DE3927219A1 - Elektrische schaltvorrichtung mit einer gewoelbten schnappscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung mit einer gewölbten Schnappscheibe aus einem Federwerkstoff, die bei Verformung mittels einer drückenden Bewegung nach Überwinden eines Widerstandes schlagartig aus einer stabilen Raumform in eine instabile Raumform übergeht und dabei einen unter der Schnappscheibe angeordneten Gegenkontakt berührt und beim Loslassen wieder in die stabile Raumform zurückspringt. Derartige Schaltvorrichtungen finden eine breite Anwendung bei Tastaturen, aber auch bei Einzelschaltern mit den unterschiedlichsten Abmessungen und Schaltkräften. Bei Taschenrechner-Tastaturen werden die Schnappscheiben z.B. unmittelbar mit den Fingerkuppen betätigt. Es können aber auch Stößel oder andere mechanische Teile zur Betätigung vorgesehen sein.

Die Besonderheit und der Vorteil solcher Schnappscheiben besteht darin, daß infolge ihres Verformungsverhaltens auch bei kleinen Schaltkräften der Schaltpunkt fühlbar ist und die Kontaktteile schnell miteinander in Berührung gebracht und voneinander getrennt werden.

Indes wirken die bekannten Schaltvorrichtungen dieser Art nur als Schließer, d. h. bei Betätigung wird die galvanische Verbindung hergestellt, im Ruhezustand ist sie unterbrochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit ein und derselben Schnappscheibe einen Öffner und einen Schließer, d. h. einen Wechselkontakt, zu verwirklichen unter Berücksichtigung einer einfachen Montage.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltvorrichtung der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schnappscheibe eine Partie aufweist, die mit einem zweiten Gegenkontakt zusammenwirkt, der auf derselben Seite der Schnappscheibe wie der erste Gegenkontakt angeordnet ist, und daß diese Partie in der stabilen Raumform den zweiten Gegenkontakt berührt und in der instabilen Raumform von diesem abgehoben ist. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Veränderung der Raumform der Schnappscheibe bestimmte Bereiche derselben ihre Stellung, beispielsweise ihre Neigung zur Unterlage, verändern. Wenn man einen solchen Bereich mit einem abstehenden Fortsatz versieht, so kann man erreichen, daß das Ende des Fortsatzes eine Gegenbewegung zum Schließerkontakt macht und sich somit bei dessen Betätigung von der Unterlage abhebt.

Bei Verwendung der Schnappscheibe in Verbindung mit Leiterplatten kommen als Gegenkontakte leitfähige Bereiche der Oberfläche dieser Platten in Betracht. Die bleibenden Auflagestellen der Schnappscheibe können ebenfalls auf leitfähige Bereiche gelegt werden, so daß dadurch eine leitfähige Verbindung mit der Schnappscheibe selbst zustande kommt. Andererseits können derartige Schnappscheiben auch in Schaltergehäuse oder andere geeignete Halteanordnungen eingebaut sein, wobei dann die Gegenkontakte und Stromzuleitungselemente als übliche Kontaktzungen, -spitzen oder dgl. ausgebildet sein können.

Vorzugsweise zeichnet sich die Form der Schnappscheibe dadurch aus, daß sie wenigstens zwei an eine Unterlage gefesselte Wippstellen aufweist und daß, jeweils zusammen mit an dieser Unterlage angeordneten Gegenkontakten, der Bereich zwischen den Wippstellen einen Schließer und eine Partie außerhalb dieses Bereichs einen Öffner bildet. Die am Rand des Schließerbereichs befindlichen Wippstellen, die mit Nietköpfchen oder mit eingeprägten Noppen versehen sein können, ändern gewöhnlich ihre Neigung zur Unterlage verhältnismäßig stark, so daß sie als Ansatzstellen für Fortsätze prädestiniert sind.

Eine besonders einfache Ausführungsform einer Schnappscheibe besteht darin, daß diese länglich ist und zwischen einer an einem Ende angeordneten und einer innerhalb ihrer Längserstreckung angeordneten Wippstelle in Längsrichtung eingespannt und dadurch einachsig ausgewölbt ist. Drückt man auf die Wölbung, so erfährt der Werkstoff eine stauchende Belastung und hat dementsprechend das Bestreben, nach der anderen Seite auszuweichen. Das führt zu der gewünschten Gegenbewegung des freien Endes der Schnappscheibe.

Andere, ebenfalls bevorzugte Schnappscheiben können wie viele der bekannten Schnappscheiben im Schließer-Bereich mehrachsig, z.B. kugelkalottenförmig, gewölbt sein, wobei der Öffner-Bereich als über eine Wippstelle hinausragender Fortsatz ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 bis 4 Draufsichten auf Schnappscheiben aus dünnem Federblech darstellen. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine quadratische Schnappscheibe in Form eines Rahmens mit Mittelkreuz,

Fig. 2 eine kugelkalottenartig hochgewölbte Schnappscheibe mit drei Wippstellen,

Fig. 3 eine in einem stabilen Gehäuse eingespannte bandförmige Schnappscheibe,

Fig. 4 eine bandförmige Schnappscheibe mit seitlichen Spannbügeln,

Fig. 5 einen Mittelquerschnitt V-V der Schnappscheibe nach Fig. 4 in Ruhestellung und

Fig. 6 diesen Querschnitt in Betätigungsstellung.

Die quadratische Schnappscheibe nach Fig. 1 hat vier Fenster 1 und dadurch die Form eines Rahmens mit kreuzförmigem Mittelbereich. Dieser Mittelbereich ist leicht nach oben (über die Zeichenebene) ausgewölbt. Im Kreuzmittelpunkt sowie an den vier Ecken sind nach unten vorstehende Noppen eingeprägt. Dabei wirken drei Ecknoppen 2 als Wippstellen, die vierte Ecknoppe 3 als Öffnerkontakt und die mittlere Noppe 4 als Schließerkontakt. Die Schnappscheibe liegt auf einer nicht gezeigten Schaltungsplatine, deren Oberfläche mit Leiterbahnen belegt ist, und zwar ist durch die Einbauanordnung Vorsorge getroffen, daß die drei Ecknoppen 2 stets auf der Platine aufliegen. Unter der mittleren Noppe 4 befindet sich ein kreisscheibenförmiger leitender Bereich, von dem eine nach oben isolierte Leiterbahn 5 abgeht. Wenigstens eine der Ecknoppen 2 liegt auf einem leitfähigen Bereich, der mit einer Leiterbahn 6 in Verbindung steht und die Ecknoppe 3 wirkt mit einem an eine Leiterbahn 7 angeschlossenen leitenden Bereich zusammen.

Die Form der Schnappscheibe ist so gestaltet, daß in der Ruhestellung die Ecknoppe 3 mit einer bestimmten Vorspannung auf ihrer Unterlage aufliegt, sofern auch die Ecknoppen 2 aufliegen, was oben vorausgesetzt wurde. Drückt man nun auf den hochgewölbten Mittelbereich, so schnappt dieser nach unten, die mittlere Noppe 4 kommt mit dem Kontaktbereich der Leiterbahn 5 in Berührung und der Eckbereich 3a um die Ecknoppe 3 hebt sich zusammen mit dieser von seiner Unterlage ab. Somit sind in der Ruhestellung die Leiterbahnen 6 und 7 und in der Betätigungsstellung die Leiterbahnen 6 und 5 miteinander galvanisch leitend verbunden.

Die Schnappscheibe nach Fig. 2 hat einen mittleren Bereich 8 etwa von der Form einer flachen, nach oben ausgewölbten Kugelkalotte. An diesen mittleren Bereich 8 schließen sich drei radial abstehende im wesentlichen ebene Zungen 9 an, an deren Enden in gleichen Abständen vom Mittelpunkt Wippnoppen 10 angebracht sind. Eine der Zungen ist über ihre Wippnoppe 10 hinaus durch einen Vorsprung 11 verlängert. Dieser trägt am Ende eine Öffnernoppe 12, während im Zentrum des gewölbten Bereichs 8 eine Schließernoppe 13 angeformt ist.

Diese Schnappscheibe wird mit ihren Wippnoppen 10, insbesondere derjenigen am Vorsprung 11, auf der Unterlage gehalten. Aufgrund der in diesem Fall mehrachsigen Wölbung des mittleren Bereichs 8 ändert sie beim Draufdrücken ihre Form mit einem deutlichen Schnappeffekt, wobei die Schließernoppe 13 sich auf die Unterlage legt und die Öffnernoppe 12 sich von dieser abhebt. Beim Loslassen nimmt die Schnappscheibe wieder ihre ursprüngliche Form ein, wobei sich die Öffnernoppe 12 mit einer bestimmten Vorspannung auf die Unterlage bzw. den nicht gezeigten Gegenkontakt legt.

Gemäß Fig. 3 ist die Schnappscheibe streifenförmig mit einem T-förmigen Ende und zwei einander gegenüberliegenden quer abstehenden Vorsprüngen 14 in der rechten Hälfte der Längserstreckung. Etwa in der Mitte zwischen den Vorsprüngen 14 und dem T-förmigen Ende befindet sich eine Kontaktnoppe 15 als Schließer und am anderen Ende eine Kontaktnoppe 16 als Öffner. Durch ein angedeutetes Gehäuse 17 oder eine andere dementsprechende Anordnung ist die Schnappscheibe zwischen dem T-förmigen Ende und den Vorsprüngen 8 eingespannt, so daß sich der entsprechende Längenbereich nach oben wölbt. Dabei handelt es sich um eine einachsige Wölbung. Der freie Endabschnitt der Schnappscheibe ist so geformt, daß die daran angebrachte Noppe 16 die nicht gezeigte Gegenkontaktfläche in der Ruhestellung unter Vorspannung berührt. Drückt man auf die Wölbung, so schnappt dieser Bereich nach unten, die Noppe 15 berührt ihre Gegenkontaktfläche und die Noppe 16 hebt ab.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich vom vorhergehenden dadurch, daß der Streifen zur Erzeugung eines gewölbten Bereichs nicht in einem Gehäuse einspannt, sondern mit zwei diesen Bereich überspannenden bügelförmigen Bereichen 18 versehen ist. Durch je eine Quersicke 19 sind diese Bügelbereiche verkürzt; so daß der Streifenbereich 20 sich hochwölbt. Diese Schnappscheibe ruht auf vier Noppen 21, welche fest auf die Unterlage gedrückt sind und als Wippstellen dienen. Die Schließer­ und Öffnernoppe ist wie in Fig. 3 mit 15 bzw. 16 bezeichnet. Der Vorsprung 20a trägt die Öffnernoppe 16.

In den Schnittdarstellungen nach den Fig. 5 und 6 ist der Bügelbereich 18 mit seiner Quersicke zur Verdeutlichung weggelassen. Jedoch sind hier die Gegenkontakte 22 und 23 für die Schließernoppe 15 bzw. Öffnernoppe 16 angedeutet. In der Ruhestellung nach Fig. 5 liegt die Öffnernoppe 16 auf dem entsprechenden Gegenkontakt 23 mit Vorspannung auf. Im Betätigungsfall nach Fig. 16 - die Betätigungskraft ist durch einen Pfeil 24 angedeutet - berührt die Schließernoppe 15 den Gegenkontakt und die Öffnernoppe 16 ist abgehoben.

Bezugszeichenliste

 1 Fenster
 2 Ecknoppe
 3 Ecknoppe
 3a Eckbereich
 4 Mittelnoppe
 5 Leiterbahn
 6 Leiterbahn
 7 Leiterbahn
 8 kugelförmiger Bereich
 9 Zunge
10 Wippnoppe
11 Vorsprung
12 Öffnernoppe
13 Schließernoppe
14 Quervorsprung
15 Schließernoppe
16 Öffnernoppe
17 Gehäuse
18 Bügelbereich
19 Quersicke
20 Streifenbereich
20a Vorsprung
21 Wippnoppe
22 Gegenkontakt
23 Gegenkontakt
24 Betätigungskraft

Claims (4)

1. Elektrische Schaltvorrichtung mit einer gewölbten Schnappscheibe aus einem Federwerkstoff, die bei Verformung mittels einer drückenden Bewegung nach Überwinden eines Widerstandes schlagartig aus einer stabilen Raumform in eine instabile Raumform übergeht und dabei einen unter der Schnappscheibe angeordneten Gegenkontakt berührt und beim Loslassen wieder in die stabile Raumform zurückspringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibe eine Partie (3a, 11, 20a) aufweist, die mit einem zweiten Gegenkontakt (7, 23) zusammenwirkt, der auf derselben Seite der Schnappscheibe wie der erste Gegenkontakt (5, 22) angeordnet ist, und daß diese Partie in der stabilen Raumform den zweiten Gegenkontakt (7, 23) berührt und in der instabilen Raumform von diesem abgehoben ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibe wenigstens zwei an eine Unterlage gefesselte Wippstellen (2, 10, 14, 21) aufweist und daß, jeweils zusammen mit an dieser Unterlage angeordneten Gegenkontakten (5, 7; 22, 23) der Bereich zwischen den Wippstellen einen Schließer und eine Partie (3a, 11, 20a) außerhalb dieses Bereichs einen Öffner bildet.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibe länglich ausgebildet und zwischen einer an einem Ende angeordneten Wippstelle (21) und einer innerhalb ihrer Längserstreckung angeordneten Wippstelle (14; 21) in Längsrichtung eingespannt und dadurch einachsig ausgewölbt ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibe im Schließer- Bereich (8) mehrachsig gewölbt ist und der Öffner-Bereich als über eine Wippstelle (10) hinausragender Fortsatz (11) ausgebildet ist.