CH650358A5

CH650358A5 - Push button with a snap-action effect

Info

Publication number: CH650358A5
Application number: CH789480A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Roesl
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1985-07-15
Also published as: DE2942720C2; FR2468197A1; FR2468197B1; DE2942720A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucktaste mit Schnappwirkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Tasten werden bei Eingabegeräten für elektronische Rechner, bei elektrischen Schreibmaschinen und bei Fernschreibern benötigt. Bei solchen Tasten wird gefordert, dass beim Schaltvorgang eine spürbare Schnappwirkung eintritt, so dass die Bedienungsperson bei der Betätigung der Taste merkt, wann der Kontakt geschlossen wird. Solche Tasten für Eingabetastaturen haben einen besonders grossen Hub von beispielsweise 3 bis 4 mm und müssen eine ausser-gewöhnlich hohe Lebensdauer haben. Ohne dass die Taste

Ermüdungserscheinungen zeigt, muss sie mindestens 10 Millionen Betätigungen aushalten.

Elektrische Schnappvorrichtungen bei Drucktasten sind weitgehend bekannt. Hierbei werden umschnappende Metall-plättchen verwendet. Bei einer sehr grossen Anzahl von Betätigungen treten jedoch in dem Material des Schnappplätt-chens Strukturänderungen ein, welche die Schnappcharakteristik sehr verändern. Solche Schnappplättchen sind daher nicht für Eingabetastaturen mit einer sehr hohen Betätigungszahl geeignet. Ausserdem ist der Hubweg bei solchen Schnappblechen nur sehr klein, so dass sich solche Tasten zwar für Taschenrechner eignen, nicht aber für Eingabetastaturen wie den obengenannten. Drucktasten mit Schnappblechen sind beispielsweise aus der DE-AS 2 257 983 bekannt.

Aus dem DE-GM 1 699 017 ist weiter ein Schiebeschalter mit Sprungschaltung bekannt, bei dem zur Erzielung der Sprungwirkung eine quer zum Stössel angeordnete Blattfeder verwendet wird.

Da aus solchen Drucktasten grössere Tastenfelder zusammengesetzt werden, wird in der Regel gefordert, dass der Durchmesser des Tastenkörpers höchstens so gross ist wie der Betätigungsknopf. Wenn man hierbei als Schnappglieder Schnappplättchen oder Blattfedern verwendet, so ergeben sich bei diesen Dimensionierungen nur sehr geringe Hubwege.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drucktaste mit Schnappwirkung zu schaffen, bei der das Schnappglied eine sehr hohe Anzahl von Betätigungen ohne Ermüdungserscheinungen aushält und die bei geringem Tastendurchmesser einen verhältnismässig grossen Tastenweg erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Massnahmen gelöst.

Die Verwendung einer Schraubenfeder hat noch den weiteren Vorteil, dass sie eine verhältnismässig weiche Federcharakteristik hat, die je nach Drahtdurchmesser und Windungsdichte in weiten Grenzen wählbar ist.

Die Lagerung der Schraubenfeder ist sehr einfach. Bei einer zweckmässigen Ausführungsform genügen nämlich Sacklöcher an den gegenüberliegenden Innenwänden des Tastenkörpers. Die Schraubenfeder wird mit ihren Enden in die Sacklöcher eingesteckt und ist so dimensioniert, dass sie. nach dem Tastenknopf hin gewölbt ist. Der Mittelteil der Schraubenfeder ist, wie dies bei der Blattfeder bekannt ist, bewegungsschlüssig mit dem Tastenstössel verbunden. Beim Niederdrücken der Taste wird die Feder zunächst zusammengedrückt und schnappt dann nach Überschreitung der Verbindungslinie zwischen den beiden Sacklöchern nach der anderen Seite um, wobei sich die gewünschte Schnappwirkung ergibt.

Je nach der Anordnung der beiden Sacklöcher kann man hierbei eine bistabile oder eine monostabile Schnappwirkung erzielen. Wenn die beiden Sacklöcher senkrecht zur Stösselachse verlaufen, so ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung, d.h. die Feder hat zwei stabile Lagen. Um ein Zurückspringen des Tastenstössels zu erreichen, muss dann zusätzlich noch eine übliche Rückholfeder angeordnet sein, die in die Richtung der Stösselachse wirkt und sowohl den Tastenstössel als auch die quer dazu liegende Schraubenfeder wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Beim Zurückdrehen ergibt sich erneut eine Schnappwirkung, die deutlich am Tastenknopf fühlbar ist, so dass die Bedienungsperson das Ausschalten des Kontaktes merkt. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann anstelle der Rückholfeder die Federwirkung der beweglichen Kontakte benutzt werden, die durch eine federnde Kontaktbrücke gebildet werden.

Wenn man die beiden Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfedern so anordnet, dass sie einen spitzen Winkel

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mit der Stösselachse einschliessen, d.h. dass sie zum Tastenknopf hin zeigen, ergibt sich eine monostabile Wirkung der Schraubenfeder, d.h. nach dem spürbaren Umschnappen nach Niederdrücken des Tastenknopfes ergibt sich ein selbständiges Zurückschnappen nach Verminderung des Druckes auf den Tastenknopf. Dadurch kann eine zusätzliche Rückholfeder eingespart werden.

Um die Montage der Einzelteile der Taste zu erleichtern, werden zweckmässig anstelle der Sacklöcher Nuten in der Innenwand des Tastenkörpers vorgesehen, in die an den Gehäusedeckel angeformte Ansätze so weit hineinreichen, dass dadurch wiederum Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfeder gebildet werden. Die Schraubenfeder kann dann leicht von oben in die Nuten eingeschoben werden, und durch Aufsetzen des Gehäusedeckels werden die Enden der Schraubenfeder mittels der angeformten Ansätze in der gewünschten Lage gehalten.

Die bewegungsschlüssige Verbindung zwischen der Schraubenfeder und dem Tastenstössel wird in einfacher Weise dadurch erzielt, dass der Tastenstössel eine Ausnehmung besitzt, durch die die Schraubenfeder geführt ist. Bei der Betätigung des Tastenknopfes wird dann der Mittelteil der Schraubenfeder durch den Tastenstössel mitgenommen und ist so bewegungsschlüssig mit diesem verbunden.

Wenn das Tastengehäuse einen viereckigen Querschnitt hat, ist es besonders vorteilhaft, die Schraubenfeder diagonal im Tastengehäuse anzuordnen. Dies ermöglicht eine grössere Länge der Schraubenfeder und damit einen grösseren Federweg und eine weichere Federcharakteristik.

Bei der Drucktaste gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist der bewegliche Kontakt als s-förmige oder z-förmige Ausbildung Kontaktbrücke aus Federblech ausgebildet, die mit ihrem verbreiterten Mittelteil senkrecht zur Stösselachse an dem im Gehäuse angeordneten Stösselende befestigt ist. Durch die s-förmige oder z-förmige Ausbildung des Federbleches wird hierbei geringem Raumbedarf ein grosser Federweg erzielt. Dadurch kann der Stössel aus der gedrückten Stellung über den Totpunkt der Schraubenfeder gedrückt werden, so dass die monostabile Ausführung der Schraubenfeder ohne zusätzliche Rückholfeder verwendet werden kann. Die Kontaktbrücke aus Federblech kontaktiert Festkontakte, die im Boden des Tastengehäuses angeordnet sind. Zur Erzielung eines sicheren Kontaktes können die Enden des Federbleches noch geschlitzt sein.

Weiter ist es vorteilhaft, das Stösselende hohl auszubilden und einen am Gehäuseboden angeformten Zapfen in den Hohlraum hineinragen zu lassen. Dadurch wird eine besonders exakte Führung des Tastenstössels im Gehäuse mit einfachen Mitteln erzielt.

Figur 1 zeigt eine Drucktaste gemäss der Erfindung im Längsschnitt.

Figuren 2 und 3 zeigen Schnitte der Drucktaste gemäss der Erfindung längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 in zwei verschiedenen Ausführungsformen.

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer weiteren Ausführungsform der Drucktaste gemäss der Erfindung.

In Figur 1 ist eine Drucktaste gemäss der Erfindung im Schnitt dargestellt. In dem Tastengehäuse 1 aus Isolierstoff, das beispielsweise einen quadratischen Querschnitt hat, ist der Tastenstössel 2 in Richtung seiner Achse beweglich angeordnet. Der Tastenstössel wird mittels des Tastenknopfes 3 betätigt. Im Gehäuseboden 6 sind die Festkontakte 5 angeordnet, die bei Betätigung des Tastenknopfes 3 durch das Kontaktblech 4 überbrückt werden. Durch die Rückholfeder 7 wird der Tastenstössel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht, wenn der Betätigungsdruck auf den Tastenknopf 3 nachlässt. Zur Erzielung der gewünschten Schnappwirkung ist die Schraubenfeder 8 vorgesehen, die mit ihren

Enden 8a und 8b in Sacklöchern 9 und 10 in der inneren Wand des Tastengehäuses 1 gelagert ist. Diese Sacklöcher werden vorteilhaft durch Nuten in der Innenwand des Gehäuses 1 gebildet, in welche Ansätze 13 und 14 hineinragen, die an den Deckel 15 angeformt sind. Hierdurch ist eine einfache Montage der Schraubenfeder 8 möglich, da diese nur in die Nuten eingeschoben werden muss, wobei Ihre Enden 8a und 8b durch die Ansätze 13 und 14 des aufgesetzten Deckels 15 in ihrer Lage gehalten werden. Die Schraubenfeder 8 bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist nach oben gewölbt und durch eine Ausnehmung 16 im Stössel 2 geführt. Der Stössel 2 selbst hat an seinem unteren Ende eine Ausnehmung 17, in welche der Stift 18 des Gehäusebodens 6 hineinragt. Dadurch wird eine exakte Führung des Stössels erzielt. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind die beiden Sacklöcher 9 und 10 zur Lagerung der Schraubenfeder 8 senkrecht zur Stössellachse angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine bistabile Schnapp Wirkung der Feder 8. Damit nach Beendigung des Druckes auf den Tastenknopf 3 der Tastenstössel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt, ist daher eine zusätzliche Federwirkung erforderlich. Hierzu dient beispielsweise die Rückholfeder 7, wie sie bei solchen Drucktasten bekannt und üblich ist. Anstelle der Rückholfeder 7 kann jedoch auch das Kontaktblech 4 so weit federnd ausgebildet sein, dass es nach Aufhören des Druckes auf den Tastenknopf 3 den Stössel 2 bis über den Totpunkt der Feder 8 hochschiebt. Hierdurch wird die Verwendung einer zusätzlichen Rückholfeder 7 überflüssig.

In Figur 2 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 durch eine Taste gemäss der Erfindung dargestellt. Aus dieser Figur ist die Form des Kontaktbleches 4 ersichtlich, das am unteren Stösselende befestigt ist. Das Kontaktblech hat einen rechteckigen oder quadratischen Mittelteil 19 und daran angeformte Arme 20 und 21, welche mit ihren Enden die Festkontakte 5 kontaktieren. Zur besseren Kontaktgabe können die Enden der Arme 20 und 21, wie in Figur 2 dargestellt, geschlitzt sein, so dass sich ein Doppelkontakt ergibt. Durch die besondere Form des Kontaktbleches 4 wird ein besonders langer Federweg und eine sehr weiche Federung erzielt. Dieser lange Federweg kann dazu benutzt werden, den Tastenstössel wieder über den Totpunkt der Feder 8 zurückzudrücken, so dass keine Rückholfeder erforderlich ist.

Figur 3 zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie A-A von Figur 1 durch eine andere Ausführungsform der Drucktaste gemäss der Erfindung. Hier ist die Feder 8 diagonal im Gehäuse 1 angeordnet und in den Sacklöchern 9 und 10 gelagert. Durch diese Anordnung kann ohne äussere Vergrösse-rung der Drucktaste ein längerer Federweg der Schnappfeder 8 und eine weichere Federcharakteristik dieser Feder erzielt werden.

In Figur 4 ist ein Längsschnitt durch Teile einer Drucktaste gemäss der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor dargestellten Ausführungsformen darin, dass die Sacklöcher 9 und 10, in denen die Enden der Feder 8 gelagert sind, in einem von 90 Grad abweichenden Winkel zur Achse des Stössels 2 angeordnet sind. Hierdurch wird eine monostabile Schnappcharakteristik der Feder 8 erzielt, d.h., dass der Stössel 2 nach Aufhören des Druckes auf den Tastenknopf durch die Feder 8 wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird. Trotzdem wird hierbei sowohl beim Hinweg als auch beim Rückweg des Stössels 2 eine gut fühlbare Schnappwirkung erzielt, wenn die Feder 8 über das Maximum der Betätigungskraft hinweg bewegt wird.

Durch die Verwendung einer Schraubenfeder als Schnappfeder ergibt sich auch bei grossem Stösselweg eine zuverlässige Schnappwirkung, die sich auch bei einer sehr hohen Betätigungszahl von über 10 Millionen Betätigungen in ihrer Charakteristik nicht ändert.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Drucktaste mit Schnappwirkung, bei der in einem Isolierstoffgehäuse ein aus dem Gehäuse herausragender Tasten-stössel zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, der an dem im Gehäuse angeordneten Ende bewegliche Kontakte trägt, denen im Gehäuse Festkontakte gegenüberliegen, und der durch Federwirkung in der einen Endstellung gehalten ist und bei dem durch ein quer zur Bewegungsrichtung des Tastenstössels angeordnetes gewölbtes Federglied ein Umschnappen in die Endstellung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Federglied aus einer Schraubenfeder (8) besteht, deren Enden im Gehäuse (1) gelagert sind und deren Mittelteil bewegungsschlüssig mit dem Stössel (2) verbunden ist.

2. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (8) mit ihren Enden (8a, 8b) in einander gegenüberliegende Sacklöchern (9,10) gelagert ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Drucktaste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Lagerung der Schraubenfeder (8) dienenden Sacklöcher (9,10) durch Nuten in der inneren Gehäusewand (1) gebildet sind, in die am Gehäusedeckel (15) angeformte Ansätze (13,14) hineinreichen.

4. Drucktaste nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (9,10) senkrecht zur Stössel-achse (2) verlaufen.

5. Drucktaste nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (9,10) mit der Stösselachse (2) einen spitzen Winkel bilden.

6. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (8c) der Schraubenfeder (8) durch eine Ausnehmung (16) im Stössel (2) geführt ist.

7. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen viereckigen Querschnitt hat und die Schraubenfeder (8) diagonal im Gehäuse (1) angeordnet ist.

8. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontakte als derart federnde Kontaktbrücke (4) ausgebildet sind, dass sie in der Lage ist, den Stössel (2) aus der gedrückten Lage über den Totpunkt der Schraubenfeder (8) zu drücken.

9. Drucktaste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (4) durch ein s- oder z-förmiges Federblech gebildet ist, das mit seinem verbreiterten Mittelteil (19) senkrecht zur Stösselachse an dem im Gehäuse (1) angeordneten Stösselende (2) befestigt ist und dessen Enden den im Gehäuseboden (6) befestigten Festkontakten (5) gegenüberliegen.

10. Drucktaste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Federbleches geschlitzt sind.

11. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das im Gehäuse (1) angeordnete Stösselende (2) hohl ist und ein am inneren Gehäuseboden (6) angeformter Stift (18) in den Hohlraum hineinragt.