105915A EP 0242875 A1 EP0242875 A1 EP 0242875A1
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- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Mehrfachschalter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein- und mehrpolige Schalter, Umschalter, Mehrfachschalter u. dgl. sind in den vielfältigsten Formen und Strukturen bekannt, so daß, insbesondere im Hinblick auf die durch die vorliegende Erfindung ermöglichte spezielle Konzeption eines Mehrfachschalters die umfassende Erläuterung des hier bekannten Stands der Technik entbehrlich ist. Üblicherweise verfügen Mehrfachschalter jedenfalls über ein manuell, gegebenenfalls auch maschinell, etwa über einen Schrittmotor, bewegbares Betätigungselement, welches auf die Position von Schaltarmen einwirkt oder unmittelbar Kontakte trägt, die bei der Bewegung des Betätigungselements mit Gegenkontakten je nach Schalterstellung in Wirkverbindung treten. Federn können für eine entsprechende Vorspannung sorgen, desgleichen sind üblicherweise Rastmittel bei Mehrfachschaltern vorgesehen, beispielsweise wenn es sich um Drehschalter handelt, um bei der Verstellung eindeutige Schaltpositionen sicherzustellen.The invention relates to a multiple switch according to the preamble of the main claim. Single and multi-pole switches, changeover switches, multiple switches and. The like are known in the most varied of shapes and structures, so that, in particular with regard to the special design of a multiple switch made possible by the present invention, the comprehensive explanation of the prior art known here can be dispensed with. Usually, multiple switches have in any case a manually, possibly also mechanically, for example a stepper motor, movable actuating element which acts on the position of the switching arms or carries contacts directly which move when the Actuate the actuating element with mating contacts depending on the switch position. Springs can provide a corresponding pre-tension, likewise latching means are usually provided for multiple switches, for example if it is a rotary switch, in order to ensure clear switching positions during the adjustment.
Je nach Anwendungszweck sind solche Mehrfachschalter unterschiedlichen Belastungen und Einwirkungen ausgesetzt, beispielsweise Verschmutzung, Vibrationen u. dgl., die ihre Funktionen beeinträchtigen können.Depending on the application, such multiple switches are exposed to different loads and influences, such as pollution, vibrations and the like. Like. That can affect their functions.
Insbesondere wenn solche Mehrfachschalter, wie dies auch für den Gegenstand vorliegender Erfindung zutreffen kann, zur Funktions- oder Programmsteuerung etwa bei Waschmaschinen, Spülmaschinen oder ähnlichen Geräten eingesetzt wird, ergeben sich eine Vielzahl von Problemen, die u.a. auch darauf zurückzuführen sind, daß beispielsweise bestimmte Kontaktpaarungen bei der Benutzung solcher Maschinen ständig, also etwa übliche Standardwaschprogramme bei einer Waschmaschine, angesteuert werden, während andere Kontakte nur sehr selten oder niemals betätigt werden, aber dennoch das eine Mal, bei welchem sie dann funktionieren müssen, eine einwandfreie Kontaktierung und Weitergabe des Steuersignals unbedingt ermöglichen müssen. Hinzu kommt noch, daß bei vielen Anwendungsgebieten, insbesondere aufgrund des Einsatzes von Halbleitern, eine einwandfreie Funktion auch und insbesondere dann sichergestellt sein muß, wenn nur sehr niedrige Spannungen, die üblicherweise im mV-Bereich liegen, zu schalten sind, bei ebenfalls nur niedrigen Strömen. Solche Parameter sind nicht in der Lage, eventuelle Verschmutzungen, die sich an den Kontakten anhäufen, zu durchschlagen, so daß eine Fehlfunktion bei solchen Mehrfachschaltern, Programmschaltern bei Waschmaschinen u. dgl. praktisch unvermeidbar ist.In particular, when such multiple switches, as may also apply to the subject matter of the present invention, are used for function or program control, for example in washing machines, dishwashers or similar devices, there are a multitude of problems which can be attributed, among other things, to the fact that, for example, certain contact pairs when using such machines, i.e. the usual standard washing programs in a washing machine, are constantly controlled, while other contacts are only used very rarely or never, but nevertheless the one time at which they must then function, correct contacting and transmission of the control signal is essential must enable. In addition, in many areas of application, in particular due to the use of semiconductors, proper functioning must also be ensured, and in particular when only very low voltages, which are usually in the mV range, have to be switched, and also only at low ones Stream. Such parameters are unable to penetrate any contamination that accumulates on the contacts, so that a malfunction in such multiple switches, program switches in washing machines and the like. The like is practically unavoidable.
Zwar bietet sich hier die Möglichkeit an, mit sogenannten Reed-Schaltern zu arbeiten, diese sind jedoch in ihren Abmessungen noch immer zu groß, passen also nicht, jedenfalls nicht in der gewünschten Häufung, wie dies für eine Vielzahl von zu schaltenden Kontakten notwendig ist, auf eine Leiterplatte, sie sind sehr empfindlich, da sie über ein in ein Glasröhrchen eingeschmolzenes Kontaktpaar verfügen, und sie benötigen zu ihrer Betätigung die Einwirkung eines Magnetfeldes. Es ist daher auch nicht möglich, solche Reed-Kontakte in der gewünschten Weise eng aneinandergrenzend anzuordnen, wegen der gegenseitigen Beeinflussung; wobei dennoch, um zu einigermaßen akzeptablen Ergebnissen zu gelangen, mit sehr engen Toleranzen sowohl beim Schalter als auch bei dem oder den einwirkenden Magneten gearbeitet werden muß. Abgesehen von diesen technischen Schwierigkeiten ist aber die Ausbildung von Mehrfachschaltern oder Mehrfachschalter-Tastaturen unter Verwendung von Reed-Schaltern auch ungewöhnlich kostspielig; man kann damit rechnen, daß sich, um hier einen numerischen Wert aus Gründen eines besseren Verständnisses zu nennen, für den Aufbau eines Mehrfachschalters auf Reed-Schalterbasis mit einer mittleren Anzahl von verfügbaren Schaltkontakten etwa Kosten in der Größenordnung von 10 bis 20,-- DM oder auch darüber hinaus ergeben.Although there is an option here to work with so-called reed switches, these are still too large in their dimensions, so they do not fit, at least not in the desired frequency, as is necessary for a large number of contacts to be switched, on a printed circuit board, they are very sensitive because they have a pair of contacts melted into a glass tube, and they require the action of a magnetic field to operate them. It is therefore also not possible to arrange such reed contacts close to one another in the desired manner, because of the mutual influence; however, in order to achieve reasonably acceptable results, very narrow tolerances must be used both for the switch and for the magnet or magnets acting. Apart from these technical difficulties, the formation of multiple switches or multi-switch keyboards using reed switches is also unusually expensive; It can be expected that, to name a numerical value here for the sake of a better understanding, the construction of a multiple switch based on reed switches with an average number of available switching contacts will cost around 10 to 20 DM or result beyond.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Vielzahl von Schaltvorgängen auf engstem Raum mit extrem hoher Zuverlässigkeit auch dann realisiert werden kann, wenn einige oder viele dieser Kontakte nur ganz selten angesteuert werden, der also mit extrem hoher Zuverlässigkeit arbeitet, andererseits aber besonders kostengünstig ist und bei dem die zu schaltenden Kontakte gegenüber der Umgebung dicht, gegebenenfalls auch hermetisch dicht gehalten sind.The invention is therefore based on the object to provide a multiple switch of the type mentioned, in which a large number of switching operations can be carried out in a confined space with extremely high reliability even if some or many of these contacts are only controlled very rarely, that is works with extremely high reliability, but on the other hand is particularly inexpensive and in which the contacts to be switched are sealed against the environment, possibly also hermetically sealed.
Die Erfindung löst diese eigentlich in sich widersprüchliche Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß eine Vielzahl einpolig schaltender Kontakte, die jeweils für sich dicht oder vollständig dicht gegen jede Art von aggressiven Medien oder Umgebung, daher insbesondere auch staubdicht, gehalten sind, von einem gemeinsamen Betätigungselement zur Realisierung stationärer Schaltpositionen betätigt werden, wobei sowohl die einzelnen Schaltkontakte als auch die für die Betätigung oder Ansteuerung dieser Schaltkontakte erforderlichen weiteren mechanischen Mittel unmittelbar auf einer Trägerplatte, die bevorzugt eine übliche Leiterplatte ist, in der Konfiguration und Struktur angeordnet werden können, wie sie der jeweils gewünschte Schalteraufbau erfordert.The invention solves this actually contradictory task with the characterizing features of the main claim and has the advantage that a large number of single-pole switching contacts, each individually tight or completely tight against any type of aggressive media or environment, and therefore especially dustproof, kept are actuated by a common actuating element for realizing stationary switching positions, both the individual switching contacts and the further mechanical means required for actuating or controlling these switching contacts being arranged directly on a carrier plate, which is preferably a conventional printed circuit board, in the configuration and structure can be, as required by the desired switch design.
Die Erfindung beruht daher auf der Konzeption, die einzelnen Schaltkontakte, die jeweils zu schließen oder zu öffnen sind, vollständig separat zur Verfügung zu stellen, so daß auch eine vollständige galvanische Trennung zwischen den einzelnen Schaltkontakten möglich ist und vor allen Dingen auch das gemeinsame Betätigungselement in allen seinen Teilen potentialfrei ist. Die zu schaltenden Ströme oder Spannungen fließen lediglich auf der Leiterplatte von und zu den einzelnen, innerhalb eines eigenen Kleingehäuses gelagerten Kontakten, wobei ein weiterer erheblicher Vorteil darin besteht, daß solche einzelnen Kontaktkörper mit jeweils eigenem Gehäuse für sich gesehen bekannt und vorgefertigt an anderer Stelle hergestellt sind. Es handelt sich bei diesen Schaltern um sogenannten Miniaturtasten in Form einpoliger Tipptasten, die einen Schließer umfassen und mit sehr geringen Abmessungen in hoher Stückzahl und daher preisgünstig hergestellt werden. Ein leicht verständliches Anwendungsgebiet für solche einpoligen Tipptasten ist beispielsweise der Einsatz bei Rechengeräten, die eine Tastatur aufweisen und wobei sich durch das Niederdrükken jeweiligerTasten jeweils ein elektrisches Impulssignal erzeugen läßt.The invention is therefore based on the concept of the individual switch contacts, each to close or to are to be made available completely separately, so that a complete electrical isolation between the individual switch contacts is possible and, above all, the common actuating element is potential-free in all its parts. The currents or voltages to be switched flow only on the circuit board from and to the individual contacts stored within their own small housing, a further considerable advantage being that such individual contact bodies, each with its own housing, are known per se and are prefabricated elsewhere are. These switches are so-called miniature buttons in the form of single-pole tap keys, which include a closer and are manufactured with very small dimensions in large numbers and therefore inexpensively. An easy-to-understand field of application for such single-pole typing keys is, for example, use in computing devices which have a keyboard and in which an electrical pulse signal can be generated in each case by depressing the respective keys.
Da sich solche einpoligen Tipptasten mit ihren elektrischen Anschlüssen, die gleichzeitig von dem Gehäuse wegweisende Beinchen darstellen, unmittelbar in Leiterplatten einsetzen lassen, die Bestückung also problemlos automatisch möglich ist, sieht die Erfindung in vorteilhafter Ausgestaltung ferner angrenzend zu den einzelnen Tastenschaltern die Lagerung eines gemeinsamen Betätigungselementes vor, welches ein über Nocken auf die einzelnen Tipptasten oder Stößel der Tastenschalter einwirkendes Drehteil oder auch ein linear verschieb bares Stellglied sein kann. Um das Betätigungselement, beispielsweise als scheibenförmiges Drehteil mit Drehachse in der Leiterplatte zu lagern, ist ein Zwischenlagerteil vorgesehen, welches in eine in geeigneter Weise, beispielsweise zentral zu den jeweiligen Tastenschaltern angeordnete Bohrung oder Durchbrechung der Leiterplatte eingeklipst wird, selbst das Lager für das Drehteil bildet und ferner in einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung gleichzeitig Druckübertragungs-Zwischenmittel (einstückig) ausbildet, die, vorzugsweise federnd, aber nachgiebig zwischen den einzelnen Tipptasten und Stößeln und den Nocken der Betätigungsscheibe liegen, so daß eine Einwirkung von Querkräften auf die Tipptasten ausgeschlossen ist. Solche Querkräfte, die beim Verdrehen der Nockenscheibe auftreten können, werden von den federnden Auslegern des Zwischenlagerteils aufgefangen.Since such single-pole touch keys with their electrical connections, which at the same time represent legs pointing away from the housing, can be used directly in printed circuit boards, so that the assembly is automatically possible without any problems, the invention also sees in an advantageous embodiment adjacent to the individual key switches the storage of a common actuating element which rotates a rotary part acting on cams on the individual touch keys or plunger of the key switches or also a linear one cash actuator can be. In order to store the actuating element, for example as a disk-shaped rotating part with an axis of rotation in the printed circuit board, an intermediate storage part is provided, which is clipped in a suitable manner, for example centrally arranged to the respective key switches, in a hole or opening in the printed circuit board, which itself forms the bearing for the rotating part and further, in a further, particularly advantageous embodiment, simultaneously forms pressure transmission intermediate means (in one piece) which, preferably resiliently, but resiliently, lie between the individual typing buttons and plungers and the cams of the actuating disk, so that an action of transverse forces on the typing buttons is excluded. Such transverse forces, which can occur when the cam disc is rotated, are absorbed by the resilient arms of the intermediate bearing part.
Die Erfindung ermöglicht es daher, bei einem solchen Schalter, dessen einzelne Schaltkontakte bei gegenseitiger galvanischer Isolierung vollständig dicht, auch hermetisch dicht ausgebildet sind, den ganzen Schalter durch unmittelbare Bestückung auf einer Leiterplatte aufzubauen, so daß diese, was für sich gesehen bei anderen Schalterausführungen bekannt ist, eine Art Gehäuse, jedenfalls lagerndes Hauptteil für den Schalter bildet, so daß sich eine entscheidende Reduzierung sowohl im technischen Aufwand (Anzahl der erforderlichen Teile, Montageaufwand) als auch hinsichtlich der Kosten für einen solchen Schalter ergibt.The invention therefore makes it possible, in such a switch, the individual switch contacts of which are completely sealed, also hermetically sealed, with mutual galvanic insulation, to construct the entire switch by directly populating it on a printed circuit board, so that what is known per se in other switch designs is a kind of housing, in any case forms a main part for the switch, so that there is a decisive reduction both in the technical outlay (number of parts required, assembly effort) and in terms of the cost of such a switch.
Von Vorteil ist ferner, daß durch die spezielle Ausfüh rung des erfindungsgemäßen Mehrfachschalters mit Zwischenlagerteil für das Betätigungselement jedes beliebige Leiterplattenmaterial verwendet werden kann, wobei auch bei häufiger Betätigung keine Beeinträchtigungen auftreten,-im Gegensatz zu solchen Schaltern, bei denen das sich bewegende, also drehende oder linear verschiebende Betätigungselement für den Schalter unmittelbar in einer Durchbrechung der Leiterplatte gelagert ist, die daher an den Rändern Veränderungen erfährt, abbröckelt oder beschädigt wird, wodurch sich auch eine Beeinträchtigung des Schalteraufbaus und der Präzision der Schaltfunktionen ergeben kann.Another advantage is that the special Ausfüh tion of the multiple switch according to the invention with an intermediate bearing part for the actuating element, any printed circuit board material can be used, even with frequent actuation, no impairments occur, in contrast to those switches in which the moving, i.e. rotating or linearly displacing actuating element for the switch is directly in one Breakthrough of the circuit board is stored, which therefore undergoes changes at the edges, crumbles or is damaged, which can also affect the switch structure and the precision of the switching functions.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Mehrfachschalters möglich. Besonders vorteilhaft ist hier neben der Möglichkeit der automatischen Bestückung der Leiterplatte mit den Tastenschaltern deren spezielle Ausbildung, die, verglichen mit der Miniaturform der Tastenschalter, relativ hohe Betätigungskräfte, die eine deutliche taktile Rückmeldung sichern, umfassen, so daß sich insgesamt alle Vorteile eines sicher umschaltenden Kontaktschalters mit extrem hoher Schaltzuverlässigkeit und langer Lebensdauer in Verbindung mit besonders einfachem Aufbau und kostengünstiger Herstellung ergeben.Advantageous further developments and improvements of the multiple switch specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims. In addition to the possibility of automatically populating the circuit board with the key switches, their special design, which, compared to the miniature form of the key switches, comprises relatively high actuation forces, which ensure clear tactile feedback, is particularly advantageous, so that overall all the advantages of a safely switching Contact switch with extremely high switching reliability and long life in combination with a particularly simple structure and cost-effective manufacture.
Bei einer speziellen Ausführungsform eines Mehrfach-Drehschalters ist das Zwischenlagerteil ein zylindrisches Grundelement, welches in die zentrale Bohrung der Leiterplatte lediglich eingeschnappt zu werden braucht und mit einstückigen federnden Auslegern dann gleichzei tig die einzelnen Tipptasten der Tastenschalter überdeckt zur Ablenkung der Seitenkräfte; der letzte Montageschritt besteht dann noch darin, das eigentliche Betätigungselement als nockenbewehrtes Drehteil in das Zwischenlagerteil einzusetzen und ebenfalls zu verrasten, etwa mit einem Sprengring.In a special embodiment of a multiple rotary switch, the intermediate bearing part is a cylindrical basic element which only needs to be snapped into the central bore of the printed circuit board and then at the same time with integral spring arms tig the individual touch keys of the key switches covered to distract the side forces; The last assembly step then consists in inserting the actual actuating element into the intermediate bearing part as a cam-reinforced rotating part and also locking it, for example with a snap ring.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, das Basisteil topfförmig auszubilden mit hochgezogener Randkante, wobei eine zentrale Bohrung die Achse des üblicherweise eine Drehbewegung durchführenden Betätigungselementes aufnimmt und von der Randkante nach innen sternförmig verlaufend zungenartige Druckübertragungsmittel gelenkig, insbesondere über Filmscharniere und daher einstückig, gehalten sind, die sich so zwischen den Tipptasten der Tastenschalter und den Betätigungsnocken von der Codierscheibe des Drehelements befinden. Hierdurch werden seitlich einwirkende Kräfte auf die Tipptasten sicher aufgefangen, wobei in einer speziellen, um 90° versetzten Verteilung von lediglich vier Tipp-Tastenschaltern durch die Anordnung der Betätigungsnocken in der Codierscheibe auf vier zueinander konzentrischen Kreisringen eine Vielzahl von unterschiedlichen Codiermöglichkeiten für die Schalterbetätigung erreicht werden kann. Jede ihrem Tastenschalter fest zugeordnete Druckübertragungszunge trägt an ihrem Oberteil und daher dem jeweiligen zugeordneten Codierscheiben-Kreisring mit den Betätigungsnocken zugewandt einen eigenen Gegennocken, wobei die Nocken insgesamt über schräge seitliche Anstiegsflächen verfügen, zur sicheren Schaltbetätigung und zur Reibungsverminderung. Die Reibung kann auch vermindert werden durch Ersatz der Nocken mindestens teilweise durch sich drehende Rollen.A further preferred embodiment consists in forming the base part in a pot-shaped manner with a raised edge, with a central bore receiving the axis of the actuating element, which usually performs a rotary movement, and tongue-like pressure-transmitting means, which run in an star-shaped manner and run inwardly in a star shape, in particular via film hinges and therefore in one piece, are held, which are located between the tip keys of the key switches and the actuating cams on the encoder disk of the rotary element. In this way, forces acting on the side of the tap keys are safely absorbed, and in a special, 90 ° offset distribution of only four tap key switches, the arrangement of the actuating cams in the coding disk on four mutually concentric circular rings achieves a large number of different coding options for the switch actuation can. Each pressure transmission tongue permanently assigned to its key switch has its own counter cam on its upper part and therefore the respective assigned coding disk ring with the actuating cams, the cams as a whole having inclined lateral rise surfaces for safe switching actuation and for reducing friction. The friction can also be reduced by replacing the cams at least partially by rotating rollers.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- die Fig. 1a und 1b eine bevorzugte Ausführungsform eines für sich gesehen bekannten Tipp-Tastenschalters als Schließer in dichter Kontaktausbildung, einmal in einer seitlichen Schnittdarstellung (Fig. 1a) und einmal in perspektivischer Darstellung (Fig. 1b), etwa drei- bis viermal vergrößert, und
- Fig. 2 schematisiert eine mögliche Ausführungsform eines Mehrfachschalters als Drehschalter, unmittelbar montiert auf einer Leiterplatte, und
- Fig. 3 als Teildarstellung in Draufsicht die ergänzende, vorzugsweise einstückige Ausbildung des Zwischenlagerteils gleichzeitig mit federnden Auslegern zur Überdeckung und Kräfteablenkung der Tipptasten der Tastenschalter;
- Fig. 4 in einer seitlichen Schnittdarstellung schematisch die Grundform einer weiteren Ausführungsform eines Basisteils in einstückiger Ausbildung mit den Druckübertragungsmitteln;
- Fig. 5 zeigt das Basisteil der Fig. 4 in Draufsicht, mit gesonderter, jeweils angrenzender Darstellung der einzelnen Gegennocken;
- die Fig. 6 zeigt eine Ansicht von unten auf die Codierscheibe zur selektiven und aufeinanderfolgenden Betätigung der Tipptasten und
- die Fig. 7 zeigt im Ausschnitt, jedoch im vergrößerten Maßstab die Darstellung und Zuordnung einer vom Basisteil gelagerten Druckübertragungs-Zunge zum Tastenschalter, wobei auf der Druckübertragungs-Zunge auch die von den anderen Druckübertragungs-Zungen getragenen Gegennocken angeordnet sind.
- 1a and 1b, a preferred embodiment of a known tip key switch as a closer in close contact formation, once in a sectional side view (Fig. 1a) and once in perspective (Fig. 1b), enlarged about three to four times , and
- Fig. 2 schematically shows a possible embodiment of a multiple switch as a rotary switch, directly mounted on a circuit board, and
- 3 is a partial top view of the supplementary, preferably one-piece design of the intermediate bearing part at the same time with resilient cantilevers for overlapping and deflecting the force of the touch keys of the key switches;
- 4 shows a schematic sectional view of the basic shape of a further embodiment of a base part in one-piece construction with the pressure transmission means;
- FIG. 5 shows the base part of FIG. 4 in a top view, with a separate, respectively adjacent representation of the individual counter cams;
- 6 shows a view from below of the coding disk for the selective and sequential actuation of the touch keys and
- 7 shows a detail, but on an enlarged scale, of the representation and assignment of a pressure transmission tongue mounted by the base part to the key switch, the counter cams carried by the other pressure transmission tongues also being arranged on the pressure transmission tongue.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, für sich gesehen bekannte, vorgefertigte einpolige Tipptastenschalter, die jeweils einen Schließer umfassen und aufgrund einer gleichzeitig den Schaltkontakt bildenden Springfeder eine Momentumschaltung ermöglichen, als unmittelbare Bestückung von Leiterplatten in einer solchen Anordnung vorzusehen, daß durch die ergänzende Anordnung eines manuell oder maschinell bewegbaren Betätigungselements mit eigener Lagerung und einer entsprechenden durch dieses bewirkten, insofern quasi-stationären Druckausübung auf die Tipptasten der Tastenschalter je nach den gewünschten, einzunehmenden Schaltstellungen und je nach vorgegebener (Dreh)Position des Betätigungselements bestimmte Schaltkonfigurationen stationär erreicht werden.The basic idea of the present invention is to provide for known, prefabricated single-pole toggle switches, each comprising a make contact and, due to a spring which simultaneously forms the switch contact, to provide a momentary change as direct assembly of printed circuit boards in such an arrangement that the additional arrangement of a manually or mechanically movable actuating element with its own storage and a corresponding, by this, quasi-stationary exertion of pressure on the tap keys of the key switches depending on the desired switch positions to be adopted and depending on the predetermined (rotary) position of the actuating element certain switching configurations can be achieved in a stationary manner.
Die in Fig. 1 gezeigte Schnittdarstellung eines bekannten, daher vorgefertigten einpoligen Tipp-Tastenschalters 10 umfaßt ein, üblicherweise aus Kunststoff bestehendes Hauptträgerteil 11, in welches in geeigneter Positionierung und Form gleichzeitig nach außen geführte Elektroden in Form von Befestigungsbeinchen zur automatischen Bestückung auf Leiterplatten o. dgl. eingelegt sind, die innen die Kontakte für den einpoligen Schließer bilden. Eine Springfeder 13 ist im Inneren des Miniatur-Tastenschaltergehäuses so gelagert, daß sie, als beweglicher Schaltarm und gleichzeitig Kontaktelement, sich in der Offenstellung des Schalters befindet und durch einen in Richtung des Pfeils A einwirkenden Druck in die andere Schaltposition überführt wird, in welcher der Schalter dann geschlossen ist, aus welcher Schaltposition aber aufgrund der Vorspannung der Springfeder 13 bei Beendigung der Druckeinwirkung die Kontakte sofort wieder durch die Federvorspannung in die Ausgangsposition (Schalter offen) überführt werden. Die Druckeinwirkung vom Stößelteil 14 auf die Springfeder 13 erfolgt über eine zwischengelegte, abdichtende Membran 15, die, wie erkennbar, auf einem schneidenartigen Ringvorsprung 16 des Hauptgehäuseteils 11 sitzt, so daß, je nach Auslegung und Wunsch, eine Dichtigkeit bis hin zur Einwirkung gegen aggressive Medien, selbstverständlich Staubdichtigkeit u. dgl. sichergestellt ist. Der Aufbau dieses für sich gesehen bekannten Tipptastenschalters vervollständigt sich durch ein oberes Führungs- und Halteteil 17, welches den Stößel 14 lagert, der über der Membran 15 die Springfeder 13 umschaltet und gleichzeitig mit seitlichen Verlängerungen 17a, 17b, die in Fig. 1b erkennbar sind, den Hauptkörper 11 umschließt und so den Zusammenhalt des Tastenschalters sichert. Es versteht sich, daß der Tipptastenschalter, falls gewünscht, auch als Öffner ausgebildet sein kann.The sectional view shown in Fig. 1 of a known, therefore prefabricated single-
Ein solcher Tastenschalter ist zur automatischen Bestükkung einer in Fig. 2 dargestellten Leiterplatte 20 geeignet, wobei die nach unten ragenden Beinchen unmittelbar durch entsprechende Bohrungen 21 der Leiterplatte geführt und dann auf der Leiterplattenrückseite (Leiterbahnenseite) entsprechend mit jeweiligen Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden werden, beispielsweise durch Tauchlöten.Such a key switch is suitable for automatically populating a printed
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines solche abgedichteten Tipptastenschalter 10 verwendenden Drehschalters 22 sind vier einzelne Tastenschalter 10a, 10b, 10c und 10d vorgesehen, wobei es sich aber versteht, daß Anzahl, Anordnung und grundsätzlich auch der spezielle Aufbau eines solchen Mehrfachschalters beliebig ist und daher das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht auf diese Form einschränkt, sondern lediglich einen möglichen grundsätzlichen Aufbau erläutern soll.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2 of such a
Die bei dem Mehrfachdrehschalter 22 vorgesehenen vier Tastenschalter 10a, 10b, 10c und 10d sind längs einer gegebenen Geraden so angeordnet, daß auf jeder Seite der mittig durchgeführten Drehachse des Mehrfachschalters jeweils zwei der Tastenschalter angeordnet sind. In der zentralen Bohrung 23 der Leiterplatte sitzt jetzt zunächst ein Zwischenlagerteil 24, welches mit der Leiterplatte 20 fest verbunden, vorzugsweise verrastet ist, und zwar in der für sich gesehen bekannten Weise, indem ringförmig oder in bestimmten Abständen über den Umfang verteilt Rastenasen, die bei 24a, 24b angedeutet sind, nach dem Durchstecken des Zwischenlagerteils die Leiterplattenrückseite hintergreifen und das Zwischenlagerteil fest mit der Leiterplatte 20 verankern. In diesem Verbindungsbereich ist das Zwischenlagerteil im wesentlichen zylindrisch mit einer eigenen inneren Bohrung 25 ausgebildet, durch die dann wieder die Drehachse 26 des Betätigungselements geführt ist, welches allgemein schirmartig, jedenfalls bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, ausgebildet ist und vorzugsweise einstückig in eine obere Betätigungs- oder Codierscheibe 26a übergeht, die dann auf die einzelnen Tipptasten oder Stößel 27 der Tastenschalter 10a, 10b ... gerichtete Vorsprünge oder Nocken 28 aufweist, die dem Niederdrücken der Stößel 27 und damit dem Schließen des Kontaktes jedes Tastenschalters dienen. Dies geschieht dann, wenn die Betätigungscheibe 26a, wie sie im folgenden lediglich noch genannt werden soll, sich in einer Position befindet, in welcher die jeweiligen Nocken 28 auf die Tipptasten oder Stößel 27 ausgerichtet sind und auf diese daher den erforderlichen Schaltdruck ausüben können. Gehalten ist das Drehteil aus Drehachse 26 und Betätigungsscheibe 26a in der vom Zwischenlagerteil 24 gebildeten Lagerbohrung 25 gegen ein Herausrutschen in diesem Fall nach oben beispielsweise mittels eines in einen bei 29 angeordneten Ringeinstich der Drehachse 26 eingelegten Sprengrings. Es versteht sich, daß hier auch andere Verrastungsmöglichkeiten gegeben sind.The four
Ein weiteres wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung besteht darin, daß, wie schon am Schalteraufbau der Fig. 2 erkennbar, bei einem Verdrehen der Betätigungsscheibe 26a die den Umschaltdruck aufbringenden Nocken 28 notwendigerweise jeweils seitlich auf die Stößel 27 der Tastenschalter 10a, 10b ... auflaufen würden, so daß sich hier Querkräfte ergeben, die nicht von allen solchen Tipp-Tastenschaltern oder deren Stößeln aufgefangen werden können. Daher ist ein Druckübertragungs-Zwischenteil 31 vorgesehen, welches, wie es sich versteht, je nach Anordnung der Tastenschalter zwischen den Stößeln 27 und den Nocken 28 angeordnet ist und vorzugsweise den Stößel 27 überdeckende federnde Ausleger umfaßt, die in der x-y-Ebene gegen Verschieben gesichert sind, jedoch in der der Betätigung dienenden und daher in der Zeichenebene vertikalen z-Richtung elastisch oder nachgiebig verschiebbar sind, so daß jede Art von auftretenden Seitenkräften von diesen federnden Auslegern aufgefangen werden. Dies kann dann dazu führen, daß beim allmählichen Auflaufen der Nocken 28 der Betätigungsscheibe, wenn diese in eine neue Schaltposition gedreht wird, die Nocken längs der federnden Ausleger 31a, 31b (vgl. Fig. 3), im Ausführungsbeispiel kreisförmig gleiten, wobei die Stößel 27 der Tastenschalter dann allmählich bis zur momentumschaltung bei Erreichen der Endposition eingedrückt werden. Es ist dabei eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung, dieses Druckübertragungs-Zwischenteil 31 einstückig mit dem Zwischenlagerteil 24 auszubilden, so daß dieses aus seiner die Lagerung für die Drehachse 26 bildenden zylindrischen Grundform in der Zeichenebene der Fig. 2 nach oben sich scheibenartig ausbreitend so weit in seiner Struktur verändert, daß sich jedenfalls die erwähnten Ausleger 31a, 31b ergeben, die zwischen den Nocken 28 und dem Stößel 27 angeordnet sind.A further essential feature of the present invention is that, as can already be seen from the switch structure of FIG. 2, if the
Hier sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen denkbar; so können die Tastenschalter, wie bei 34 in der Draufsicht der Fig. 3 gezeigt, um nur eine Möglichkeit anzudeuten, sternförmig jeweils vom Mittelpunkt ausgehend hintereinanderliegend angeordnet sein, woraus schon erkennbar ist, daß bei vollständiger Auffüllung der jeweils vorgesehenen, zur Verfügung stehenden Ringfläche auf der Leiterplatte 20 eine erhebliche Packungsdichte an einzelnen Tastenschaltern erreicht werden kann. In diesem Fall ist es sinnvoll, auch die Druckübertragung bewirkenden Ausleger vom Zwischenlagerteil sternförmig und der Grundstruktur der Anordnung der Tastenschalter folgend, vom Nabenbereich des Zwischenlagerteils ausgehend anzuordnen. Damit die Nocken 28 der Betätigungsscheibe auflaufen können, können dann beidseitig dachförmige Schrägen an den Auslegern angeordnet sein oder das ganze Druckübertragungs-Zwischenteil kann die Form einer federnden Scheibe aufweisen.A variety of different embodiments are conceivable here; Thus, as shown at 34 in the plan view of FIG. 3, to indicate only one possibility, the key switches can be arranged in a star shape one behind the other starting from the center, from which it can already be seen that when the respective available, available ring surface is completely filled up the
Es ist auch möglich, noch zusätzliche Tastenschalter in verschiedenen Höhenebenen anzuordnen, beispielsweise kann oberhalb der Leiterplatte 20 eine weitere Leiterplatte angeordnet werden, deren Tastenschalter mit ihren Stößeln 27 nach unten gerichtet sind, wobei dann die Betätigungsscheibe 26a nach oben gerichtete weitere Nokken 28 aufweisen kann.It is also possible to arrange additional key switches at different height levels, for example a further circuit board can be arranged above the
Es ist auch möglich, bei speziellen Ausführungsformen der Tastenschalter, bei denen zwar die Montage wie in Fig. 2 gezeigt durch Durchstecken der Anschlußbeinchen durch die Bohrung 21 der Leiterplatte erfolgt, jedoch der Betätigungsstößel 27 seitlich angesetzt ist, die einzelnen Tastenschalter über Randkantennocken der Betätigungsscheibe 26 zu schalten. Auch kombinierte Strukturen können vorgesehen sein, beispielsweise also zusätzlich zu den Tastenschaltern 10a, 10b ... noch die Anordnung weiterer Tastenschalter, die von der Randkante der Betätigungsscheibe 26 umgeschaltet werden.It is also possible, in the case of special embodiments of the key switches, in which, as shown in FIG. 2, the assembly is carried out by pushing the connecting pins through the
Die Drehachse 26 des bei diesem Mehrfachdrehschalter als Drehteil ausgebildeten Betätigungselements kann beidseitig, wie bei 32a, 32b angedeutet, verlängert sein, so daß eine Betätigung von beiden Seiten möglich ist; es ist auch möglich, hier an einem der wegstehenden Achsstummel 32a, 32b ein Zahnrad anzuflanschen, so daß eine maschinelle Verdrehung des Schalters, etwa über ein Ge triebe mit Schrittmotor, eine relaisbetätigte Ratschenschaltung o. dgl. möglich ist.The axis of
Insbesondere bei manueller Betätigung empfiehlt es sich, zwischen dem vom Zwischenlagerteil 24 gebildeten Basisteil und dem Drehteil, also der Drehachse 26 eine Positionsverrastung für die verschiedenen Schaltstellungen vorzunehmen; dies kann, wie bei 35 angedeutet, dadurch geschehen, daß in einer Querbohrung der Drehachse 26 eine von einer Feder vorgespannte Kugel gehalten ist, die bei jeder erreichten Schaltposition des Drehteils in eine Ausnehmung 35a auf der Bohrungsinnenseite des Zwischenlagerteils einrastet und so die jeweilige Schaltstellung auch bei manueller Verdrehung durch das Einrasten der federvorgespannten Kugel deutlich merkbar fixiert. Hier können auch andere Rastmittel, wie für sich gesehen bekannt, Verwendung finden. Eine besonders bevorzugte, auch im Aufbau einfache Ausgestaltung für eine Rastung besteht noch darin, daß durch entsprechende Ausbildung der Nocken 28 und der Ausleger 31, 31a, 31b, etwa durch Wulstbildung im Auslegerbereich, jeweils vor und hinter einer Rastposition der Nocken eine entsprechend gestaltete Nockenbahnraststellung findet und in diese eingreift. Dadurch werden zusätzliche Rastteile entbehrlich.In the case of manual actuation in particular, it is advisable to latch the positions for the various switching positions between the base part formed by the
Geht man lediglich von der Anordnung, wie in Fig. 2 gezeigt, aus, bei der vier Kontakte vorgesehen sind, die von vier einzelnen einpligen Tipp-Tastenschaltern 10a, 10b, 10c und 10d gebildet sind, dann läßt sich, um nur ein Ausführungsbeispiel von vielen möglichen anzugeben, hiermit bei zehn verschiedenen Raststellungen, über einen vollständigen 360°-Drehwinkel verteilt, beispielsweise ein BCD-Code wie nachfolgend angegeben, realisieren:
Die in dieser Tabelle angegebenen jeweiligen Schaltpositionen der Tastenschalter 10a, 10b, 10c und 10d werden durch eine entsprechende Verteilung der Schaltnocken 28 über die untere Ringscheibenfläche der Betätigungsscheibe erreicht, wobei es sich versteht, daß gleichzeitig auch noch, von den gleichen Nocken 28 zusätzliche Schalter, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, betätigt werden können, soweit dies in den jeweiligen Schaltprogrammablauf paßt. Diese zusätzlichen Schalter können dann in entsprechender versetzter Winkelposition, wie schon erwähnt, auf der gleichen Leiterplatte 20 oder auch auf zusätzlichen Leiterplatten angeordnet sein.The respective switching positions of the
Ein weiteres, im praktischen Betrieb bewährtes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist in den Figuren 4-7 dargestellt und wird im folgenden genauer erläutert.Another exemplary embodiment of the present invention that has been proven in practical operation is shown in FIGS. 4-7 and is explained in more detail below.
Bei dieser Ausführungsform sind, entgegen der Darstellung der Fig. 2, zwar ebenfalls (lediglich) vier Tastenschalter vorgesehen, diese sind jedoch nicht längs einer Geraden, sondern einer Kreisform folgend jeweils um 90° zueinander versetzt, jedoch vorzugsweise mit gleichem Abstand zum Mittelpunkt angeordnet. Eine solche Ausbildung hat sich im praktischen Betrieb als bevorzugt herausgestellt, wobei die Ausleger des Druckübertragungs-Zwischenteils nicht in Drehrichtung verlaufende Zungenvorsprünge bilden, sondern von einer bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erhöhten äußeren Randkante des Zwischenlagerteils oder auch Basisteils ausgehen.In this embodiment, contrary to the illustration in FIG. 2, four key switches are also (only) provided, but these are not offset along a straight line but rather in a circular shape by 90 ° to one another, but are preferably arranged at the same distance from the center point. Such a design has been found to be preferred in practical operation, the cantilevers of the pressure transmission intermediate part not forming tongue projections running in the direction of rotation, but starting from an outer peripheral edge of the intermediate bearing part or base part that is raised in the illustrated embodiment.
Das einstückige Basisteil ist in Fig. 4 im Querschnitt in Seitenansicht und in Fig. 5 in Draufsicht dargestellt und mit 40 bezeichnet. Das Basisteil 40 umfaßt eine zentrale Nabe 41, einen Boden 42 und einen hochgezogenen äußeren Rand 43, der nach oben in eine deutliche, gewellte Kurvenform 44 übergeht. Die von dieser Kurvenform gebildeten Erhebungen und Absenkungen bilden Rastnocken, in die ein oder mehrere radial vom Betätigungselement nach außen wegstehende, beispielsweise federvorgespannte Druckstifte eingreifen und so in jeder Schaltstellung die Winkelposition des Drehschalters arretieren und auch definieren.The one-piece base part is shown in cross-section in side view in FIG. 4 and in plan view in FIG. 5 and is designated by 40. The
Die topfförmige Grundform des Zwischenlagerteils ist ferner für die auch hier wieder getroffene einstückige Ausbildung des Druckübertragungs-Zwischenteil von Vorteil, welches, wie am besten der Darstellung der Fig. 4 mit der Daraufsicht der Fig. 5 entnommen werden kann, bei diesem Ausführungsbeispiel aus vier jeweils im Winkel von 90° zueinander versetzten, nach innen vorspringenden Zungen 45, 46, 47 und 48 besteht bzw. gebildet ist, die von der nach oben hochgezogenen Randkante 43 des Zwischenlagerteils 40 sternförmig nach innen laufen.The pot-shaped basic shape of the intermediate storage part is also one-piece for the one again met here Formation of the pressure transmission intermediate part is advantageous, which, as can best be seen from the illustration in FIG. 4 with the top view of FIG. 5, in this exemplary embodiment consisting of four inwardly projecting
Diese Zungen 45 bis 48 sind im Übergang zur Randkante, also in ihrem Anlenkungsbereich an diese bei 49 gelenkig gelagert, und zwar über ein von dem Material des Zwischenlager- oder Basisteils selbst gebildeten Filmscharnier; diese Übergangs-Gelenkzone ist in Fig. 5 gestrichelt dargestellt und ebenfalls mit dem Bezugszeichen 49 versehen.These
In der zum besseren Verständnis größeren Detaildarstellung der Fig. 7 ist erkennbar, daß sich unter jeder der bei diesem Ausführungsbeispiel vier Druckübertragungs-Zungen 45, 46, 47, 48 ein Tastenschalter 10ʹ befindet, dessen Stößel 27 zur sicheren punktuellen, eine Kraftkonzentration ermöglichenden Betätigung von einem teilkugelförmigen unteren Vorsprung 50 an jeder Druckübertragungs-Zunge beaufschlagt wird.In the larger detailed view of FIG. 7 for a better understanding, it can be seen that under each of the four
Der Aufbau des Basisteils vervollständigt sich entsprechend Fig. 5 durch sternförmig die Nabe 41 mit der äußeren Ringkante 43 verbindende Radialstege 51, wobei am Boden noch ebenfalls radial verlaufende Verstärkungsrippen 52 vorgesehen sein können, um dem Ganzen einen entsprechend stabilen Halt zu geben.The construction of the base part is completed in accordance with FIG. 5 by
Bei dieser Ausführungsform sind noch einige Besonderheiten zu beachten; da auch hier die Betätigung jeder der sich unterhalb einer Druckübertragungs-Zunge 45, 46, 47, 48 befindlichen Tastenschalter 10ʹ nach Art eines BCD-Codes, wie weiter vorn schon angegeben, erfolgen kann, sind Mittel vorzusehen, um jeden der Schalter unabhängig zu jedem anderen betätigen zu können. Es versteht sich, daß die im folgenden erläuterte spezielle Ausführungsform für eine solche Betätigung auch andere Codeformen betreffen kann, beispielsweise den sogenannten Aiken-Code , darüber hinaus aber auch die Tastenschalter in einer völlig anderen Art und Weise, wie weiter vorn schon ausführlich erläutert, angeordnet und in ihrer Abfolge betätigt werden können, wobei auch die Anzahl der Tastenschalter und der zugeordneten, die Druckübertragung ermöglichenden Zungen oder sonstigen Hilfsmittel grundsätzlich beliebig ist.In this embodiment, some peculiarities have to be considered; since here too the actuation of each of the key switches 10ʹ located below a
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Betätigung wieder über die untere Ringscheibenfläche der in Fig. 6 gezeigten Betätigungsscheibe 26aʹ des Dreh-Betätigungselements 26, wobei die Betätigungsnocken 28ʹ in vier getrennten, zueinander konzentrischen Kreisbahnen A, B, C und D auf der Betätigungsscheibe 26aʹ angeordnet und verteilt sind. Im zusammengebauten Zustand blicken diese Betätigungsnocken 28ʹ nach unten und treten in Wirkverbindung mit jeweils zugeordneten, gesonderten Gegennocken 53, 54, 55, 56, die sich, den Betätigungsnocken 28ʹ der Betätigungsscheibe 26aʹ gegenüberliegend und auf diese blickend, jeweils auf einer der Druckübertragungs-Zungen 45, 46, 47 und 48 befinden. Die Anordnung dieser Gegennocken 53, 54, 55, 56 ist im radialen Abstand zum Mittelpunkt gesehen jeweils unterschiedlich so, wie es notwendig ist, damit jeweils einer der Gegennocken von den bzw. allen Betätigungsnocken 28ʹ, die auf dem zugeordneten konzentrischen Kreisring der Codierscheibe der Fig. 6 liegen, wie diese auch bezeichnet werden kann, niedergedrückt werden können, aber auch nur von diesen zugeordneten Betätigungsnocken.In the exemplary embodiment shown here, the actuation again takes place via the lower annular disk surface of the actuating disk 26aʹ of the
Die Form der einzelnen Gegennocken 53, 54, 55, 56 ist jeweils außerhalb der Kreisstruktur der Fig. 5 gezeigt, und man erkennt, daß diese Gegennocken, je nach ihrem radialen Abstand zum Mittelpunkt, eine unterschiedliche Höhe aufweisen, worauf im folgenden anhand der Darstellung der Fig. 7 eingegangen wird, in welcher in der Zusammenstellung, aber nur angenommenerweise, alle Gegennocken auf einer der Druckübertragungs-Zungen, nämlich der Zunge 48 angeordnet dargestellt sind, so daß man auch erkennen kann, daß diese zueinander jeweils eine unterschiedliche radiale Position einnehmen.The shape of the
Da die Druckübertragungs-Zungen 45, 46, 47, 48 jeweils gleich sind, der auf ihnen befindliche Gegennocken jedoch von einem Betätigungsnocken aus einer jeweils unterschiedlichen radialen Position entsprechend der unterschiedlichen konzentrischen Ringe A, B, C, D auf der Betätigungsscheibe 26aʹ angefahren und auch niedergedrückt wird, hat es sich als sinnvoll erwiesen, die unterschiedlichen Gegennocken auf den verschiedenen Druckübertragungs-Zungen in der Höhe unterschiedlich zu machen, um so bei jeder Stößelbetätigung jedes Tastenschalters trotz unterschiedlichem Hebelarm und unterschiedlicher Elastizitätsbeanspruchung der unterschiedlichen Druckübertragungszungen gleiche und damit sichere Tastenschalterdrücke und -krafteinwirkungen zu erzielen. So wird beispielsweise, je näher man mit dem Betätigungsnocken 28ʹ auf der Codierscheibe zur Mitte rückt, die aufzubringende Kraft geringer, es wird jedoch der Weg/Hebelarm größer bzw. umgekehrt - auch hat die ihren Gegennocken 53 an ihrer äußersten inneren Randkante tragende Druckübertragungszunge 48 auch eine gewisse Tendenz, aufgrund ihrer Elastizität dem Schaltdruck durch die Betätigungsnocken auszuweichen, was durch einen höheren Gegennocken ausgeglichen werden kann.Since the
Es versteht sich, daß Form und Ausbildung der Nocken, also der Gegennocken und der Betätigungsnocken etwa gleich ist; die Nocken verfügen jeweils über eine-immer in Drehrichtung gesehen-Anstiegsfläche und eine Abfallfläche, so daß, wie der kleinen Zeichnung rechts zum Basisteil in Fig. 5 entnommen werden kann, ein auf den Gegennocken 55 auflaufender Betätigungsnocken 28ʺ mit einer vorderen, abgeflachten Anstiegskante 28aʺ auf eine entsprechende vordere, flach ansteigende Kante 55a des Gegennockens auftrifft, den Gegennocken 55 und mit diesem die zugeordnete Druckübertragungszunge 46 bei eigener Bewegung in Richtung des Pfeils X allmählich in Richtung des Pfeils Y drückt und das Drehelement 26 dann seine Winkelarretierung über die Randrasterung 44 erfährt, wenn die beiden Nocken diametral gegenüberliegen und der Tastenschalter angesprochen hat.It goes without saying that the shape and design of the cams, that is to say the counter cams and the actuating cams, is approximately the same; the cams each have a rising surface and a falling surface, as seen in the direction of rotation, so that, as can be seen in the small drawing to the right of the base part in FIG. 5, an actuating cam 28ʺ running on the counter-cam 55 with a front, flattened rising edge 28aʺ strikes a corresponding front, gently rising
Es ist auch nicht ausgeschlossen, daß je nach der Winkelposition und der Art und Anzahl der in diesem Bereich niederzudrückenden Tastenschalter die Reibung über den Drehwinkel gesehen (geringfügig) unterschiedlich ist, was beispielsweise bei einer manuellen Betätigung, wenn auch nur gering, bemerkt werden könnte. Dies ist der Grund, warum bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4-7 über die Randkanten-Winkelrastung eine eher "harte" Rastung angestrebt wird.It is also not excluded that, depending on the angular position and the type and number of key switches to be depressed in this area, the friction seen over the angle of rotation varies (slightly) is what could be noticed, for example, when operated manually, even if only slightly. This is the reason why, in the embodiment of FIGS. 4-7, a rather "hard" detent is sought via the edge edge angular detent.
In Fig. 6 sind bei den Betätigungsnocken, die entsprechend dem jeweils gewünschten Code über den Umfang des zugeordneten Kreisrings verteilt sind, die schrägen Anstiegs- und Abstiegsflanken umrandet, jedoch nicht eingefärbt, während die eigentliche erhabene Nockenfläche dunkel gehalten ist. Man sieht daher auch, daß je nach gewähltem Code bestimmte der Tastenschalter 10ʹ über größere Drehwinkel aktiviert, beispielsweise eingeschaltet gehalten sind, während andere beim Weiterdrehen ebenfalls aktiviert werden, andere auf anderen Kreisringen abgeschaltet werden undsofort.In Fig. 6, the oblique rising and falling flanks of the actuating cams, which are distributed over the circumference of the associated circular ring in accordance with the respectively desired code, are edged, but not colored, while the actual raised cam surface is kept dark. It can therefore also be seen that, depending on the code selected, certain of the key switches 10ʹ are activated over larger angles of rotation, for example are kept switched on, while others are also activated when turning further, others are switched off on other circular rings and immediately.
Zur Reduzierung der gegenseitigen Reibungseinflüsse bei der Nockenbetätigung kann es auch von Vorteil sein, die Nocken durch Rollen zu ersetzen, so daß die Gleitreibung in eine wesentlich geringere Rollenreibung umgewandelt wird; wenn es unpraktisch ist, die Betätigungsnocken der Codierscheibe oder Betätigungsscheibe 26aʹ in Form von Rollen auszuführen, dann kann man auch die Gegennocken, die der Betätigung der jeweils vorhandenen Tastenschalter 10ʹ dienen, und deren Anzahl üblicherweise geringer ist, in Rollenform ausbilden, einfach indem beispielsweise kleine Walzen auf einer eigenen Achse gelagert die erhabene Gegen- oder Betätigungsnocke bilden, auf die dann die jeweils andere Nocke bei Drehbewegung der Walze aufgleitet.To reduce the mutual friction influences during cam actuation, it can also be advantageous to replace the cams with rollers so that the sliding friction is converted into a substantially lower roller friction; if it is impractical to design the actuating cams of the coding disk or actuating disk 26aʹ in the form of rollers, then the counter-cams which are used to actuate the respective key switches 10ʹ and whose number is usually smaller can also be designed in a roll form, simply by, for example, small ones Rollers mounted on their own axis form the raised counter or actuating cam, onto which the other cam then slides when the roller rotates.
Es wird nochmals hervorgehoben, daß es sich bei den dargestellten Ausführungsbeispielen lediglich um bestimmte Möglichkeiten der Anordnung der Tastenschalter etwa in einer Kreisform handelt, von der beliebig abgewichen werden kann, je nach den Erfordernissen und je nach Art des gewählten Codes.It is emphasized again that the exemplary embodiments shown are only certain possibilities for arranging the key switches in a circular shape, from which there can be any deviations, depending on the requirements and the type of code selected.
Es ist auch möglich, die jeweiligen Druckübertragungszungen oder Flächen über beispielsweise umspritzte federnde, metallische Blattfedern an ihren Halteteilen, also insbesondere dem Basisteil anzulenken. Es kann ferner vorteilhaft sein, wie im übrigen auch in den die Darstellung der Fig. 5 umgebenden, als Teilausschnitte die Formen der Gegennocken darstellenden kleinen Zeichnungen auch angegeben, den Anstiegswinkel der vorderen und hinteren Schrägflächen, jeweils in Drehrichtung gesehen, bei den einzelnen Nocken unterschiedlich zu gestalten, so daß durch die unterschiedlichen Schrägen die pro Drehwinkel aufzubringenden Kräfte möglichst gleich sind, also die entstehenden Reibungseinflüsse verringert werden. Der Darstellung der Fig. 4 läßt sich noch entnehmen, daß zur sicheren Verankerung des Basis- oder Zwischenlagerteils von diesem, genauer von dessen Boden 42 nach unten gerichtete Arretierzapfen 57 ausgehen können, die in entsprechende Gegenbohrungen der das Basis- oder Zwischenlagerteil 24 lagernden Trägerplatte eingreifen und eine einwandfreie Zentrierung, insbesondere aber auch eine Sicherung gegen Verdrehung bilden.It is also possible to link the respective pressure transmission tongues or surfaces to their holding parts, that is to say in particular the base part, by means of, for example, extruded, resilient, metallic leaf springs. It can also be advantageous, as is also indicated in the small drawings surrounding the representation of FIG. 5, which also show the shapes of the counter-cams as partial sections, the angle of rise of the front and rear inclined surfaces, each seen in the direction of rotation, different for the individual cams to be designed so that the forces to be applied per angle of rotation are as equal as possible due to the different inclines, that is to say the resulting frictional influences are reduced. The illustration in FIG. 4 also shows that, in order to securely anchor the base or intermediate bearing part, locking pins 57 directed downward from this, more precisely from the bottom 42 thereof, can engage, which engage in corresponding counter-bores in the carrier plate supporting the base or
Schließlich ist es möglich, für bestimmte Anwendungsfälle, bei denen die Möglichkeit der unmittelbaren Weiterführung der elektrischen Kontakte der Tastenschalter über eine Leiter- oder Printplatte als tragendes Bauelement nicht vorrangig ist oder die elektrischen Anschlüsse auch in anderer Weise bewerkstelligt werden können, auf die Trägerplatte ganz zu verzichten und das Basisteil als unabhängige Drehschaltereinheit mit der ohnehin vorhandenen Möglichkeit zur Lagerung des Dreh-Betätigungselements 26 als einheitliches, selbsttragendes Bauteil auszubilden. In diesem Fall sind die Tastenschalter am Boden 42 des Zwischenlagerteils oder Basisteils 24 angeordnet, wobei dieses dann natürlich selbst wieder mit entsprechenden elektrischen Leitungen, üblicherweise in Form von Kupferkaschierungen auf der abgewandten Seite ausgebildet sein kann, um die entsprechenden Kontaktanschlüsse zu den Tipptastenschaltern problemlos und in einem Arbeitsgang durch Anlöten der Tipptastenschalter-Beinchen vornehmen zu können. Dies würde bedeuten, daß die Trägerplatte als Leiterplatte und Printplatte einerseits sowie das Zwischenlager bzw. Basisteil 24 andererseits ineinander übergehen und ein gemeinsames Bauteil mit beiden Funktionen bilden.Finally, it is possible for certain applications in which the possibility of direct continuation of the electrical contacts of the key switches Is not a priority over a printed circuit board or printed circuit board as a load-bearing component or the electrical connections can also be made in another way, to dispense entirely with the carrier plate and the base part as an independent rotary switch unit with the possibility of storing the
Auf eine weitere Einsatzmöglichkeit des erfindungsgemäßen Mehrfachschalters sei noch hingewiesen; bei kontinuierlicher Drehung läßt sich ein solcher Mehrfachschalter auch mit besonderem Vorteil als Impulsgeber, auch für verschiedene Drehrichtungen einsetzen, denn durch das Auflaufen und Ablaufen der jeweiligen Nocken relativ zueinander erzeugen die Tastenschalter bei fortgesetzter Drehbewegung Ausgangsspannungen mit impulsartigem Charakter, wobei aufeinanderfolgende Impulszüge für unterschiedliche Drehrichtungen beispielsweise einen Phasenversatz von 90° aufweisen. Ein solcher Impulsschalter ist beispielsweise als Winkelschrittgeber geeignet.Another possible application of the multiple switch according to the invention should be pointed out; With continuous rotation, such a multiple switch can also be used with particular advantage as a pulse generator, also for different directions of rotation, because by the running and running of the respective cams relative to one another, the key switches generate output voltages with a pulse-like character with continued rotary movement, with successive pulse trains for different directions of rotation, for example have a phase shift of 90 °. Such a pulse switch is suitable, for example, as an angle encoder.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Claims (26)
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Publications (1)
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Inventor name: GEIGER, PETER |