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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Taster für sicherheitsgerichtete Anwendungen,
- - wobei der Taster einen Grundkörper aufweist,
- - wobei in dem Grundkörper eine Taste mechanisch bewegbar gelagert ist, so dass die Taste durch Ausüben einer Druckkraft in einer Betätigungsrichtung bewegbar ist,
- - wobei in dem Grundkörper in der Betätigungsrichtung gesehen unterhalb der Taste quer zur Betätigungsrichtung eine Leiterplatte angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Joystick,
- - wobei der Joystick sich von einem oberen Ende zu einem unteren Ende erstreckt,
- - wobei der Joystick an seinem unteren Ende eine Lagerung zum schwenkbaren Lagern des Joysticks aufweist,
- - wobei der Joystick einen Taster der eingangs genannten Art aufweist,
- - wobei die Taste am oberen Ende des Joysticks angeordnet ist und
- - wobei die Betätigungsrichtung im Wesentlichen vom oberen zum unteren Ende des Joysticks verläuft.
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Ein derartiger Taster ist beispielsweise aus der
EP 3 706 315 A1 bekannt. Bei diesem Taster ist auf der Leiterplatte eine Schnappscheibe angeordnet, mittels derer ein auf der Leiterplatte angeordneter elektrischer Schaltkreis schaltbar ist. Die Taste wirkt über einen Stößel auf die Schnappscheibe, so dass die Schnappscheibe durch das Bewegen der Taste in der Betätigungsrichtung betätigt wird. Zusätzlich ist eine Sensoreinrichtung vorhanden, die auf kapazitiver Basis arbeitet und mittels derer das Betätigen der Schnappscheibe erkannt werden kann.
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In vielen Gebieten der Technik, beispielsweise der Medizintechnik, müssen Geräte zuverlässig und sicher bedient werden können. Hierzu werden in vielen Fällen Bedienungsmodule verwendet, auf denen Taster angeordnet sind. Die Taster können Bestandteile eines Joysticks des jeweiligen Bedienungsmoduls sein. In diesem Fall ist die Taste am oberen Ende des Joysticks angeordnet und verläuft weiterhin die Betätigungsrichtung im Wesentlichen vom oberen zum unteren Ende des Joysticks.
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Üblicherweise wird zwischen einkanaligen und zweikanaligen bzw. allgemein mehrkanaligen Tastern unterschieden. Für sicherheitsrelevante Anwendungen sind nur mehrkanalige Taster zugelassen und geeignet.
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Im Stand der Technik ist bekannt, dass der Taster als Schaltelemente mehrere sogenannte Mikrotaster aufweist, die mittels der Taste betätigt werden. Mikrotaster sind vorgefertigte Bauteile, die auf einer Leiterplatte angeordnet werden und jeweils eine eigene Taste aufweisen. Die jeweilige Taste wird über eine Stößelanordnung der Taste betätigt. Intern können die Mikrotaster eine Schnappscheibe aufweisen. Auch wenn dies der Fall ist, sind die Schnappscheiben der Mikrotaster jedoch entweder nicht auf einer Leiterplatte angeordnet oder jeweils auf einer internen Leiterplatte des jeweiligen Mikrotasters angeordnet, also nicht der Leiterplatte, auf welcher die Mikrotaster als Ganzes angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist zunächst die Schaltreihenfolge der Mikrotaster durch deren Bautoleranzen unsicher und kann deutlich voneinander abweichen. Weiterhin erfordert diese Ausgestaltung in der Betätigungsrichtung eine große Bauhöhe. Schließlich sind die Kosten der Mikrotaster relativ hoch.
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Im Stand der Technik ist weiterhin die Lösung gemäß der eingangs genannten
EP 3 706 315 A1 bekannt. Bei dieser Lösung kann für den einen Kanal die Schnappscheibe verwendet werden. Für den anderen Kanal wird die Position der Schnappscheibe kapazitiv ausgewertet. Die kapazitive Auswertung ist jedoch nachteilig, weil sie zum einen eine hohe EMV-Störanfälligkeit aufweist und zum anderen die für die Auswertung erforderliche Elektronik kostenintensiv ist.
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Schließlich ist bekannt, eine Silikontaste zu verwenden, wie sie beispielsweise für Fernbedienungen von Fernsehern, Videorecordern und dergleichen bekannt sind. In diesem Fall werden an der Unterseite der Silikontaste mehrere Kontakte angeordnet, die jeweils einen Schaltkreis schalten. Diese Lösung erfüllt zwar die Anforderungen an die Bediensicherheit. Die Bedienperson, welche die Taste betätigt, erhält jedoch weder eine akustische noch eine präzise haptische Rückmeldung darüber, dass die Taste betätigt wurde, die elektrischen Schaltkreise also geschaltet wurden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Es soll also ein kostengünstiger Taster für sicherheitsgerichtete Anwendungen geschaffen werden, bei dem ein gleichzeitiges oder zumindest quasi-gleichzeitiges Schalten der Kontakte gewährleistet ist, der wenig Bauraum benötigt, eine hohe elektromagnetische Störsicherheit aufweist und der Bedienperson eine präzise haptische und oder/akustische Rückmeldung über die Betätigung der Taste liefert.
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Die Aufgabe wird durch einen Taster mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Tasters sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
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Erfindungsgemäß wird ein Taster der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- - dass auf der Leiterplatte nebeneinander mehrere Schnappscheiben angeordnet sind, mittels derer auf der Leiterplatte angeordnete, voneinander getrennte elektrische Schaltkreise schaltbar sind, und
- - dass die Taste über eine zumindest teilweise an der Taste angeordnete Stößelanordnung auf die Schnappscheiben wirkt, so dass die Schnappscheiben durch das Bewegen der Taste in der Betätigungsrichtung gleichzeitig oder quasi-gleichzeitig betätigt werden.
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Es ist möglich, dass die Taste in dem Grundkörper in einem Drehgelenk gelagert ist, so dass die Taste um eine parallel zur Leiterplatte verlaufende Schwenkachse verschwenkbar ist. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach. Alternativ ist es möglich, dass die Taste in dem Grundkörper in Linearführungen gelagert ist, die in der Betätigungsrichtung verlaufen. Diese Ausgestaltung ist geringfügig komplexer, bewirkt im Gegenzug aber beim Betätigen der Taste eine rein lineare Bewegung.
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Es ist möglich, dass die Stößelanordnung pro Schnappscheibe jeweils einen eigenen an der Taste angeordneten Stößel aufweist. In diesem Fall wirken die Stößel direkt auf je eine der Schnappscheiben. Über die Stößel hinaus muss die Stößelanordnung somit keine weiteren Elemente umfassen. Mittels einer entsprechenden Dimensionierung der Länge der Stößel kann weiterhin auf einfache Weise ein etwaiger Abstand der Unterseite der Taste zu den Schnappscheiben überbrückt werden.
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Wenn die Stößelanordnung pro Schnappscheibe jeweils einen eigenen Stößel aufweist, kann es bei einer außermittigen Betätigung der Taste geschehen, dass die Schnappscheiben nacheinander betätigt werden, also geringfügig zeitversetzt schalten. Ein derartiger, wenn auch geringer Zeitversatz kann beispielsweise dadurch vermieden werden,
- - dass die Stößelanordnung einen einzelnen an der Taste angeordneten Stößel und ein einzelnes weder mit der Taste noch mit dem Stößel verbundenes Brückenelement aufweist,
- - dass das Brückenelement in dem Grundkörper zwischen dem Stößel und den Schnappscheiben angeordnet und in der Betätigungsrichtung bewegbar gelagert ist,
- - dass der Stößel durch das Bewegen der Taste in der Betätigungsrichtung mittig auf das Brückenelement wirkt und
- - dass das Brückenelement auf die Schnappscheiben wirkt.
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Dadurch wirkt im Ergebnis nur die Druckkraft in Betätigungsrichtung auf das Brückenelement. Eine etwaige Querkraft wird nicht auf das Brückenelement übertragen, sondern bewirkt lediglich eine geringfügige seitliche Verlagerung des Stößels am Übergang zum Brückenelement.
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Im Falle der Verwendung des Brückenelements weist das Brückenelement vorzugsweise an seiner von der Taste abgewandten Seite Führungselemente auf und weist weiterhin die Leiterplatte mit den Führungselementen zusammenwirkende Ausnehmungen auf. Somit kann durch das Zusammenwirken der Führungselemente und der Ausnehmungen erreicht werden, dass das Brückenelement quer zur Betätigungsrichtung fixiert ist und in Betätigungsrichtung geführt ist. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, wenn das Brückenelement durch das Zusammenwirken der Führungselemente und der Ausnehmungen unverkippbar geführt ist.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung mit einem Brückenelement weist die Stößelanordnung ein einzelnes Brückenelement und eine Federanordnung mit zwei Enden auf. In diesem Fall ist je ein Ende der Federanordnung an der Taste und dem Brückenelement angeordnet, so dass die Taste über die Federanordnung auf das Brückenelement wirkt. Das Brückenelement ist wie zuvor in dem Grundkörper zwischen dem Stößel und den Schnappscheiben angeordnet, in der Betätigungsrichtung bewegbar gelagert und wirkt auf die Schnappscheiben. Durch diese Ausgestaltung kann ein sogenannter Überhub realisiert werden, d.h. die Taste kann über den Schaltpunkt, an dem die Schnappscheiben betätigt werden, hinaus bewegt werden. Dadurch wird erreicht, dass beim leichten Öffnen der Taste der Kontakt nicht sofort geöffnet wird, also die Schnappscheiben nicht sofort wieder zurückschalten. Dies erfolgt vielmehr erst nach einem gewissen Öffnungsweg von - beispielsweise - 1 mm oder mehr. Weiterhin wird durch diese Ausgestaltung die Taste vor zu hohen Kräften geschützt.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung dieses Prinzips weist die Federanordnung eine einzelne Feder auf, die mittig auf das Brückenelement wirkt. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, dass die Federanordnung mehrere Federn aufweist, die in ihrer Gesamtheit gesehen mittig auf das Brückenelement wirken.
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Vorzugsweise wird eine Ausgestaltung realisiert, bei welcher
- - der Grundkörper ein Basiselement und ein Zusatzelement aufweist,
- - die Taste in dem Basiselement gelagert ist,
- - die Leiterplatte in dem Zusatzelement gelagert ist und
- - das Zusatzelement relativ zum Basiselement durch Bewegen der Taste gegen eine rückstellende Federkraft in der Betätigungsrichtung auslenkbar ist.
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Dadurch ist es möglich, eine Druckkraft, welche mittels der Taste über die Stößelanordnung und die Schnappscheiben auf die Leiterplatte ausgeübt wird, auf die rückstellende Federkraft zu begrenzen. Der Taster wird somit vor zu hohen Bedienkräften geschützt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere in Verbindung mit der Ausgestaltung, bei welcher ein Überhub realisiert werden kann, von Vorteil. Prinzipiell ist sie aber auch unabhängig von dieser Ausgestaltung realisierbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen,
- - dass die Schnappscheiben ihren jeweiligen Schaltkreis schalten, wenn und sobald mittels der Stößelanordnung auf die jeweilige Schnappscheibe in der Betätigungsrichtung eine jeweilige Betätigungskraft ausgeübt wird,
- - dass die Betätigungskraft einer der Schnappscheiben größer oder kleiner als die Betätigungskraft der anderen Schnappscheiben ist,
- - dass die Schnappscheibe, deren Betätigungskraft größer oder kleiner als die Betätigungskraft der anderen Schnappscheiben ist, beim Schalten ihres jeweiligen Schaltkreises ein deutlich hörbares Klicken generiert und
- - dass die anderen Schnappscheiben beim Schalten ihres jeweiligen Schaltkreises entweder kein hörbares Klicken generieren oder nur ein schwach hörbares Klicken generieren.
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Durch diese Ausgestaltung wird im Falle eines zeitlich versetzten Schaltens ein mehrfaches Klicken vermieden. Weiterhin wird aufgrund der größeren oder kleineren Betätigungskraft die Schnappscheibe, die das deutlich hörbare Klicken generiert, zuletzt oder zuerst geschaltet. Da im Falle einer sicherheitsgerichteten Anwendung - je nach Situation - erst beim Schalten des letzten Schaltkreises oder bereits beim Schalten des ersten Schaltkreises reagiert werden muss, kann somit erreicht werden, dass das Klicken mit dem tatsächlichen Auslösen der Reaktion zusammenfällt.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Joystick mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß ist bei einem Joystick der eingangs genannten Art der Taster des Joysticks als erfindungsgemäßer Taster ausgebildet.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Tasters für sicherheitsgerichtete Anwendungen im Schnitt,
- 2 einen Ausschnitt des Tasters von 1,
- 3 eine perspektivische Darstellung einiger Elemente des Tasters der 1 und 2,
- 4 eine zu den 1 bis 3 alternative Lagerung einer Taste,
- 5 eine zu den 1 bis 3 alternative Ausgestaltung eines Tasters für sicherheitsgerichtete Anwendungen im Schnitt,
- 6 eine perspektivische Darstellung einiger Elemente des Tasters von 5,
- 7 eine zu den 1 bis 3 sowie den 5 und 6 alternative Ausgestaltung eines Tasters für sicherheitsgerichtete Anwendungen im Schnitt,
- 8 eine Modifikation von 7 und
- 9 einen Joystick mit einem Taster.
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Gemäß den 1 bis 3 weist ein Taster 1 für sicherheitsgerichtete Anwendungen einen Grundkörper 2 auf. In dem Grundkörper 2 ist eine Taste 3 gelagert. Die Lagerung ist derart, dass die Taste 3 mechanisch bewegbar ist. Insbesondere kann eine Bedienperson (nicht dargestellt) - beispielsweise mittels eines Fingers von oben eine Druckkraft F auf die Taste 3 ausüben. Durch die Druckkraft F wird die Taste 3 in einer Betätigungsrichtung x bewegt.
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In der Betätigungsrichtung x gesehen ist unterhalb der Taste 3 in dem Grundkörper 2 eine Leiterplatte 4 angeordnet. Die Leiterplatte 4 ist in dem Grundkörper 2 quer zur Betätigungsrichtung x angeordnet. Die Betätigungsrichtung x steht somit orthogonal auf der Leiterplatte 4 auf. Auf der Leiterplatte 4 - also auf ein und derselben Leiterplatte 4 - sind nebeneinander mehrere Schnappscheiben 5 angeordnet. Die Anzahl an Schnappscheiben 5 kann nach Bedarf sein. In der Regel sind exakt zwei Schnappscheiben 5 vorhanden. Es können aber auch mehr als zwei Schnappscheiben 5 vorhanden sein.
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Die Anordnung der Schnappscheiben 5 ist direkt auf der Leiterplatte 4 als solcher. Zwischen der Leiterplatte 4 und den Schnappscheiben 5 befinden sich also keine anderen Elemente. Die Befestigung der Schnappscheiben 5 auf der Leiterplatte 4 kann in üblicher Art und Weise erfolgen, beispielsweise mittels einer Klebefolie.
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Mittels der Schnappscheiben 5 können elektrische Schaltkreise, die auf der Leiterplatte 4 angeordnet sind, geschaltet werden. Die Schaltkreise sind elektrisch voneinander getrennt. Die Schnappscheiben 5 schalten also jeweils einen eigenen elektrischen Schaltkreis. Die Schaltkreise weisen weiterhin in aller Regel einen Sicherheitsabstand voneinander auf, um die Schaltkreise zuverlässig voneinander zu trennen. Der Sicherheitsabstand kann im Bereich von ca. 1 mm liegen.
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Die Schnappscheiben 5 bestehen jeweils aus einem kleinen, gebogenen Blech mit einem Zentralbereich und mehreren Auslegern. Der Zentralbereich ist meist im Wesentlichen kreisförmig. Die Anzahl an Auslegern liegt meist bei drei oder vier. Der Zentralbereich ist, sofern keine äußeren Kräfte auf die Schnappscheibe 5 wirken, domartig nach oben von der Leiterplatte 4 weg gewölbt. Wird von oben eine nach unten auf die Leiterplatte 4 zu gerichtete Kraft auf die Schnappscheibe 5 ausgeübt, so widersteht die Schnappscheibe 5 zunächst dieser Kraft. Übersteigt die Kraft einen oberen Grenzwert, schnappt die Schnappscheibe 5 jedoch um, d.h., dass der Zentralbereich knickt nach unten auf die Leiterplatte 4 ein und schließt dadurch den zugehörigen elektrischen Schaltkreis. Um den Zentralbereich im eingeknickten Zustand zu halten, muss die ausgeübte Kraft lediglich oberhalb eines unteren Grenzwertes liegen, der erheblich kleiner als der obere Grenzwert ist. Erst wenn die ausgeübte Kraft unter den unteren Grenzwert absinkt, springt der Zentralbereich wieder nach oben von der Leiterplatte 4 weg und öffnet dadurch den elektrischen Schaltkreis.
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Dieser Aufbau von Schnappscheiben 5 ist Fachleuten allgemein bekannt. Insbesondere sind derartige Schnappscheiben 5 unter diesem Begriff im Handel erhältlich. Im englischen wird für die Schnappscheiben 5 der Begriff „tactile dome switch“ verwendet.
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Beim Einknicken kontaktiert der Zentralbereich mindestens einen Abschnitt des elektrischen Schaltkreises. In manchen Fällen kontaktiert der Zentralbereich zugleich auch einen weiteren Abschnitt des elektrischen Schaltkreises, so dass der Schaltkreis über den Zentralbereich allein geschlossen wird.
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In anderen Fällen wird der weitere Abschnitt des elektrischen Schaltkreises von einem oder mehreren der Ausleger kontaktiert, so dass der Schaltkreis über den Zentralbereich und den oder die Ausleger geschlossen wird.
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Zum Betätigen der Schnappscheiben 5 weist der Taster 1 eine Stößelanordnung 6 auf. Die Stößelanordnung 6 ist zumindest teilweise an der Taste 3 angeordnet. Über die Stößelanordnung 6 wirkt die Taste 3 auf die Schnappscheiben 5. Somit werden die Schnappscheiben 5 durch das Bewegen der Taste 3 in der Betätigungsrichtung x betätigt. Die Betätigung der Schnappscheiben 5 erfolgt im optimalen Fall gleichzeitig, zumindest aber quasi-gleichzeitig.
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Entsprechend der Darstellung in 1 kann die Taste 3 nach außen hin mit einer Abdeckung A aus einem elastischen Material (beispielsweise Gummi oder einem elastischen Kunststoff) versehen sein. Dadurch kann, soweit erforderlich, eine flüssigkeitsdichte Abdichtung erzielt werden. Die Abdeckung A ist, soweit ist das erfindungsgemäße Prinzip betrifft, jedoch nicht erforderlich.
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Soweit bisher erläutert, entspricht der Aufbau des Tasters 1 dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, das auch für die weiteren 4 bis 9 gültig ist.
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In der Ausgestaltung der 1 bis 3 weist die Stößelanordnung 6 weiterhin pro Schnappscheibe 5 jeweils einen eigenen Stößel 7 auf. Die Stößel 7 sind an der Taste 3 angeordnet, also an deren Unterseite, die der Leiterplatte 4 zugewandt ist. Die Stößel 7 sind üblicherweise gleich lang, so dass die Schnappscheiben 5 gleichzeitig oder quasi-gleichzeitig betätigt werden.
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In der Ausgestaltung der 1 bis 3 ist weiterhin die Taste 3 in dem Grundkörper 2 in einem Drehgelenk gelagert. Die zugehörigen Achsbolzen 8 sind insbesondere in den 2 und 3 erkennbar. In 2 ist weiterhin auch das Lager 9 für die Achsbolzen 8 erkennbar. Im Falle der Ausgestaltung der 1 bis 3 ist die Taste 3 um eine Schwenkachse 10 verschwenkbar. Die Schwenkachse 10 verläuft parallel zur Leiterplatte 4. Alternativ wäre es entsprechend der Darstellung in 4 möglich, die Taste 3 in Linearführungen 11 zu lagern. Die Linearführungen 11 verlaufen in diesem Fall in der Betätigungsrichtung x. Diese beiden Alternativen sind nicht nur bei der Ausgestaltung möglich, bei welcher die Stößelanordnung 6 pro Schnappscheibe 5 jeweils einen eigenen Stößel 7 aufweist, sondern auch bei den nachfolgend erläuterten alternativen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung.
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Bei der Ausgestaltung der 5 und 6 weist die Stößelanordnung 6 einen einzelnen an der Taste 3 angeordneten Stößel 12 und weiterhin ein einzelnes Brückenelement 13 auf. Das Brückenelement 13 ist weder mit der Taste 3 noch mit dem Stößel 12 verbunden. Das Brückenelement 13 ist in dem Grundkörper 2 zwischen dem Stößel 12 und den Schnappscheiben 5 angeordnet. Es ist im Grundkörper 2 in der Betätigungsrichtung x bewegbar gelagert. Wenn die Taste 3 gedrückt wird, bewegt sich der Stößel 12 nach unten und setzt nach einem kurzen Weg mittig auf dem Brückenelement 13 auf. Der Stößel 12 wirkt somit durch das Bewegen der Taste 3 in der Betätigungsrichtung x mittig auf das Brückenelement 13. Beim weiteren Drücken der Taste 3 wird das Brückenelement 13 durch den Stößel 12 ebenfalls in der Betätigungsrichtung x ausgelenkt, so dass das Brückenelement 13 auf die Schnappscheiben 5 wirkt. Das Brückenelement 13 kann zum Einwirken auf die Schnappscheiben 5 eigene Stößel 14 aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Im Falle der Ausgestaltung gemäß den 5 und 6 weist das Brückenelement 13 vorzugsweise an seiner von der Taste 3 abgewandten Seite Führungselemente 15 auf. Die Führungselemente 15 wirken in diesem Fall mit Ausnehmungen 16 (siehe 3) zusammen, welche in die Leiterplatte 4 eingebracht sind. Durch das Zusammenwirken der Führungselemente 15 und der Ausnehmungen 16 kann somit das Brückenelement 13 zum einen quer zur Betätigungsrichtung x fixiert werden und zum anderen in Betätigungsrichtung x geführt sein. Vorzugsweise ist die Führung derart, dass das Brückenelement 13 durch das Zusammenwirken der Führungselemente 15 und der Ausnehmungen 16 unverkippbar geführt ist. Dies kann beispielsweise durch Abstimmung des gesamten Verfahrweges des Brückenelements 13, des Durchmessers der Führungselemente 15 und der Ausnehmungen 16 (im Falle eines kreisförmigen Querschnitts) und die Anzahl und die Anordnung der Führungselemente 15 und der Ausnehmungen 16 erreicht werden. Alternativ kann das Brückenelement 13 beispielsweise um eine (eigene) Schwenkachse verschwenkbar sein oder auf die gleiche Art und Weise geführt sein, wie dies obenstehend in Verbindung mit 4 für die Taste 3 erläutert wurde.
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Im Falle der Ausgestaltung gemäß 7 weist die Stößelanordnung 6 ebenfalls ein einzelnes Brückenelement 13 auf. Das Brückenelement 13 ist - analog zu den 5 und 6 - in dem Grundkörper 2 zwischen dem Stößel 12 und den Schnappscheiben 5 angeordnet und im Grundkörper 2 in der Betätigungsrichtung x bewegbar gelagert. Auch wirkt das Brückenelement 13 - wieder analog zu den 5 und 6 - auf die Schnappscheiben 5. Zum Einwirken auf die Schnappscheiben 5 kann das Brückenelement 13 beispielsweise entsprechend der Darstellung in 7 an seiner Unterseite kleine, domartige Wölbungen aufweisen. Weiterhin weist die Stößelanordnung 6 eine Federanordnung 17 mit zwei Enden auf. Je ein Ende der Federanordnung 17 ist an der Taste 3 und dem Brückenelement 13 angeordnet. Somit wirkt die Taste 3 über die Federanordnung 17 auf das Brückenelement 13. Durch diese Ausgestaltung kann - zusätzlich zum gleichzeitigen Betätigen der Schnappscheiben 5 - insbesondere ein Überhub realisiert werden. Die Taste 3 kann also auch nach dem Schalten der Schnappscheiben 4 noch weiter gedrückt werden, bis sie auf einen mechanischen Anschlag trifft. Ein zugehöriger Tastenweg kann nach Bedarf dimensioniert sein. Er kann bei 1 mm und mehr liegen, insbesondere mehrere mm betragen.
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Im Falle der Ausgestaltung gemäß 7 weist die Federanordnung 17 eine einzelne Feder 18 auf, die mittig auf das Brückenelement 13 wirkt. Völlig gleichwertig ist es, wenn die Federanordnung 17 entsprechend der Darstellung in 8 mehrere Federn 18 aufweist, die in ihrer Gesamtheit gesehen mittig auf das Brückenelement 13 wirken.
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Gemäß der Darstellung in 9 kann der erfindungsgemäße Taster 1 Bestandteil eines Joysticks 19 sein. In diesem Fall erstreckt sich der Joystick 19 von einem oberen Ende 20 zu einem unteren Ende 21. Am unteren Ende 21 weist der Joystick 19 eine Lagerung zum schwenkbaren Lagern des Joysticks 19 auf. Erkennbar ist dies in 9 durch einen angedeuteten Faltenbalg 22. Die Taste 3 des Tasters 1 ist am oberen Ende 20 angeordnet. Die Betätigungsrichtung x verläuft im Wesentlichen vom oberen zum unteren Ende 20, 21 des Joysticks 19.
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9 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Tasters 1 der vorliegenden Erfindung. Diese Ausgestaltung kann losgelöst von der Anordnung des Tasters 1 im Joystick 19 realisiert werden. Weiterhin ist diese vorteilhafte Ausgestaltung vorzugsweise mit der Ausgestaltung von 7 oder 8 kombiniert. Prinzipiell ist sie aber auch in Verbindung mit der Ausgestaltung der 1 bis 3 bzw. 4 und auch in Verbindung mit der Ausgestaltung der 5 und 6 realisierbar.
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Im Rahmen der genannten vorteilhaften Ausgestaltung weist der Grundkörper 2 ein Basiselement 23 und ein Zusatzelement 24 auf. Die Taste 3 ist in dem Basiselement 23 gelagert, die Leiterplatte 4 in dem Zusatzelement 24. Weiterhin ist das Zusatzelement 24 relativ zum Basiselement 23 in der Betätigungsrichtung x auslenkbar. Das Auslenken erfolgt in diesem Fall durch Bewegen der Taste 3 in der Betätigungsrichtung x.
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Auf das Zusatzelement 24 wirkt eine rückstellende Kraft. Diese Kraft kann beispielsweise durch eine Feder 25 aufgebracht werden. Wird die Taste 3 nicht mehr betätigt, wird das Zusatzelement 24 durch die rückstellende Kraft wieder zurück in eine Ruheposition bewegt. Weiterhin sind vorzugsweise mechanische Anschlagelemente 26 vorhanden, mittels derer das Auslenken der Taste 3 in der Betätigungsrichtung x begrenzt wird, bevor die Feder 25 auf Block geht.
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Im Kern betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
- Ein Taster 1 für sicherheitsgerichtete Anwendungen weist einen Grundkörper 2 auf, in dem eine Taste 3 mechanisch bewegbar gelagert ist, so dass die Taste 3 durch Ausüben einer Druckkraft F in einer Betätigungsrichtung x bewegbar ist. In dem Grundkörper 2 ist in der Betätigungsrichtung x gesehen unterhalb der Taste 3 quer zur Betätigungsrichtung x eine Leiterplatte 4 angeordnet, auf der nebeneinander mehrere Schnappscheiben 5 angeordnet sind. Mittels der Schnappscheiben 5 sind auf der Leiterplatte 4 angeordnete, voneinander getrennte elektrische Schaltkreise schaltbar. Die Taste 3 wirkt über eine zumindest teilweise an der Taste 3 angeordnete Stößelanordnung 6 auf die Schnappscheiben 5, so dass die Schnappscheiben 5 durch das Bewegen der Taste 3 in der Betätigungsrichtung x gleichzeitig oder quasi-gleichzeitig betätigt werden.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So ist zunächst eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Realisierung möglich. Weiterhin kann der Gesamtaufbau in der Betätigungsrichtung x gesehen sehr flach gestaltet werden. Die Längen der Stößel 7, 12 und 14 in den 1 bis 3, 5 und 6 sind deutlich übertrieben dargestellt. Durch die Ausgestaltung der 5 und 6 ist ein sehr zuverlässiges gleichzeitiges Schalten der Schnappscheiben 4 gewährleistet. Allgemein gilt dies auch im Falle von Linearführungen 10 für die Taste 3 und gegebenenfalls auch das Brückenelement 13. Aufgrund des unabhängigen Schaltens voneinander unabhängiger elektrischer Schaltkreise können Fehlfunktionen einzelner Schnappscheiben 5 einfach erkannt werden. Weiterhin erhält die Bedienperson eine präzise haptische und akustische Rückmeldung bei Betätigung der Taste 3.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3706315 A1 [0003, 0007]
