DE3123431A1

DE3123431A1 - Drucktastenschalter oder drucktaster

Info

Publication number: DE3123431A1
Application number: DE19813123431
Authority: DE
Inventors: Ernst 4057 Basel Vogel
Original assignee: OLTEN AG ELEKTRO APPARATEBAU
Current assignee: OLTEN AG ELEKTRO APPARATEBAU
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1982-03-04
Also published as: GB2080034A; CH650618A5; GB2080034B; US4398075A; JPS5749131A

Description

Patentanwälte * J I Z U 4 J I

Dipl.-Ing. E. Eder _ 5 _

Dipl.-Ing. K. Schieschke
8000 München 40, Elisabethstr. 34

Drucktastenschalter oder Drucktaster

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucktastenschalter oder Drucktaster mit einem beweglichen und einem festen Kontakt, dessen beweglicher Kontakt einen schwenkbar gelagerte Kontaktfeder aufweist, die um seine Schwenkachse gegen den festen Kontakt bzw. von diesem weg gegen einen Anschlag bewegbar ist, wobei die Kontaktfeder unter der Wirkung eines gegen die Kontaktfeder einerseits und ein Auflager anderseits abgestützen, vorgespannten Federorgans gegen den festen Kontakt oder den Anschlag gedrückt wird und das Auflager zwischen zwei Endlagen über einen Totpunkt quer zur Kontaktfeder verschiebbar angeordnet ist und mit einem Kraftübertragungsmechanismus, der bei einer Bewegung des Drucktastenknopfes das Auflager zwischen seinen Endlagen verschiebt.

Drucktastenschalter oder Drucktaster der erwähnten Art werden heute mit einem Gehäusedurchmesser von ca. 18 mm hergestellt. Die fortschreitende Miniaturisierung der Technik verlangt zunehmend kleinere Schalter. Die einzelnen Schalterbestandteile können jedoch wegen der erforderlichen mechanischen Dauerstandfestigkeit nicht beliebig klein ausgebildet werden. Dadurch stellt sich die Aufgabe, die einzelnen Bestandteile im Gehäuse so anzuordnen und die für das Schalten notwendigen Funktionen auf die einzelnen Bestandteile derart aufzuteilen, dass sie auf kleinstem Raum untergebracht werden können. Dieses Problem stellt sich mit besonderer Schärfe bei

Schaltern mit Leuchtanzeige, in deren Gehäuse zusätzlich eine Lichtquelle mit den erforderlichen Zuleitungen unterzubringen sind.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schaltergehäuse rohrförmig ausgebildet ist und die Kontaktfeder sich näherungsweise ^ parallel zur Gehäuselängsachse erstreckt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlussfahnen auf der der Drucktaste abgewandten Gehäuseseite angeordnet, wobei im Schaltergehäuse die elektrischen Leiter im wesentlichen parallel zur Gehäuselängsachse von den Kontakten zu den Anschlussfahnen geführt sind. Dadurch wird nebst einem geringen Gehäusedurchmesser eine gute Zugänglichkeit der Anschlusskontaktfahnen erreicht, wenn der Drucktastenschalter in eine Schalttafel eingebaut ist.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Auflager für das Federorgan durch ein Winkelhebel gebildet wird. Dieses ist an einem Ende um eine zur Schwenkachse der Kontaktfeder parallele Achse schwenkbar gelagert. Auf das freie Schenkelende des Winkelhebels wird die Ausqleichsfeder des Tastenknopfes abgestützt, so, dass das Federorgan und die Ausgleichsfeder mit entgegengesetzter Wirkrichtung am Winkel hebel angreifen. Der Winkel hebel wird dadurch vom Federorgan in eine seiner beiden Endlagen und durch die Ausgleichsfeder in die andere Endlage gedrückt. Die Dimensionierung der Ausgleichsfeder einerseits und des Federorgans anderseits ist so gewählt, dass in der Ruhestellung des Schalters die Kraft der Ausgleichsfeder

kleiner und in der Arbeitslage grosser als jene des Federorgans ist.

Vorzugsweise werden dabei die Kontaktfeder■ und der Winkelhebel an einem gemeinsamen Träger schwenkbar gelagert. Dadurch können das Auflager des Federorgans und die Kontaktfeder räumlich nahe zusammen angeordnet werden. Zusätzlich kann der freie Arm des Winkel hebeis als Gegenlager für die Ausgleichsfeder und als Bestandteil des Kraftübertragungsmechanismus wirken, was die Zahl der Bestandteile verringert und eine kompakte Bauweise begünstigt.

Der Träger kann gleichzeitig als elektrischer Leiter ausgebildet sein, der den beweglichen Kontakt mit einer der Anschlussfahnen verbindet. Diese dritte Funktion des Trägers ermöglicht ebenfalls eine Verringerung der Anzahl der Bestandteile im Schaltergehäuse.

Ein Zusammenrücken der Bestandteile gegen die

Gehäuselängsachse ist insbesondere möglich, wenn sich der Winkelhebel mit einem Schenkel näherungsweise parallel zur Kontaktfeder erstreckt und mit dem anderen Schenkel durch eine in der Kontaktfeder vorgesehene Ausnehmung hindurchgreift und durch diese Ausnehmung hindurch zwischen seinen Endlagen verschwenkbar ist. Dabei sind vorzugsweise die Schwenkachse der Kontaktfeder und des Winkelhebels - einerseits und die Ausgleichsfeder " anderseits zu gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse angeordnet. Damit kann ein Teil des das Auflager bildenden Winkelhebels zwischen den Hebel und die Gehäusewand gelegt und der andere Teil diametral durch das Gehäuse zur gegenüberliegenden Ausgleichs-

feder geführt werden. Dies bewirkt einerseits auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse eine gute Raumausnutzung durch die notwendigen Schalterbestandteile und schafft anderseits, um 90 um die Achse versetzt, Platz für weitere fakultative Schalterbestandteile wie die Zuleitungen zu einer Leuchtdiodenfassung.

Die eine Endlage des Winkelhebels wird vorzugsweise durch die Ausgleichsfeder und die andere Endlage durch einen federnden Anschlag begrenzt. Der federnde Anschlag wird dabei vorteilhafterweise einstückig mit dem Träger ausgebildet. Damit wird sowohl der Ausgleichsfeder und dem Träger je eine weitere Funktion Überbunden, was die Anzahl der Bestandteile und den für die Schaltfunktionen erforderliche Raum weiter verringert.

Das Federorgan ist bevorzugt im Bereich der Ausnehmung und zwischen dem Winkelhebel- und dem freien Ende der Kontaktfeder angeordnet. Damit kann das Federorgan ohne zusätzlichen Platzbedarf in dem für die Kontaktfeder bzw. den beweglichen Kontakt erforderlichen Bewegungsspielraum angeordnet werden, was die Kompaktbauweise begünstigt.

Die Möglichkeit zur Leuchtanzeige wird dadurch geschaffen, dass axial im Gehäuse zwischen der Schwenkachse rloi [Ί .ι 11-ak I foVt Iiri'l ·1<=Ίπ Ι« i|f|-I fl.el ohItkiI.¹^" p> i no Facsenino für ο i rio Lichtquelle angeordnet ist. Die elektrischen Zuleitungen zu der Fassung liegen zu gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse und sind angenähert 90° gegen die Ausgleichsfeder bzw. der Kontaktfeder versetzt.

BAD ORIGINAL

Durch die Versetzung der Schalterbestandteile um die Gehäuselängsachse und ihre Anordnung entlang der Gehäuselängsachse sowie durch die Mehrfachfunktion einzelner Bestandteile kann der Gehäusedurchmesser mit oder ohne Leuchtanzeige kleingehalten werden.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Drucktastenschalter in der Ruhelage,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 1 und Fig. 6 eine gleiche Darstellung wie Fig. 1 wobei der Drucktastenschalter in der Arbeitslage gezeigt ist.

In der Zeichnung bezeichnet die Hinweisziffer 1 ein zylindrisches Schaltergehäuse mit einem Aussengewinde 2, auf das eine gerändelte Ringmutter 3 geschraubt ist. Ein Drucktastenknopf 4 ist axial verschiebbar im vorderen Ende des Schaltergehäuses angeordnet, welches am hinteren Ende von Anschlussfahnen 5 bis 8 überragt wird. Das Gehäuse 1 bildet eine mit ihm einstückig gefertigte axiale Fassung 9 für die Aufnahme einer Leuchtdiode 10. Zwei seitliche, keilförmige Schlitze 11 erleichtern das Einsetzen oder Entfernen einer Leuchtdiode in die bzw. aus der Fassung 9. Gegen das hintere Schalterende schliesst materialschlüssig an die Fassung 9 ein muffenartiger Fortsatz 12 an, der mit zwei Sackbohrungen 13

zur Aufnahme der Steckkontakte 14 versehen ist. Das Schaltergehäuse 1 ist mit einem das hintere Ende abschliessenden Einsatz 15 versehen, der zwischen der Gehäusewand Leiterkanäle 16 für zwei sich mit Bezug auf die Gehäuselängsachse gegenüberliegende Leiter 17 freilässt, welche am hinteren Ende an die Anschlussfahnen 6 und 8 angeschlossen sind und vorne mit abgewinkelten Enden 18 in die Sackb,ohrungen 13 hineinragen und die Anschlusskontakte für die Steckkontakte 14 der Leuchtdiode 10 bilden.

Die Anschlussfahne 5 ist mit einem im Einsatz 15 gehäusefest angeordneten Kontakt 19 verbunden, wobei sich das Verbindungsstück 20 im wesentlichen parallel zur Gehäuselängsachse erstreckt. Mittels einer Haltefeder 21 ist am festen Kontakt 19 ein U-förmig gebogenes Drahtstück 22 mit einem Schenkel schwenkbar gelagert und greift mit dem anderen Schenkel in eine Nut 23, die in einem Schiebekörper 24 angeordnet ist. Der Schiebekörper 24 ist seitlich zwischen zwei Führungen 25 von zwei fingerartigen Führungswangen 26 des Einsatzes 15 verschiebbar gelagert, welche Führungswangen 26 zu gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse angeordnet sind. Der Schiebekörper 24 weist über der Nut 23 eine Durchbrechung 2 7 auf, in die ein Zapfen 28 hineinragt, an dem eine Ausgleichsfeder 29 mit einem Ende gehalten ist. Der Drucktastenknopf 4 greift mit zwei federnden Schenkeln 30 um eine Materialbrücke 31 des Gehäuses 1 herum, deren Enden am Schiebekörper 24 eingerastet sind. Der Schiebekörper 24 verschiebt sich somit gleichzeitig mit dem Drucktastenknopf 4, wenn dieser in die

Arbeitslage gedrückt wird, bzw. aus dieser in die Ruhelage zurückkehrt.

Auf der dem Schiebekörper 24 gegenüberliegenden Seite der Gehäuselängsachse ist am Gehäuseeinsatz 15 ein einstückig mit der Anschlussfahne gefertigter Träger 32 befestigt. An deren Enden ist je ein Leiter 34 befestigt, die sich parallel zur Gehäuselängsachse zu einem Trägerjoch 35 erstrecken, welches die Leiterenden fest miteinander verbindet. Bei 36 bildet das Trägerjoch 35 eine Schwenkachse für eine rahmenartige Kontaktfeder 37 die den . beweglichen Kontakt bildet und die mit einer Ausnehmung 38 versehen ist. Am unteren Ende

/eine/

trägt die .Kontaktfeder 37 / Kontaktniete 39. Die Kontaktfeder 37 erstreckt sich näherungsweise parallel zur Gehäuselängsachse und ist zwischen zwei Endlagen verschwenkbar. Die Endlagen sich durch den festen Kontakt 19 und einen Anschlag 40 bestimmt.

Bei 41 bildet das Trägerjoch 35 weiter eine

Schwenkachse für einen Winkelhebel 42, der bei 43 ein Auflager für ein Federorgan 44 bildet. Der eine Schenkel des Win— kelhebels 42 verläuft näherungsweise parallel zum Hebel 3 7. Mit dem anderen Schenkel greift er durch eine Ausnehmung Ui hindurch und bildet mit dem freien Ende eine Abstützung für die Rückstellfeder 29. Das Federorgan ist bei 45 an der Kontakt feder 3 7 abgestützt.

Am Trägerjoch 35 vorgesehen und mit diesem einstückig gefertigt ist ein Anschlag 46. Dieser ist als federnde Lamelle ausgebildet und bestimmt die nine Kridlnrjo dor \)rt~

schwenkbewegung des Winkelhebels 42 (Fig. 6) wogegen die andere Endlage (Fig. 1) durch die Ausgleichsfeder 29 bestimmt ist

In der Ruhelage (Fig. 1) drückt das Federorgan 44 den

Winkelhebel 42 gegen die Ausgleichsfeder 29. In der in Fig. 1 gezeigten Ruhelage ist das vom Federorgan 44 auf den Winkelhebel 42 ausgeübte Drehmoment gleich oder grosser als jenes, das von der Ausgleichsfeder 29 auf den Winkelhebel 42 ausgeübt wird. Dn zweiten Fall wirkt der Fortsatz 12 als Begrenzungsanschlag für die Schwenkbewegung des Winkelhebels 42. Wird der Drucktastenknopf 4 gedrückt, verschiebt sich der Schiebekörper 24 nach unten und die Äusgleichsfeder 29 wird weiter gespannt. Ihre Kraft auf den Winkelhebel 42 wird dabei grosser als die Gegenkraft des Federorgans 44. Dadurch wird der Winkelhebel 42 in die in Fig. 2 gezeigte Endlage verschwenkt, in der er gegen den Anschlag 46 anliegt. Dabei verschiebt sich das Auflager 43, wie strichpunktiert angedeutet, aus seiner in Fig. 1 gezeigten Endlage über einen Totpunkt, der auf der Längsachse der Kontaktfeder 37 liegt, in die in Fig. 2 gezeigte Endlage. In dieser Endlage wird der Winkelhebel 42 von der Ausgleichsfeder 29 entgegen der Wirkung des Federorgans 44 gegen den Anschlag 46 gedrückt, der dadurch gespannt wird und eine auf den Winkelhebel 42 wirkende Rückstellkraft erzeugt. Damit das Federorgan 44 in dieser Endlage des Auflagers 43 seine Rückstellkraft behält, muss diese Endlage zwischen der Längsachse der Kontaktfeder 3 7 und einer Geraden vom Abstützpunkt 45 zur Schwenkachse 41 liegen (Fig. 6).

Sobald der Totpunkt überschritten ist, verschwenkt das Federorgan 44 die Kontaktfeder 37 in die andere Endlage (Fig. 6), in der die Kontakte 19,31 geschlossen sind. In

der gedrückten Stellung des Drucktastenknopfes wird der Schiebekörper 24 durch das in die Nut 23 greifende Drahtstück 22 gehalten und durch einen erneuten Druck auf den Drucktastenknopf 4 freigegeben. Nach der Freigabe schiebt die Ausgleichsfeder 29 den Drucktastenknopf 4 zurück in die Ruhelage und entspannt sich. Dabei werden die Rückstellkräfte des Federorgans 44 und des federnden Anschlages 46 grös-

/29/
ser als die Kraft der Ausgleichsfeder/ünd schieben den Winkelhebel 42 aus der in Fig. 6 gezeigten Endlage über den Totpunkt zurück in die in Fig. 1 gezeigte Endlage. Beim Ueberschreiten des Totpunktes verschwenkt das Federorgan 44 erneut die Kontaktfeder 37 zurück in die in Fig. 1 gezeigte Ruhelage, in der die Kontakte 19,39 unterbrochen sind.

Die räumliche Zusammenfassung des Trägers 32 und der Kontaktfeder 37 und ihre Anordnung auf einer Seite der Gehäuselängsachse einerseits und die Anordnung der Ausgleichsfeder 29 und des Schiebekörpers 24 auf der gegenüberliegenden Seite der Gehäuselängsachse sowie die Mehrfachfunktion des Winkelhebels 42 ermöglichen eine äusserst kompakte Bauweise des Schalters. Dies wird weiter begünstigt durch die räumliche Zusammenfassung des Federorgans 44 mit der Kontaktfeder 37bzw.der Ausgleichsfeder 29 mit dem Schiebekörper 24. Gleichzeitig wird dadurch Raum geschaffen, um trotz geringen Gehäusedurchmesser eine Lichtquelle und die notwendige Zuleitung unterbringen zu können.

Durch das blosse Entfernen des Drahtstückes 22

kann der beschriebene Drucktastenschalter als Drucktaster ausgebildet werden. Patentan

Dipl.-Ing. Dipl.-Ing.

Claims

Patentanwälte .:.„:.. .... ".." .:. Q 1 9 *3 / *3 Dipl.-Ing. E. Eder O I Z O 4 O Dipl.-Ing. K. Schieschke ~r~ München 40, Ellsabethstr. 34 Patentansprüche

1.] Drucktastenschal ber oder Drucktaster mit e.inem beweglichen und einem festen Kontakt (19,39), dessen beweglicher Kontakt (39) eine schwenkbar gelagerte Kontaktfeder (37) aufweist, die um seine Schwenkachse (36) gegen den festen Kontakt (19) bzw. von diesem weg gegen einen Anschlag (40) bewegbar ist, _wobei die Kontaktfeder (37) unter der Wirkung eines gegen die Kontaktfeder (37) einerseits und ein Auflager (43) anderseits abgestützten, vorgespannten Federorgans (44) gegen den festen Kontakt (19) oder den Anschlag (40) gedrückt wird und das Auflager (43) zwischen zwei Endlagen über einen Totpunkt

(37)
quer zur Kontaktfeder/ verschiebbar angeordnet ist und mit einem Kraftübertragungsmechanismus (29,41,42), der bei einer Bewegung des Drucktastenknopfes (4) das Auflager (43) zwischen seinen Endlagen verschiebt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (1) rohrförmig ausgebildet ist und die Kontaktfeder (37)sich näherungsweise parallel zur Gehäuselängsachse erstreckt.

2. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 1 mit auf der dem Drucktastenknopf (4) abgewandten Gehäuseseite angeordneten Anschlussfahnen (5 bis 8), dadurch

[.e.Lf.pr (17,20,^r>4) im wohoiiM. ichon parallel zur Gohliuiso L!iiu|.·)-achse von den Kontakten (19,39) zu den Anschlussfahnen q<>-

BAD ORIGINAL

- 2 führt sind.

3. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager (43) durch einen Winkelhebel (-42 gebildet wird, welcher an seinem Ende um eine zur Schwenkachse (36) der Kontaktfeder (37)parallele Achse (41) schwenkbar gelagert ist und auf dessen freies Schenkelende die Ausgleichsfeder (29) des Tastenknopfes (4) abgestützt ist, dass das Federorgan (44) und die Äusgleichsfeder (29) mit entgegengesetzter Wirkrichtung am Winkelhebel (42) angreifen, derart, dass der Winkelhebel (42) durch das Pederorgan (44) in eine seiner beiden Endlagen und durch die Ausgleichsfeder (29) in die andere Endlage gedrückt wird, und dass in der Ruhestellung des Schalters die Kraft der Ausgleichsfeder (29) kleiner und in der Arbeitslage grosser als jene des Federorgans (44) ist.

4. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach

Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (37 ) und der Winkelhebel (42) an einem gemeinsamen Träger (33,34,35) schwenkbar gelagert sind.

5. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Träger (33,34,35) ein elektrischer Leiter ist, der den beweglichen Kontakt (39) mit einer der Anschlussfahnen (7) verbindet.

6. Druckhastonschalter odor Drucktaster nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dor Winkelln'»«¹! (42) mit einem Schenkel sich näherungsweise parallel zur Kontaktfeder(37) erstreckt und mit dem anderen Schenkel durch eine in der

ne/
Kontaktfeder (37) vorgesehe Aus nehmung (38) hindurchgreift und

durch diese Ausnehmung (38) hindurch zwischen seinen Endlagen verschwenkbar ist.

7. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (36, 41) der Kontaktfeder (37) und des Winkehebels (42) einerseits
und die Ausgleichsfeder(29) anderseits zu gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse angeordnet sind.

8. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Endlage des
Winkelhebels (42) durch die Ausgleichsfeder (29) und die andere Endlage durch einen federnden Anschlag (46) begrenzt
wird.

9. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Anschlag (46) einstückig mit dem Träger (33,34,35) ausgebildet ist.

10. Drucktastenschalter oder Drucktaster nach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federorgan (44)

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im Bereich der Ausnehmung (38) und zwischen dem Winkelhebel (42) und dem freien Ende der Kontaktfeder (37) angeordnet ist.

11. Drucktasten&chalter oder Drucktaster nach

Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schwenkachse (36) der Kontaktfeder (3'7)und dem Drucktastenknopf (4) eine Fassung (9) für eine Lichtquelle (10) angeordnet ist und dass die elektrischen Zuleitungen (17) zu der Fassung (9) zu gegenüberliegenden Seiten der Gehäuselängsachse angeordnet und um angenähert 90 gegen die Ausgleichsfeder (29 ) versetzt angeordnet sind.

Patentanwälte

y. Eder

Dipl.-/ng. K^fchieschke 8000 MüncheMÄabethstr. 34