DE2942720C2 - Drucktaste mit Schnappwirkung - Google Patents

Description

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

Solche Drucktasten sind bereits bekannt (DE-PS 33 488), wobei dort als Umschnappglied eine beiderseitig eingespannte gewölbte Schraubenfeder verwendet wird, die durch eine Ausnehmung im Stößel geführt ist. Bei dieser bekannten Ausfiihrungsl'orm ist die Schraubenfeder auf Kugeln in gegenüberliegenden Ausnehmungen des Gehäuses gelagert. Hierbei ist die Schraubenfeder über ihre ganze Länge beweglich angeordnet. Die Kugellagerung ist nicht nur aufwendig, sondern bringt auch die Gefahr mit sich, daß entweder die Federenden von den Kugeln abspringen oder daß die Kugeln selbst aus den zwangsläufig sehr flachen Ausnehmungen des Gehäuses gleiten. Außerdem läßt sich bei dieser Anordnung die Feder nicht einfach

montieren. Zudem handelt es sich dort um einen Schalter, der einmal von der einen Seite und dann von der anderen Seite betätigt werden muß, damit die Feder jeweils in die entgegengesetzte Lage umschnappt. Da die elektrischen Kontakte in der Achsrichtung des Stößels angeordnet sind, müssen die beweglichen Kontakte auf dem Stößel verschiebbar angeordnet sein, um den Umschnappvorgang nicht zu behindern.

Drucktasten dieser Art werden bekanntlich bei Eingabegeräten für elektronische Rechner, Dei 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 außergewöhnlich hohe Lebensdauer haben. Ohne daß die Taste Ermüdungserscheinungen zeigt, muß sie mindestens 10 Millionen Betätigungen aushalten.

Auch elektrische Schnappvorrichtungen bei Drucktasten sind weitgehend bekannt (DE-AS 22 57 983). Hierbei werden umschnappende Metallplättchen verwendet. Bei einer sehr großen Anzahl von Betätigungen treten jedoch in dem Material des Schnapplättchens Strukturänderungen ein, welche die Schnappcharakteristik sei.T verändern. Solche Schnapplättchen 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.

Aus dem DE-GM 16 99 017 ist 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 Fastenkörpers höchstens so groß ist wie der Betätigungsknopf. Wenn man hierbei als Schnappglieder Schnapplättchen oder Blattfedern verwendet, so ergeben sich bei diesen Dimensionierungen nur sehr geringe Hubwege.

Aus der DE-OS 25 26 165 ist ein Schnappschalter bekannt, bei dem für das Umschnappen zwei Schraubenfedern benötigt werden, die mit Kipphebeln zusammenwirken. Dieser Schalter hat einen komplizierten Aufbau.

Bekannt ist auch bereits eine Drucktaste mit einem verhältnismäßig einfachen Aufbau (DE-OS 23 40 791). jedoch handelt es sich dort nicht um einen Schalter mit Schnappwirkung, da die Schraubenfeder hier nicht über ihren Totpunkt durchgedrückt wird. Dieser Schalter ergibt nur einen sehr schlechten Kontakt, da der Kontaktdruck davon abhängt, wie stark die Drucktaste gedrückt wird. Die Schraubenfeder selbst besteht in der Regel aus keinem guten Kontaktmaterial und der Kontakt hängt davon ab, wieviele Windungen zufällig mit dem Gegenkontakt in Berührung kommen. Deshalb soll auch auf die Schraubenfeder noch eine Kontakthülse aufgebracht werden. Diese verschlechtert aber wieder die Federwirkung der Schraubenfeder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drucktaste mit Schnappwirkung der eingangs genannten Art bezüglich ihres Aufbaus so zu vereinfachen, daß sich die einzelnen Teile einfach montieren lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich-

nendenTeil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.

Dadurch ergeben sich Vorteile: Durch die Lagerung der Schraubenfeder mit ihren Enden in den Sacklöchern des Gehäuses besteht keine Gefahr, daß die Feder aus ihrer Lagerung herausspringt. Außerdem wird dadurch die Feder viel mehr auf Biegung beansprucht, so daß die Umschnappkraft bei gleichem Weg des Mittelteils der Feder größer ist. Schließlich kann durch eine besondere Lage der Sacklöcher der Feder eine unterschiedliche Umschnappcharakteristik gegeben werden. ι ο

Dadurch daß die Sacklöcher zur Lagerung der Feder durch Nuten im Gehäuse und Ansätze im Deckel gebildet sind, kann die Feder sehr einfach montiert werden.

Da die beweglichen Kontakte senkrecht zur Stößelachse angeordnet sind, ergibt sich einerseits keine Behinderung des Umschnappvorganges, andererseits wird durch die Federwirkung des Kontaktbleches erreicht, daß der Stößel beim Loslassen von selbst wieder in die Ausgangslage zurückschnappt.

Durch die senkrecht zur Stößelachse angeordneten beweglichen Kontakte ergibt sich eine geringer Kontaktabrieb und außerdem durch die z-förmige Ausbildung eine sehr weiche Federcharakteristik bei geringem Raumbedarf.

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 Verbindungsli- jo nie 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 vorteilhafterweise eine bistabile oder eine monstabile Schnappwirkung erzielen. Wenn die beiden Sacklöcher senkrecht zur Stößelachse verlaufen, so ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung, d. h. die Feder hat z-vei stabile Lagen. Um ein Zurückspringen des Tastenstößels zu erreichen, muß dann zusätzlich noch eine übliche Rückholfeder angeordnet sein, die in Richtung der Stößelachse wirkt und sowohl den Tastenstößel als auch die quer dazu liegende Schraubenfeder wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Beim Zurückdrücken ergibt sich erneut eine Schnappwirkung, die deutlich am Tastenknopf fühlbar ist, so daß die Bedienungsperson das Ausschalten des Kontaktes merkt. Es kann anstelle der Rückholfeder aber auch die Federwirkung der beweglichen Kontakte benutzt werden, die durch eine federnde Kontaktbrücke so gebildet werden.

Wenn man die beiden Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfedern so anordnet, daß sie einen spitzen Winkel mit der Stößelachse einschließen, d. h. daß sie zum Tastenkopf 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.

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 6b damit einen größeren Federweg und eine weichere Federcharakteristik.

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.

Im folgenden werden Ausfuiiiungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Drucktaste der beschriebenen Art im Längsschnitt. Die

Fig.2 und 3 zeigen Schnitte der beschriebenen Drucktaste längs der Schnittlinie A-A nach Fig. 1 in zwei verschiedenen Ausführungsformen.

Fig.4 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer weiteren Ausführungsform der beschriebenen Drucktaste.

In F i g. 1 ist eine Drucktaste der beschriebenen Art 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 Tastens'ößel 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 Sb in Sacklöchern 9 und 10 in der inneren Wand des Tastengehäuses I gelagert ist. Diese Sicklöcher 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 Fig. 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 de.· Stift 18 des Gehäusebodens 6 hineinragt. Dadurch wird eine exakte Führung des Stößels erzielt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die beiden Sacklöcher 9 und 10 zur Lagerung der Schraubenfeder 8 senkrecht zur Stößelachse angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung der Feder 8. Damit nach Beendigung des Druckes auf den Tastenknopf i 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.

Um die Montage der Einzelleile der Taste zu erleichtern, werden 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 Gehäu-

sedeckels 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 Taslenstößel 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.

In Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie A-A nach Fig. 1 durch eine Taste der beschriebenen Art dargestellt. Aus dieser Figur ist die Form des Kontaktblechs 4 ersichtlich, das am unteren Stößelende befestigt ist. Das Kontaktblcch 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 F i g. 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.

Bei der beschriebenen Drucktaste ist der bewegliche Kontakt als s-förmige oder z-förmige 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 bei geringem Raumbedarf ein großer Federweg erzielt. Dadurch kann der Stößel aus der gedrückten Stellung über den Totpunkt der Schraubenfeder gedrückt werden, so daß die monoslabile Ausführung der Schraubenfeder ohne zusätzliche Rückholfeder verwendet werden kann. Die Kontaktbrücke aus Federblech kontaktiert Festkontaktc, die im Boden des Tasiengehäuses angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie A-A von Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform der beschriebenen Drucktaste. Hier ist die Feder 8 diagonal

ίο im Gehäuse 1 angeordnet und in den Sacklöchern 9 und 10 gelagert. Durch diese Anordnung kann ohne äußere Vergrößerung der Drucktaste ein längerer Federweg der Schnappfeder 8 und eine weichere Federcharakteristik dieser Feder erzielt werden.

In Fig.4 ist ein Längsschnitt durch Teile einer Drucktaste der beschriebenen Art 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 ihren Totpunkt hinwegbewegt 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drucktaste mit Schnappwirkung, bei der in einem Isolierstoffgehäuse ein aus dem Gehäuse herausragender Tastenstöße! zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, der an dem im Gehäuse angeordneten Ende bewegliche Kontakte trägt, denen im Gehäuse Festkontakte gegenüberliegen und der in der einen Endsteliung durch eine, das Umschnappen bewirkende und quer zur Bewegungsrichtung des Tastenstößels angeordnete gewölbte Schraubenfeder gehalten ist, deren Enden in einander gegenüberliegenden Sacklöchern im Gehäuse gelagert sind und deren Mittelteil durch eine Ausnehmung im Stößel geführt ist, 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, und daß die beweglichen Kontakte aus einem s- oder z-förmigen Federblech (4) bestehen, 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 und das durch seine Federwirkung den Stößel (2) in der gedrückten Stellung über den Totpunkt der Schraubenfeder (8) drücken kann.

2. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (9, 10) senkrecht zur Stößelachse (2) verlaufen.

3. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (9, 10) mit der Stößelachse (2) einen spitzen Winkel bilden.

4. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen viereckigen Querschnitt hat und die Schraubenfeder (8) diagonal im Gehäuse (1) angeordnet ist.

5. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Federbleches (4) geschlitzt sind.

6. Drucktaste nach Anspruch 1, 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.