DE3687708T2

DE3687708T2 - Tastenvorrichtung fuer elektrische kontakte oder dergleichen, insbesondere geeignet fuer instrumentenbretter.

Info

Publication number: DE3687708T2
Application number: DE8686830122T
Authority: DE
Inventors: Graziano Forzieri
Original assignee: Sirio Panel SNC
Current assignee: Sirio Panel SNC
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2006-05-13
Also published as: DE3687708D1; EP0236656A2; DE236656T1; EP0236656B1; IT1190234B; ES555076A0; EP0236656A3; IT8647747A0; JP2788446B2; US4772766A; ES8801967A1; JPS62213019A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte oder dergleichen, insbesondere geeignet für Gerätepaneele.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung der oben erwähnten Art, die ein System von Federn und kleinen Zylindern durch die axiale Bewegung einer Drucktaste steuert, wobei die Federn und Zylinder ihrerseits durch axiale Bewegung den Kontakt mit einer elektrischen oder einer gedruckten Schaltung herstellen.
Auf dem technischen Gebiet, wo die Vorrichtungen des von der Erfindung behandelten Typs verwendet werden, wurde eine Anzahl von Lösungen vorgeschlagen, die zwar für die gewünschten Zwecke genügend zuverlässig sind, jedoch Veranlassung für eine Reihe von Nachteilen geben, die ihre Anwendung schwierig machen.
Im einzelnen ist die Drucktastenvorrichtung MARK 21 der JAY-EL PRODUCTS, INC gekennzeichnet durch das Fehlen taktiler Wahrnehmung seitens des Benutzers.
Dieser Nachteil wird durch die Vorrichtung der SYMBOLIC DISPLAYS, INC. überwunden, die durch Verwendung eines Ballons aus synthetischem Material realisiert wird. Diese Art Lösung zeigt die Tendenz zu häufigem Bruch, so daß sie nicht als zuverlässig angesehen werden kann.
Eine andere übernommene Lösungsart macht Gebrauch von einem Kontakt, der eine gedruckte Schaltung trägt, die direkt an diesem Kontakt auf einer sehr kleinen Fläche desselben gebildet ist, so daß eine sehr große Verschlechterung der Kontaktpunkte eintritt. Außerdem fehlt die taktile Wahrnehmung im Falle dieser Lösung völlig.
Eines der am meisten fortgeschrittenen Systeme, die auf dem technischen Gebiet bekannt sind (US-A-4 088 855 für Korry Manufacturing Company), macht Gebraucht von einer ringförmigen Feder, die sich unter dem Druck einer Taste axial und seitlich bewegt und dadurch den Kontakt herstellt. Obwohl hier der Benutzer die taktile Wahrnehmung des Drückens der Taste hat, ist die Gefahr des Ausfalls der Vorrichtung beim Bruch der Feder nicht völlig ausgeschlossen, und da außerdem die Feder in direktem Kontakt mit der gedruckten Schaltung ist, wenn auch auf einer kleineren Fläche, neigt sie zum Verschleißen der Schaltung, so daß die Gefahr eines Ausfalls der Vorrichtung wächst.
In der DE-A-3313557 ist eine Drucktastenvorrichtung zum Schließen und/oder öffnen elektrischer Kontakte beschrieben. Diese Vorrichtung enthält einen feststehenden Körper und einen axial beweglichen Körper, der innerhalb einer im feststehenden Körper gebildeten Bohrung gleitet. Um den feststehenden Körper herum ist eine kreisrunde Feder vorgesehen, die mit dem beweglichen Körper im Eingriffist und durch die Tätigkeit dieses beweglichen Körpers auf flexible Kontaktzungen wirkt. Unter den Zungen befindet sich eine Schaltungsplatte.
Die Drucktastenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schlägt vor, diese und andere Nachteile zu vermeiden, und erlaubt, auch im Falle des Brechens eines der Bauteile des Kontaktmechanismus, einen sicheren Gebrauch durch einen aus einer Anzahl von Bauteilen bestehenden Kontaktmechanismus und bringt zusätzlich dem Benutzer eine scharfe taktile Wahrnehmung der Auslösung der Drucktaste, wenn sie gedrückt wird.
Außerdem wird, weil eine elastische Zunge aus leitendem Material zwischen den erwähnten Bauteilen des Kontaktmechanismus und der gedruckten Schaltung angeordnet ist, vorteilhafterweise auch der Verschleiß der gedruckten Schaltung vermieden, was zu einer Erhöhung des Sicherheitsfaktors führt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Drucktastenvorrichtung, deren Kontaktglieder selbstreinigend sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit einer Drucktaste zu schaffen, die den Kontakt gleichermaßen auf einer oder mehr Schaltungen herstellen kann, wobei diese Schaltungen, als Ergebnis einer bestimmten Gestalt eines Wipparmes, jeweils an den Seiten des Gleiters angeordnet sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Drucktastenvorrichtung, die in ihren verschiedenen Ausführungsarten mit Kontakten versehen ist, welche gleichermaßen einen Einzelkontakt oder einen mehrstufigen Kontakt, zwei oder vier unabhängige Kontakte oder zwei voneinander unabhängige Kontakte schließen können.
Solche Merkmale machen somit die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung geeignet für den Einsatz in einer Anzahl verschiedener Gerätetypen, einschließlich Geräten für die Luftfahrt, die eine sehr hohe Wirtschaftlichkeit und einen sehr hohen Sicherheitsfaktor für jedes Gerät erfordern.
Somit ist es eine spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte zu schaffen, die sich insbesondere für Gerätepaneele eignet. Eine solche Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen ringförmigen feststehenden Körper, der an seiner Basis eine nach außen stehende Stufe trägt; einen axial beweglichen, teleskopisch über dem feststehenden Körper gleitbaren Körper und ist dadurch gekennzeichnet, daß unter dem feststehenden Körper eine gedruckte Schaltung vorgesehen ist und dar zwei kleine zylinderförmige Einrichtungen aus leitendem Material vorgesehen sind, die sich in der Ruhestellung zwischen der genannten Stufe und einer ringförmigen Anschlagzone befinden und in der Kontaktarbeitsstellung an die Basis des feststehenden Körpers angrenzen, und daß quer zu den zylinderförmigen Einrichtungen zwischen deren Enden mindestens eine elastische Rückhohlfedereinrichtung vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können zwei elastische Rückhohlfedereinrichtungen vorgesehen sein, die mit den Enden der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen verbunden sind.
Ebenfalls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die elastische leitende Zungeneinrichtungen an Orten, die dem Bereich der Kontaktgabe mit den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen entsprechen, aus Abschnitten, die schräg gegenüber der Ebene der gedruckten Schaltung liegen und die zu den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen hin orientiert sind, um so die Herstellung eines elastischen elektrischen Kontaktes mit der gedruckten Schaltung zu erlauben.
Außerdem, ebenfalls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, kann auf einer oder auf beiden Seiten senkrecht zur Lage der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen eine Führungseinrichtung für die Federeinrichtung vorgesehen sein.
Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der obere Teil des axial beweglichen Körpers außerhalb des feststehenden Körpers aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt sein, so daß im Inneren der Vorrichtung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen werden kann.
Vorteilhafterweise schützt die elastische Zungeneinrichtung, die zwischen den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen und einer gedruckten Schaltung liegt, die Schaltung vor Verschleiß. Ferner kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Auslösung der Drucktastenvorrichtung vom Benutzer taktil wahrgenommen werden, wenn die kleinen Zylindereinrichtungen in ihrer Axialbewegung über den stufenförmigen Teil des feststehenden ringförmigen Körpers hinausgehen.
Außerdem bringt eine andere Ausführungsform der Erfindung eine Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte oder dergleichen, die insbesondere für Instrumentenpaneele geeignet ist, worin der feststehende ringförmige Körper an seinem unteren Teil eine konkave schräge Stufe aufweist und der bewegliche Körper eine ausgeformte, mit jeder der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen korrespondierende ringförmige Anschlagzone hat, die nach unten vorspringt und sowohl auf der Innenseite zum feststehenden Körper hin als auch auf der Außenseite abgeschrägte Kanten aufweist, wobei der bewegliche Körper über die ringförmige Anschlagzone in Zusammenwirkung mit der Stufe auf die kleinen zylinderförmigen Einrichtungen einwirkt, um sie zu drehen und horizontal zu verschieben.
Des weiteren kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Anschlageinrichtung vorgesehen sein, um den Hub des beweglichen Körpers zu begrenzen und dadurch die Möglichkeit zu haben, die erfindungsgemäße Drucktaste in einem einzigen Vorgang zusammenzusetzen, ohne weitere Stützsysteme zu benötigen.
Außerdem kann eine Zungeneinrichtung aus einem leitenden Material an einer Stelle zwischen den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen und der gedruckten Schaltung vorgesehen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Lösung, welche die erfindungsgemäße Drucktastenvorrichtung verkörpert, ist der bewegliche Körper in der Lage, gegenüber dem feststehenden Körper Wippbewegungen um die Mittelachse der Drucktaste zu vollführen, um so die Möglichkeit zu haben, jedesmal einen Kontakt in abwechselnder Weise zu schließen.
Wiederum gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die kleinen zylinderförmigen Einrichtungen aus nur einem einzigen, aus leitfähigem Material bestehenden Element hergestellt sein, das fähig ist, den elektrischen Kontakt gleichzeitig als Ein-Aus-Schalter oder als Mehrstufenschalter herzustellen, oder die kleinen zylinderförmigen Einrichtungen können aus zwei leitenden Elementen hergestellt sein, die über einem aus einem Isoliermaterial bestehenden Kern vorgesehen sind, so daß die erwähnte Federeinrichtung die beiden kleinen zylinderförmigen Einrichtungen nicht in gegenseitigen Kontakt kommen läßt und somit Jede dieser Einrichtungen mindestens zwei getrennte Kontakte schließen kann.
Außerdem können die kleinen zylinderförmigen Einrichtungen auch aus einem Kern bestehen, der aus einem Isoliermaterial hergestellt ist und auf dem zwei getrennte leitende Elemente vorgesehen sind, aber in Kontakt mit der Feder.
Vorzugsweise besteht das genannte Isoliermaterial aus einem nicht verformbaren isolierenden Harz.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an speziellen Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
Fig. 1 eine aufgeschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, mit Ausnahme der Zungeneinrichtung, die nicht dargestellt ist, um die Arbeitsweise der Vorrichtung zu veranschaulichen;
Fig. 2 eine aufgeschnittene Seitenansicht der Vorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung ist;
Fig. 4 eine aufgeschnittene Seitenansicht der Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, und
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform der kleinen zylinderförmigen Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist.
Im einzelnen ist in der Fig. 1 mit der Bezugszahl 1 ein axial beweglicher Körper bezeichnet, der außenliegend gegenüber einem feststehenden Körper 2 ist. Die Zahl 3 bezeichnet ein Abschlußelement, das aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist und den oberen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet und außerdem passend ist, um durch das mit 4 bezeichnete Befestigungssystem oben auf die Vorrichtung gefügt zu werden.
Durch Ausüben eines Druckes auf das Element 3 wird der Körper I zu einer Axialbewegung veranlaßt, wobei dieser Körper über die ringförmige Anschlagzone 5 eine axiale und seitliche Verschiebung der beiden kleinen, aus einem leitenden Material bestehenden Zylinder 6 hervorruft, und zwar aus einer anfänglichen Ruheposition, wie bei 6a gezeigt, bis zu einer Endposition 6b, in der die kleinen Zylinder 6, nachdem sie die Stufe 7 des Gliedes 2 überschritten haben, gemäß der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Kontakt mit einer gedruckten Schaltung 8 herstellen, mit Hilfe der elastischen Zungeneinrichtungen 9 (in Fig. 2 gezeigt), die an einer Stelle zwischen den kleinen Zylindern 6 und der gedruckten Schaltung 8 vorgesehen sind. Sobald der Druck auf das Element 3 gelöst wird, stellen die Federn 10, die mit einem oder beiden Enden 11 eines jeden der kleinen Zylinder 6 verbunden sind, wie in Fig. 3 gezeigt, die Vorrichtung in ihre Anfangskonfiguration zurück, indem sie einfach als Folge ihrer elastischen Rückstellkraft die kleinen Zylinder 6 zur Position 6a zurückbringen.
Bei der Drucktaste nach Fig. 4 bewegt sich ein gleitbarer Körper 12 in der axialen Richtung bezüglich des feststehenden Körpers 13. Am oberen Teil des Körpers 12 befindet sich das Abschlußelement 14, das aus einem transparenten Material besteht und durch das Festhaltesystem 15 mit dem Körper 12 zusammengefügt ist.
Der gleitbare Körper 12 hat an seinem unteren Ende eine ringförmige Anschlagzone 16 geeigneter Form. In Wirklichkeit hat die ringförmige Zone an einem Ort, welcher der Begegnungszone mit den kleinen Zylindern 17 entspricht, einen vorspringenden Teil 18, der sowohl innenseitig, d. h. zum feststehenden Körper 13 hin, als auch außenseitig abgeschrägte Kanten hat.
Das Zusammenwirken des vorspringenden Teils 18 mit der schrägen Form der Stufe 19 des feststehenden Körpers 13 führt dazu, daß bei Einwirkung auf das Abschlußelement 14 die kleinen Zylinder 19 sowohl um ihre Achse gedreht werden, bis sie in die Position 17a gelangen, als auch in die Position 17b verschoben werden.
Diese Bewegungen der kleinen Zylinder 17 machen sie selbstreinigend, so daß der Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine höhere Zuverlässigkeit und Betriebsgarantie gegeben wird.
In der Tat ist es allgemein bekannt, daß selbst wenige Staubteilchen die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe zwischen den kleinen Zylindern 17 und der gedruckten Schaltung 20 verschlechtern können.
Die erwähnten beiden kleinen Zylinder 17 sind an ihren Enden durch Federn 21 miteinander verbunden (vgl. Fig. 5).
Zwischen die kleinen Zylinder 17 und der gedruckten Schaltung 20 kann eine Anzahl von Kontaktzungen aus leitendem Material (nicht gezeigt) vorgesehen werden.
Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform sorgt für eine spezielle Führung 22, die am feststehenden Körper 13 der erfindungsgemäßen Drucktaste verriegelt werden kann, um es ihr zu erlauben, in einem einzigen Montagevorgang eingesetzt zu werden, ohne daß sie mit Hilfe weiterer Halteeinrichtungen geführt werden muß.
In der Fig. 6 ist eine Drucktaste gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei welcher das Abschlußelement 14 in zwei Hälften 14' und 14'' aufgeteilt ist. Die aus dem Element 14 und dem gleitbaren Element bestehende Anordnung ist so, daß sie nach Art einer Basküle bezüglich der Mittelachse wippen kann, so daß sie einen Kontakt abwechselnd mit dem einen und dem anderen der beiden kleinen Zylinder schließen kann.
In derselben Figur ist die Stellung 23 des Elementes 14 zum Schließen des rechten Kontaktes der Drucktaste gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die Fig. 7 zeigt eine Realisierung der kleinen Zylinder 17 aus Jeweils einem einzigen Metallstück, das somit einen oder mehrere Kontakte gleichzeitig an der gedruckten Schaltung herstellen kann.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist der kleine Zylinder 17 unter Verwendung eines Kerns 24 aus Isoliermaterial hergestellt, z. B. eines Kerns aus einem nicht deformierbaren Harz, auf dem zwei kleine Zylinder 25 montiert sind, die aus einem leitenden Material bestehen.
Somit sind die beiden kleinen Isoliermaterialzylinder 17 voneinander isoliert, wenn die Kerne 24 in Kontakt mit den Federn 21 sind, so daß es möglich ist, mit einem einzigen Schalter auf zwei oder vier elektrische Kontakte zu wirken, die voneinander unabhängig sind und ein einziges oder ein gesondertes gemeinsames Glied haben.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 9 dargestellt; bei dieser Ausführungsform besteht der kleine Zylinder 17 aus zwei Teilen 26, die aus einem leitenden Material hergestellt sind und einen nicht verformbaren isolierenden Harzkern 27 umgeben. Eine solche Anordnung bietet die Möglichkeit, zwei Kontakte zu unterbrechen, die unabhängig voneinander sind und ein einziges oder gesondertes gemeinsames Glied haben, da die Federn 21 die leitenden Elemente 26 der kleinen Zylinder 17 paarweise verbinden.

Claims

1. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte, besonders geeignet für Instrumentenpaneele, mit einem ringförmigen feststehenden Körper (2, 13), der an seiner Basis eine sich nach auswärts erstreckende Stufe (7, 19) hat, einem axial beweglichen, über dem feststehenden Körper (2, 13) teleskopisch gleitbaren Körper (1, 12), dadurch gekennzeichnet, daß unter dem feststehenden Körper (2, 13) eine gedruckte Schaltung (8, 20) vorgesehen ist, daß zwei kleine zylinderförmige Einrichtungen (6, 17) aus einem leitenden Material vorgesehen sind, die in der Ruhestellung zwischen der Stufe (7, 19) und einer ringförmigen Anschlagzone (5, 16) des beweglichen Körpers (2, 13) sind und in der Arbeitsstellung an die Basis des feststehenden Körpers (2, 13) angrenzen, und daß quer zu den zylinderförmigen Einrichtungen (6, 17) zwischen deren Enden (11) mindestens eine elastische Rückhohlfedereinrichtung (10, 21) vorgesehen ist.

2. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 1, worin zwei elastische Rückhohlfedereinrichtungen (21) vorgesehen sind in Querrichtung zwischen den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen (6, 17) an jedem Ende (11).

3. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem feststehenden Körper (2, 13) und der gedruckten Schaltung (8, 20) leitende elastische Zungeneinrichtungen (9) vorgesehen sind.

4. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden elastischen Zungeneinrichtungen (9) nach oben gebogen sind und im Bereich, welcher der Zone ihrer Kontaktgabe mit den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen (6) entspricht, Abschnitte enthalten, die gegenüber der Ebene der gedruckten Schaltung (8) geneigt sind und zu den kleinen zylinderförmigen Einrichtungen (6) hin orientiert sind.

5. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 1, worin Führungseinrichtungen für die Federeinrichtungen (10) auf einer Seite oder auf beiden Seiten senkrecht zu den Achsen der kleinen Zylindereinrichtungen vorgesehen sind.

6. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil des beweglichen Körpers (7) aus einem lichtdurchlässigen Material besteht und daß im Inneren der Vorrichtung mindestens eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen ist.

7. Drucktastenvorrichtung für elektrische Kontakte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige feststehende Körper (13) an seinem unteren Teil eine konkave geneigte Stufe (19) trägt und daß der bewegliche Körper (12) eine ringförmige Anschlagzone (18) hat, die mit jeder der kleinen Zylindereinrichtungen (17) korrespondiert und nach unten vorsteht und sowohl an der Innenseite zum feststehenden Körper (13) hin als auch auf der Außenseite abgeschrägte Kanten aufweist.

8. Drucktastenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzungseinrichtung vorgesehen ist, um die Bewegung oder den Hub des beweglichen Körpers (12) zu begrenzen.

9. Drucktastenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Körper (12) in der Lage ist, Wippbewegungen gegenüber dem feststehenden Körper auszuführen.

10. Drucktastenvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinrichtungen (17) aus einem einzigen Element leitenden Materials bestehen.

11. Drucktastenvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Zylindereinrichtungen (17) aus einem Kern aus einem isolierenden Material (24, 27), der in Berührung mit der Federeinrichtung (21) ist, sowie aus zwei getrennten leitenden Elementen (25, 26) bestehen, die auf dem Kern aus Isoliermaterial sitzen.

12. Drucktastenvorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Zylindereinrichtungen (17) aus zwei getrennten leitenden Elementen bestehen, die jeweils in Berührung mit der Feder (21) sind und auf einem inneren Kern aus Isoliermaterial sitzen.

13. Drucktastenvorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial aus einem nicht verformbaren isolierenden Harz besteht.