DE68922654T2 - Druckknopf-Schalter. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Druckknopf-Schalter zur Verwendung bei der Tastatur eines elektronischen Gerätes mit den Merkmalen des ersten Teiles von Anspruch 1. Das Dokument JP-A-60-81719 offenbart einen Druckknopf- Schalter mit einem festen Kontaktpunkt, der auf einem Träger vorgesehen ist und einem beweglichen Kontaktpunkt, der von einer Betätigungstaste betätigt wird, um den Schalter zu öffnen oder zu schließen, und es dem Operator ermöglicht, die Wirkung des beweglichen Kontaktpunktes zu fühlen.
• Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 14, Nr. 7, Dezember 1971, ist es bekannt, einen Vorsprung auf einer Druckknopffeder zu schaffen, um eine taktile Angabe zu haben.
• Der Aufbau des aus der JP-A-60-817 19 bekannten Schalters wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 13, 14 und 15 beschrieben.
• Ein Rahmen 112 mit einem zylindrischen Stützteil 111 ist auf einem Träger 114 angebracht. Eine Taste 110 ist auf dem zylindrischen Stützteil 111 montiert. Das freie Ende des Schaftes 116 ist gegabelt, um eine Schürze 117 zu bilden. Ein Vorsprung 126 ist an der äußeren Fläche des Endes der Schürze 117 gebildet. Der Vorsprung 126 ergreift eine Schulter 127, die an der inneren Fläche des zylindrischen Stützteiles 111 ausgebildet ist, um die nach oben gerichtete Bewegung der Taste 110 zu begrenzen.
• Ein Membranschalter 115 ist auf dem Träger 114 vorgesehen. Ein Betätigungselement 119 vom Schwingtyp ist ortsfest an der oberen Fläche des Membranschalters 115 vorgesehen. Wenn die Taste 110 niedergedrückt ist, schließt das Betätigungselement 119 einen der Kontakte 120 des Membranschalters 115.
• Eine Spiraldruckfeder 118 ist zwischen der Taste 110 und dem Betätigungselement 119 vorgesehen, wobei das eine Ende der Feder auf einem Federsitz 121 aufsitzt, der auf dem Schaft 116 der Taste 110 ausgebildet ist und dessen anderes Ende auf einem Stutzen 123 aufsitzt, der einstückig mit dem Betätigungselement 119 ausgebildet ist. Die Spiraldruckfeder 118 ist leicht in eine vorgegebene Richtung gebogen. Die laterale Biegung der Spiraldruckfeder 118 wird durch die Schürze 117 des Schaftes 116 begrenzt. Das Betätigungselement 119 hat einen Stützabschnitt 122, der als eine Schwenkachse in dem Anfangszustand der Drehbewegung des Betätigungselements 119 dient, und eine vorragenden Abschnitt 124 mit einer nach unten konvex gekrümmten Bodenfläche. Ein schmaler Spalt ist, wie in Figur 13 gezeigt, zwischen dem vorragenden Vorsprung 124 und der oberen Fläche des Membranschalters 115 an einer Position ausgebildet, die dem Kontakt 120 entspricht, wenn die Taste 110 nicht niedergedrückt ist. Wenn die Taste 110 in eine in Figur 14 gezeigte Position niedergedrückt ist, nimmt eine Kraft, welche durch die Spiraldruckfeder 118 auf das Betätigungselement 119 wirkt, zu.
• Figur 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Druck, der auf die Taste 110 aufgebracht wird und die Verlagerung der Taste 110. Wenn die Taste 110 niedergedrückt wird, wirkt eine Kraft, welche größer ist als die Kraft, die auf das Betätigungselement 119 wirkt, während das Betätigungselement in einer eine freie Bewegung erlaubenden Position ist, und ein im Uhrzeigersinn wirkendes Moment, das sich aus der Biegung der Spiraldruckfeder 118 ergibt, überschreitet ein gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Moment, das auf das Betätigungselement 119 wirkt, während das Betätigungselement 119 in der unbelasteten Position ist. Infolgedessen dreht sich das Betätigungselement 119 auf dem Ende seines Stützabschnittes 122 im Uhrzeigersinn, so daß der vorspringende Abschnitt 124 des Betätigungselementes 119 die obere Fläche des Membranschalters 115 an der Position drückt, um den Kontakt 120 zu schließen, wie in Figur 14 gezeigt. In Figur 15 gibt ein Punkt 131 einen Zustand der Taste 110 an, wenn der Kontakt 120 geschlossen ist. Wenn der Kontakt 120 derart geschlossen ist, wird die Spiraldruckfeder 118 erheblich gebogen, wie in Figur 14 gezeigt, was von dem Operator gefühlt wird. Bei der Erkennung einer solchen Art des Biegens der Spiraldruckfeder 118 gibt der Operator die Taste 110 frei. Während eines anfänglichen Zeitraums nach dem Freigeben der Taste 110 setzt das Betätigungselement 119 seine Drehung im Uhrzeigersinn fort, da die abnehmende Intensität des Drucks, der auf das Betätigungselement 119 wirkt, größer als die abnehmende Intensität des im Uhrzeigersinn wirkenden Moments ist, das auf das Betätigungselement 119 folgt, der Kontakt 120 bleibt daher geschlossen. Da die Spiraldruckfeder 118 dazu neigt, sich abzuwickeln, nimmt das Moment im Uhrzeigersinn ab. Ein Punkt 132 in Figur 15 gibt den Zustand der Taste 110 unter einer solchen Bedingung an. Das gegen den Uhrzeigersinn wirkende Moment, das auf das Betätigungselement 119 wirkt, überschreitet, kurz gesagt, das in den Uhrzeigersinn wirkende Moment, das auf das Betätigungselement 119 wirkt, das Betätigungselement 119 beginnt sodann, sich gegen den Uhrzeigersinn in die unbelastete Position zu bewegen. Ein Punkt 133 in Figur 15 gibt den Zustand der Taste unter einer Bedingung an, wenn die Taste 110 in die Ausgangsposition zurückgekehrt ist und das Betätigungselement 119 in der in Figur 13 gezeigten Position ist. Die Abweichung der Position der Taste 110 in den Zustand, der durch den Punkt 133 angegeben ist, von dessen Position in einen Zustand, der durch einen Punkt 130 angegeben ist, ist null. Die Kraft, die auf die Taste 110 in den angegebenen Zustand durch den Punkt 133 wirkt, ist jedoch etwas unterschiedlich von derjenigen, die auf denselben in dem Zustand wirkt, die durch den Punkt 130 angegeben wird, aufgrund des Reibungswiderstandes gegenüber der Bewegung der Taste 110.
• Es ergibt sich aus Figur 15, die die physikalische Hysterese bei der Bewegung der Taste 110 angibt, daß der Schaltvorgang des Kontakts 120 eine entsprechende Wirkung zeigt, was es dem Operator ermöglicht, den Schaltvorgang des Kontakts 120 zu erkennen. Das heißt, der Schaltvorgang des Kontakts 120 bewirkt eine leichte Bewegung der Taste 110, die von dem Operator gefühlt werden kann.
• Der vorgenannte bekannte Druckknopf-Schalter hat jedoch den Nachteil, daß Betätigungselemente mit einer komplizierten Form und viele Teile erforderlich sind, um es dem Operator zu ermöglichen, den Schaltvorgang der Kontakte zu fühlen, daß die Tasten und die Betätigungselemente jeweils in unterschiedlichen Richtungen eingesetzt werden müssen, was die Schritte der Montage bei dem Zusammensetzen des Druckknopf-Schalters erhöht und daß der Druckknopf-Schalter daher teuer ist. Weiter muß der Träger auch dann ersetzt werden, wenn nur ein einziges fehlerhaftes Betätigungselement durch ein neues ersetzt werden muß, was viel Zeit und Arbeit erfordert.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckknopf-Schalter zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile üblicher Druckknopf-Schalter überwindet, eine verringerte Anzahl von Teilen aufweist, die Montagearbeit erleichtert, mit reduzierten Kosten hergestellt werden kann und die Arbeit zum Reparieren eines Druckknopf-Schalters im Falle einer Fehlfunktion erleichtert.
• Um diese Aufgabe der Erfindung zu lösen, schafft die Erfindung einen Druckknopf-Schalter, der aufweist: einen Träger; eine feste Elektrode, die auf dem Träger vorgesehen ist; eine bewegliche Elektrode, die der festen Elektrode entspricht; einem Tastengehäuse mit einem aufrechten, ringförmigen Federrückhalter, der in dem mittleren Abschnitt dessen Bodenwandung ausgebildet ist; eine Taste zum Betätigen der beweglichen Elektrode, die gleitend auf den ringförmigen Federrückhalter für eine Gleitbewegung in einem durch Anschläge begrenzten Bereich eingepaßt ist; und eine Spiralfeder, sowohl zum Rückführen der Taste und zum Niederdrücken der beweglichen Elektrode, einstückig mit einem Abschnitt mit einer großen Spirale, die auf den rohrförmigen Federrückhalter des Tastengehäuses aufgesetzt ist, einem mittleren Spiralzugabschnitt, der einen Schaft, welcher mit der Taste einstückig ist und einen kleinen Spiraldruckabschnitt, der mit dem mittleren Spiralzugabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich einer der kleinen Druckspiralen des Abschnitts der kleinen Zugspirale der Spiralfeder radial nach außen vorspringt, um einen vorspringenden Teil zu bilden und daß ein Vorsprung auf dem inneren Umfang des ringförmigen Federrückhalters des Tastengehäuses in einer Form, so daß der vorspringende Teil des kleinen Spiraldruckabschnitts über den Vorsprung durch eine Kraft bewegt werden kann, die auf den vorspringenden Teil des kleinen Spiraldruckabschnitts bei dem Niederdrücken der Taste wirkt und durch eine Kraft, die auf den vorspringenden Teil des kleinen Abschnitts der Druckspirale wirken kann, wenn die Taste freigegeben wird.
• Bei der Montage des Druckknopf-Schalters nach der vorliegenden Erfindung wird zunächst die Spiralfeder in den rohrförmigen Federrückhalter eingesetzt, wobei der kleine Kompressionsabschnitt vorne ist, derart, daß der obere Abschnitt mit der großen Spirale auf einer Schulter sitzt, die in dem oberen Ende des rohrförmigen Federrückhalters aufsitzt. Sodann wird die Taste auf den rohrförmigen Federrückhalter aufgebracht, wobei dessen Schaft von dem mittleren Extensionsabschnitt der Spiralfeder aufgenommen wird. Sodann können das Tastengehäuse, die Spiralfeder und die Taste auf einfache Weise durch Einbringen der Spiralfeder und der Taste in das Tastengehäuse in derselben Richtung montiert werden. In diesem Zustand wird der Schaft der Taste in den mittleren Extensionsspiralabschnitt der Spiralfeder eingesetzt, wobei das untere Ende des Schaftes auf einer Schulter zwischen dem mittleren Extensionsspiralabschnitt und dem kleinen Kompressionsabschnitt ruht und der vorragende Teil der Spirale des kleinen Kompressionsspiralabschnitts ergreift die obere Fläche des Vorsprungs, der auf dem inneren Umfang des rohrförmigen Federrückhalters ausgebildet ist. Der große Spiralabschnitt der Spiralfeder sitzt auf der Schulter, die auf dem oberen Ende des rohrförmigen Federrückhalters ausgebildet ist. Obwohl der mittlere Extensionsspiralabschnitt etwas verformt ist, um eine nach oben gerichtete Kraft auf die Taste aufzubringen, ist die nach oben gerichtete Bewegung der Taste durch die Anschläge begrenzt, so daß die Taste an einer vorgegebenen höchsten Position positioniert ist.
• Der mittlere Extensionsspiralabschnitt der Spiralfeder ist eine Extensionsspiralfeder zum Zwingen der Taste nach oben in die oberste Position. Der kleine Kompressionsspiralabschnitt der Spiralfeder ist eine Kompressionsspiralfeder zum Niederdrücken der beweglichen Elektrode. Die Bewegung des vorspringenden Teiles der Spirale des kleinen Kompressionsspiralabschnitts über den Vorsprung, der auf dem Innenumfang des rohrförmigen Spiralrückhalters ausgebildet ist, kann von dem Operator durch den Berührungssinn erkannt werden. Das heißt, die Taste bewegt sich nach unten entlang des rohrförmigen Federrückhalteabschnitts, wenn er niedergedrückt wird, infolgedessen wird der mittlere Extensionsspiralabschnitt der Spiralfeder durch den Schaft der Taste gestreckt und der kleine Kompressionsspiralabschnitt wird zusammengedrückt. Wenn die Kompressionskraft auf den kleinen Kompressionsspiralabschnitt wirkt, einen Widerstand des Vorsprungs gegen den vorspringenden Teil der Spirale des kleinen Kompressionsspiralabschnitts übersteigt, bewegt sich der vorspringende Teil der Spirale über den Vorsprung nach unten und der kleine Kompressionsspiralabschnitt erstreckt sich in eine Schnappung, um die bewegliche Elektrode niederzudrücken, so daß der Schalter geschlossen ist. Die Schnappung des vorspringenden Teiles der Spirale des kleinen Kompressionsabschnitts über den Vorsprung ermöglicht die sensuelle Erkennung des Schließens des Kontaktes. Wenn die Taste freigegeben wird, wird die Taste durch die Kontraktionskraft des mittleren Extensionsspiralabschnitts und die Rückspulkraft des kleinen Kompressionsspiralabschnitts gezwungen. Da die Kontraktionskraft des mittleren Extensionsabschnitts größer ist als der Widerstand des Vorsprungs gegen den vorspringenden Teil der Spirale des kleinen Kompressionsspiralabschnitts, bewegt der vorspringende Teil der Spirale des kleinen Kompressionsspiralabschnitts sich über den Vorsprung nach oben, so daß die Taste in die oberste Position zurückkehrt.
• Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
• Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Druckknopf-Schalters nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Kontakt offen ist;
• Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des Druckknopf-Schalters von Fig. 1, wobei der Kontakt geschlossen ist;
• Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer Spiralfeder, wie sie bei dem Druckknopf- Schalter von Fig. 1 verwendet wird;
• Fig. 4 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Verlagerung einer Taste und dem Druck, der auf die Taste wirkt, zeigt;
• Fig. 5(a) bis 5(e) sind Teilschnittansichten des Druckknopf-Schalters von Fig. 1, sie zeigen die Zustände der Spiralfeder in dem Druckknopf-Schalter von Fig. 1 entsprechend jeweils den Punkten A bis F in der Darstellung von Fig. 4;
• Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht eines Druckknopf-Schalters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 7, 8 und 9 sind Draufsichten von Abwandlungen der Spiralfeder, jeweils mit modifizierten vorspringenden Teilen, die denjenigen entlang der Linie X-X von Fig. 3 entsprechen;
• Fig. 10 und 11 sind perspektivische Teilschnittansichten von Abwandlungen des rohrförmigen Federrückhalters, jeweils mit modifizierten Vorsprüngen;
• Fig. 12 ist eine Frontansicht einer Spiralfeder, wie sie in Verbindung mit dem ringförmigen Federrückhalter von Fig. 11 geeignet ist;
• Fig. 13 ist eine Längsschnittansicht eines üblichen Druckknopf-Schalters, bei dem der Kontakt offen ist;
• Fig. 14 ist eine Längsschnittansicht eines üblichen Druckknopf-Schalters von Fig. 113, bei der der Kontakt geschlossen ist; und
• Fig. 15 ist eine Darstellung, die die Verlagerung der Taste des Druckknopf-Schalters von Fig. 13 und dem auf die Taste wirkenden Druck zeigt.
• Es wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. In diesen sind ein Träger 5, ein ortsfester Kontaktpunkt 6, der auf dem Träger 5 vorgesehen ist, ein Abstandselement 7, ein flexibles Element 8, das über dem Abstandselement 7 liegt, eine bewegliche Elektrode 9, die an der unteren Fläche des flexiblen Elements der festen Elektrode gegenüberliegend angebracht ist, ein den Schalter haltender Rahmen 10, eine Taste 11 mit einem Tastenkopf 11d, ein Schaft 11a, der von dem Mittelabschnitt der unteren Fläche des Tastenkopfes 11d vorragt und Schenkeln 11b, die sich von dem Tastenkopf 11d nach unten um den Schaft 11a erstrecken und jeweils eine sich verjüngende Klaue 11c an ihrem unteren Ende aufweisen, eine Spiralfeder 12 und ein Tastengehäuse 13 aufweisen, gezeigt.
• Es wird jetzt auf Figur 3 Bezug genommen. Die Spiralfeder 12 hat einen oberen großen Spiralabschnitt 12a, einen mittleren Extensionsspiralabschnitt 12b, einen oberen parallelen Abschnitt 12c, einen kleinen Kompressionsspiralabschnitt 12d und einen unteren parallelen Abschnitt 11e, die in dieser Reihenfolge einstückig ausgebildet sind. Ein Bereich einer der Windungen des kleinen Kompressionsspiralabschnittes 12d ist radial nach außen deformiert, um einen vorspringenden Teil 12f zu bilden.
• Das Tastengehäuse 13 hat eine Bodenwandung 13a, einen rohrförmigen Federrückhalter 13b, der sich von dem mittleren Abschnitt der Bodenwandung 13a nach oben erstreckt und mit einer Schulter 13h an seinem oberen Ende versehen ist, einer im wesentlichen ringförmigen Führungswandung 13c, die den rohrförmigen Federrückhalter 13b umgibt, einen Anschlagflansch 13d, der sich von dem oberen Ende der Führungswandung 13c nach innen erstreckt, einen Flansch 13e, der sich radial nach außen von dem äußeren Umfang der Führungswandung 13c erstreckt und Verriegelungsklauen 13f, die von dem äußeren Umfang der Bodenwandung 13a vorragen. Das Tastengehäuse 13 ist fest auf dem Rahme 10 mittels des Flansches 13e und den Verriegelungsklauen 13f, die den Rahmen 10 zwischen sich einklemmen, fest rückgehalten.
• Bei der Montage des Druckknopf-Schalters wird zunächst die Spiralfeder 12 in den rohrförmigen Federrückhalter 13b des Tastengehäuses eingesetzt, wobei der untere parallele Abschnitt 12e nach vorne weist, um die Spiralfeder 12 in dem rohrförmigen Federrückhalter zu Positionieren, wobei der rohrförmige Spiralabschnitt 12a, der auf der Schulter 13h, die an dem oberen Ende des rohrförmigen Federrückhalters 13b ausgebildet ist, aufsitzt. In diesem Zustand ist ein kleiner vorgegebener Spalt 1 zwischen dem unteren parallelen Abschnitt 12e und dem flexiblen Element 8 gebildet. Sodann wird die Taste 11 auf der ringförmigen Führungswandung 13c des Tastengehäuses 13 aufgesetzt, wobei die sich verjüngenden Klauen 11c der Schenkel 11b auf dem Anschlag 13d aufliegen und sodann wird die Taste 11 niedergedrückt, so daß die Schenkel 11b elastisch gebogen werden, um es den sich verjüngenden Klauen 11c der Schenkel 11b zu erlauben, in das Innere der ringförmigen Führungswandung 13c des Tastengehäuses 13 über den Anschlagflansch 13d zu rutschen. In diesem Zustand ist der Schaft 11a der Taste 11 in den mittleren Extensionsabschnitt 12b der Spiralfeder 12 eingesetzt, wobei dessen unteres Ende an dem oberen parallelen Abschnitt 12c anliegt, der zwischen dem mittleren Extensionsspiralabschnitt 12b und dem kleinen Kompressionsspiralabschnitt 12d gebildet ist. Die sich verjüngenden Klauen 12c der Taste 11 ergreifen den Anschlagflansch 13d des Tastengehäuses 13. Da der große Spiralabschnitt 12a der Spiralfeder 12 auf der Schulter 13h aufliegt, ist der mittlere Extensionsspiralabschnitt 12b leicht gedehnt, die Taste 11 wird daher von der Spiralfeder 12 leicht über den Schaft 11a nach oben belastet, wodurch die sich verjüngenden Klauen 11c gegen die Innenfläche des Anschlagflansches 13d gedrückt werden, um die Taste 11 zu Positionieren. Der vorragende Teil 12f des kleinen Kompressionsspiralabschnitts 12d der Spiralfeder 12 ist mit dem Vorsprung 13g in Eingriff, der in dem Innenumfang des rohrförmigen Federrückhalters 13b ausgebildet ist, so daß der vorgegebene Spalt von 1 zwischen dem oberen parallelen Abschnitt 12e und dem flexiblen Element 8 gebildet ist.
• Wenn die Taste 11 des Druckknopf-Schalters in dem in Figur 1 gezeigten Zustand ist, in dem der Schalter offen ist, zur Betätigung niedergedrückt wird, bewegt sich die Taste 11 entlang des rohrförmigen Federrückhalters 13b des Tastengehäuses 13 nach unten, durch die ringförmige Führungswandung 13c des Tastengehäuses 13 geführt, wobei der obere parallele Abschnitt 12c der Spiralfeder 12 mittels des Schaftes 11a nach unten gedrückt wird, um den mittleren Extensionsspiralabschnitt 12b der Spiralfeder 12 zu dehnen.
• In Figur 4 ist die Beziehung zwischen dem Druckknopf, der auf die Taste 11 aufgebracht wird, und der Verlagerung der Taste 11 gezeigt, wobei ein Punkt A den Zustand zeigt, in dem die Taste 11 des Druckknopf-Schalters nicht niedergedrückt ist, ein Punkt B einen Zustand zeigt, in dem die Taste 11 in einem Ausmaß niedergedrückt wird, in dem der vorspringende Teil 12f der Spiralfeder 12 noch nicht über den Vorsprung 13g hinaus bewegt ist und daher ein kleiner Kompressionsspiralabschnitt 12d der Spiralfeder 12 zusammengedrückt ist, ein Punkt C einen Status angibt, in dem die Taste in einem Ausmaß niedergedrückt ist, in dem der Widerstand gegen die nach unten gerichtete Bewegung der Taste 11 progressiv zunimmt, der vorspringende Teil 12f der Spiralfeder 12 elastisch deformiert ist und fast sich unter den Vorsprung 13g bewegt, ein Punkt D einen Zustand zeigt, in dem der vorspringende Teil 12f der Spiralfeder 12 sich gerade über den Vorsprung 13g bewegt hat und sich daher der kleine Kompressionsspiralabschnitt 12d der Spiralfeder 12 erstreckt hat, so daß das flexible Element 8 niedergedrückt wird, um den beweglichen Kontaktpunkt 9 in Berührung mit der festen Elektrode 6, die auf dem Träger 5 vorgesehen ist, in Kontakt zu bringen, wodurch der Schalter geschlossen wird, und ein Punkt E einen Zustand zeigt, in dem die unteren Enden der Schenkel 11b der Taste 11 in Berührung mit der oberen Fläche der Bodenwandung 13a des Tastengehäuses 13 sind.
• Wenn der Zustand des Druckknopf-Schalters sich von demjenigen der durch den Punkt C angegeben ist zu demjenigen, der durch den Punkt D angegeben ist, ändert, wenn also der vorspringende Teil 12f der Spiralfeder 12 sich nach unten über den Vorsprung 13g bewegt, nimmt der Druck, der erforderlich ist, um die Taste 11 niederzudrücken, von einem Druck an dem Punkt C auf einen Druck an dem Punkt D ab, so daß der Operator das Schließen des Schalters durch den Berührungssinn erkennen kann. Wenn der Schalter 11 freigegeben wird, kann der mittlere Extensionsspiralabschnitt 12b der Spiralfeder 12 sich zusammenziehen und der kleine Kompressionsspiralabschnitt 12d der Spiralfeder 12 kann sich dehnen, so daß die Taste 11 mittels der Kontraktionskraft der mittleren Extensionsspiralfedern 12b und die Rückstellkraft des kleinen Kompressionsabschnitts 12d nach oben gedrückt wird und der Druck, der auf das flexible Element 8 wirkt, nimmt zu. Infolgedessen wird die bewegliche Elektrode 9 von der festen Elektrode 6 getrennt, um den Schalter zu öffnen.
• Wenn die Taste 11 weiter nach oben bewegt wird, ergreift der vorspringende Teil 12f der Spiralfeder 12 die untere Fläche des Vorsprungs 13g. Da die kontraktive Kraft des mittleren Extensionsspiralabschnitts 12b größer ist als eine Kraft, die erforderlich ist, um den vorspringenden Teil 12b über den Vorsprung 13g zu bewegen, bewegt sich der vorspringende Teil 12b nach oben über den Vorsprung 13g. Infolgedessen ändert sich der Zustand von demjenigen, der durch den Punkt E angegeben ist, durch denjenigen, der durch die Punkte D und F angegeben ist zu demjenigen, der durch den Punkt A angegeben ist, nämlich den Ausgangszustand.
• Der Kontakt des Druckknopf-Schalters wird so betätigt und der Operator kann das Schließen und Öffnen des Schalters durch den Tastsinn erfassen über die sensitive Erkennung der Änderung des Widerstandes gegen das Niederdrücken der Taste 11, der auftritt, wenn der vorspringende Teils 12f sich über dem Vorsprung 13g bewegt.
• Obwohl der Druckknopf-Schalter, der hier beschrieben worden ist, einer vom sogenannten Membran-Typ mit einer flexiblen Membrane (dem flexiblen Element 8) und einer beweglichen Elektrode (der beweglichen Elektrode 9) ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Druckknopf-Schalter vom Kapazitätstyp verwendet werden, wie er in Figur 6 gezeigt ist, mit einer festen Elektrode 15, die auf einem Träger 5 angeordnet ist, und einer beweglichen Elektrode 16, die auf dem unteren parallelen Abschnitt 12e einer Spiralfeder 12 angeordnet ist, ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
• Der untere Abschnitt der Spiralfeder in Figur 3, nämlich dem vorspringenden Teil 12f der Spiralfeder 12 ist, wie in den Figuren 7 bis 9, abgewandelt. Figuren 7 bis 9 sind Draufsichten entlang der Linie X-X der abgewandelten Spiralfedern (der obere Teil ist so wie bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, so daß der untere Abschnitt entlang X-X von Figur 3 genommen worden ist). Der vorspringende Teil 12f des kleinen Kompressionsfederabschnitts 12d der Spiralfeder 12 kann eine exzentrische kreisförmige Spiralfeder sein mit einem Durchmesser, die größer ist als der Rest der Spiralen des kleinen Kompressionsspiralabschnitts 12d (Fig. 7) einer elliptischen Spirale (Fig. 8), einer Spirale mit einem teilweise vorspringenden Teil oder einer Spirale mit einer anderen geeigneten Form (Fig. 9).
• Weiter kann der Vorsprung 13g, der auf dem Innenumfang des rohrförmigen Federrückhalters 13b des Tastengehäuses ausgebildet ist, ein ringförmiger Vorsprung (Fig. 10) oder ein örtlicher Vorsprung (Fig. 11) sein. Wenn der Vorsprung 13g ein örtlicher Vorsprung ist, wird ein Positionierungsschlitz 13i in dem oberen Ende des rohrförmigen Federrückhalters 13b ausgebildet sein und die Spiralfeder 12 ist außerhalb des rohrförmigen Federrückhalters 13b mit einem Anschlagvorsprung 13g, der an dem freien Ende der Spiralen des großen Spiralabschnitts 12a ausgebildet ist, der in den Schlitz 13i eingreift, um die Umfangsposition der Spiralfeder 12 relativ zu dem rohrförmigen Federrückhalter 13b zu positionieren, so daß der Vorsprung 12f der Spiralfeder 12 mit dem Vorsprung 13g übereinstimmt.
• Nach der Erfindung kann, wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, ein Mechanismus zum Geben eines sensitiven Reizes, der die Betätigung eines Druckknopf-Schalters angibt, durch eine einzige Spiralfeder und einen Vorsprung, der an dem inneren Umfang eines rohrförmigen Federrückhalters zum Rückhalten der Spiralfeder gebildet wird, verwirklicht werden, ohne das Erfordernis irgendwelcher zusätzlicher Teile einschließlich eines Betätigungselements mit einer komplizierten Form, wie sie bei üblichen. Druckknopf-Schaltern wesentlich ist, geschaffen werden. Der Druckknopf- Schalter nach der vorliegenden Erfindung weist so eine reduzierte Anzahl von Teilen auf, hat einen einfachen Aufbau, erlaubt das Einbringen der Spiralfeder und der Taste in derselben Richtung bei der Montage des Druckknopf-Schalters, was den Montagevorgang vereinfacht und die Herstellungskosten des Druckknopf- Schalters erheblich verringert.
• Da die Spiralfeder ein einziges Element ist, das einstückig mit einer Mehrzahl von Funktionsabschnitten ausgebildet ist, und die Taste und die Spiralfeder in derselben Richtung in das Tastengehäuse eingesetzt werden, können die Taste und die Spiralfeder sehr einfach für eine Reparatur ausgewechselt werden, was die Wartung des Druckknopf-Schalters wirksam vereinfacht.

Claims (8)

1. Ein Druckknopf-Schalter mit:

einem Träger (5);

einer festen Elektrode (6), die auf dem Träger (5) vorgesehen ist;

einer beweglichen Elektrode (9), die der festen Elektrode (6) gegenüberliegend angeordnet ist;

einem Tastengehäuse (13) mit einem aufrechten, rohrförmigen Federrückhalter (13b), der in dem mittleren Bereich von dessen Bodenwandung (13a) ausgebildet ist und eine Ausnehmung (13h), die in deren oberen Ende ausgebildet ist, hat, und mit einer ringförmigen Führungs-Wandung (13c), die den rohrförmigen Federrückhalter (13b) umgibt und einen Anschlagflansch (13d) hat, der sich im wesentlichen radial nach innen von deren oberen Ende erstreckt;

einer Schraubenfeder, die von dem rohrförmigen Federrückhalter (13b) des Tastengehäuses (13) aufgenommen wird, wobei dessen oberer Bereich auf der Bodenflächen der Ausnehmung (13h) des rohrförmigen Federrückhalters (13b) aufgesetzt ist; und

einer Taste (11) zum Betätigen der beweglichen Elektrode (9), mit einem Tastenkopf (11d), einem zentralen Schaft (11a), der sich von dem mittleren Abschnitt der unteren Fläche des Tastenkopfes (11d) nach unten erstreckt, um in die Schraubenfeder (12) eingesetzt zu werden und Schenkeln (11b), die um den Schaft (11a) geformt sind, um sich von der unteren Fläche des Tastenkopfes (11d) nach unten zu erstrecken und jeweils an ihren unteren Enden mit einer sich verjüngende Klaue (11c) versehen sind, und axial auf das Tastengehäuse (13) gleitend aufgesetzt sind, wobei der Schaft (11a) in der Schraubenfeder (12) aufgenommen wird, die von dem rohrförmigen Federrückhalter (13) des Tastengehäuses (13) aufgenommen wird, und wobei die sich verjüngenden Klauen (11c) der Schenkel (11b) den Anschlagflansch 13) der ringförmigen Führungswandung (13c) des Tastengehäuses (13) ergreift;

wobei die Schraubenfeder (12) einen Schraubenabschnitt (12a) mit großem Durchmesser, der auf der Ausnehmung (13a) des rohrförmigen Federrückhalters (13b) des rohrförmigen Federrückhalters (13b) aufsitzt, einen mittleren Extensionsschraubenabschnitt (12b), der einen kleineren Durchmesser hat, um in den rohrförmigen Federrückhalter (13b) zu passen, um das Einsetzen eines zentralen Schaftes der Taste (11) zu erlauben, einen oberen parallelen Abschnitt (12c), der einen ersten verringerten Durchmesser hat, um einen Anschlag für den zentralen Schaft (11a) zu bilden, hat, einen kleinen Kompressionsschraubenabschnitt (12d) und einen unteren parallelen Abschnitt (12e) aufweist, die einstückig in dieser Reihenfolge ausgebildet sind, wobei ein Bereich des kleinen Kompressionsschraubenabschnitt (12d) von dem kleinen Kompressionsschraubenabschnitt (12d) vorragt, um einen vorragenden Teil (12f) zu bilden, ein Vorsprung (13g) auf dem inneren Umfang des rohrförmigen Federrückhalters (13b) ausgebildet ist, der vorspringende Teil (12f) der Schraubenfeder (12) die obere Fläche des Vorsprungs (13g) ergreift, während die Taste nicht niedergedrückt ist, der vorspringende Teil (12f) der Schraubenfeder (12) sich über den Vorsprung (13g) bewegt, wenn die Taste unter Dehnung des mittleren Extensionsabschnitts (12b) und unter Zusammendrücken des kleinen Kompressionsschraubenabschnitt (12d) niedergedrückt wird und der vorspringende Teil (12f) veranlaßt wird, sich durch die Kontraktionskraft des mittleren Extensionsschraubenabschnitts (12b) und die Rückstellkraft des kleinen Kompressionsschraubenabschnitts (12d) nach oben über den Vorsprung (13g) zu bewegen, wenn die Taste (11) freigegeben wird.

2. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Elektrode (9) der festen Elektrode (6) auf der unteren Fläche eines flexiblen Elements (8) das über dem Träger (1) angeordnet ist, gegenüberliegend mit einem Abstandselement (7) dazwischen vorgesehen ist.

3. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei der vorspringende Teil (12f) ein Bereich einer exzentrischen kreisförmigen Windung ist, der einen Durchmesser hat, der größer als der der anderen Windungen des kleinen Kompressionsschraubenabschnitts (12d) ist.

4. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei der vorspringende Teil (12f) ein Bereich einer elliptischen Windung unter den Windungen des kleinen Kompressionsschraubenabschnitts (12d) ist.

5. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei der vorspringende Teil (12f) ein vorspringender Bereich einer der Windungen des kleinen Kompressionsschraubenabschnitts (12d) ist.

6. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (13g) ein kreisförmiger Vorsprung ist.

7. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (13g) ein örtlicher Vorsprung ist, ein Anschlagvorsprung (12g) an dem freien Ende der Windung des großen Schraubenabschnitts (12a) der Schraubenfeder (12) ausgebildet ist, ein Positionierungsschlitz (13i), in dem oberen Ende des rohrförrnigen Federrückhalters (13b) des Tastengehäuses (13) ausgebildet ist, um den Anschlagvorsprung (13g) in diesem aufzunehmen, um die Schraubenfeder (12) relativ zu dem rohrförmigen Federrückhalter (13b) zu positionieren, so daß der vorspringende Teil (12f) der Schraubenfeder (12) mit dem Vorsprung (13g) übereinstimmt.

8. Ein Druckknopf-Schalter nach Anspruch 1, wobei die feste Elektrode (6) aus zwei gesonderten Elektroden (15) besteht und die bewegliche Elektrode (9) an dem unteren Ende der Schraubenfeder (12) angebracht ist.