DE3140199C2

DE3140199C2 - Drucktastenschalter, insbesondere Tastschalter mit geringem Tastendruck für Eingabetastaturen

Info

Publication number: DE3140199C2
Application number: DE3140199A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ludwig Fricke; Klaus Hinze; Manfred Klaus Otto Huth; Klaus Bernd 1000 Berlin Wißkirchen
Original assignee: Rudolf Schadow 1000 Berlin De GmbH
Current assignee: Rudolf Schadow 1000 Berlin De GmbH
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE3140199A1; US4514609A; CA1191180A; JPS58108618A; EP0077011A2; EP0077011A3

Abstract

Bei einem Tastschalter mit einer Blattfeder mit geschlitzten Blattenden für einen Doppelkontakt mit einem quer dazu angeordneten Festkontakt sind die Federenden in Richtung der Blattfederachse mit ein rillenförmigen Einprägung versehen. Dadurch ergibt sich einer punktförmiger Kontakt, der infolge Durchbiegung der Blattfeder wandert, so daß sich ein hoher Kontaktdruck und eine Selbstreinigung der Kontakte ergibt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucktastenschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger Drucktastenschalter ist bekannt aus der DE-OS 29 42 720 Bei diesem Schalter ist der Schaltstößel oben in der Deckelöffnung und unten auf einem am Boden angeordneten nach oben ragenden Zapfen, der in eine Bohrung des Schaltstößels eingreift, verschiebbar gelagert. Dort sind jedoch keinerlei Mittel vorgesehen, den Schaltstößel gegen Verdrehen zu sichern. Eine gewisse Verdrehungssicherung ist evtl. gegeben durch die den Schaltstößel durchsetzende Schnappfeder. Nach jeder Betätigung kann jedoch der Schaltstößel und damit der Tastenknopf und die Kontaktfeder eine andere Winkellage einnehmen. Insbesondere in Tastaturen werden jedoch Schalter verlangt, deren Tastenknopf praktisch nicht, auch nicht um kleine Winkel, verdrehbar sind, da dies den Gesamteindruck eines Tastenfeldes stört. Auch kann es vorkommen, daß die Schaltfeder durch Verdrehen des Schaltstößels im Gehäuse verkantet und daher eine Kontaktierung mit dem Festkontakt verhindert wird.

Aus der DE-AS 10 03 318 ist es bereits bei einem als Endschalter dienenden Schubschalter für sehr hohe Betätigungskräfte bekannt, an den Enden der Kontaktfeder Kontaktnieten aufzunietea. Die feststehenden

ίο Gegenkontakte sind hierbei nach innen kreisförmig gewölbt, so daß beim Drücken und Verbiegen der Kontaktfeder die Kontaktnieten auf der runden Kontaktbahn reibend gleiten können. Hierdurch soll eine Selbstreinigung der Kontakte während des Betriebes erreicht werden.

Weiterhin ist es bereits aus dem DE-GM 72 20 520 bekannt, die Kontaktflächen eines Trennschalters für Fernmeldeanlagen durch sich kreuzende Sicken so zu gestalten, daß ein punktförmiger Kontakt entsteht Hierdurch soll ein hoher Kontaktdruck erzielt werden.

Bei dem aus der US-PS 40 06 322 bekannten Schalter

mit seitlich abstehenden Kontaktfedern ist es außerdem bekannt daß der Schaltstößel im Oberhub betätigbar ist und dadurch die schräg nach oben bzw. nach unten ragenden Kontaktbereiche der Kontaktfedern auf den Festkontakten gleitend reiben können, so daß eine Selbstreinigung möglich ist

Schließlich ist aus der DE-OS 26 01 206 ein Bremslichtschalter bekannt bei dem am Boden eine nach oben

3C ragende Hülse angeformt ist. Der Schaltstößel ist unten mit einer Bohrung versehen, in die eine Druckfeder mit ihrem einen Ende eingesetzt ist dereri anderes Ende in die Hülse eingreift. Die axiale Lagerung des Schaltstößels erfolgt dort durch eine lange Buchse am Gehäusedeckel und eine Sicherung gegen Verdrehen ist nicht vorgesehen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik befaßt sich die Erfindung mit der Aufgabe, die Führung der Kontaktfeder und <L's Schaltstößels gegen Verdrehen im Gehäuse zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale. Durch die breite Auflagefläche der Kontaktfeder auf dem Schaltstößel und deren Lagefixierung auf diesem ist die Kontaktfeder gegen Verdrehen auf dem Schaltstößel gesichert und trotzdem in ihrer Federcharakteristik nicht beeinträchtigt. Die Verdrehbarkeit des Schaltstößels und damit der Kontaktfeder wird durch die relativ langen, in die diagonal einander gegenüberliegenden

so Ecken des Gehäuses greifenden Arme praktisch ggfs. auf Bruchteile von einem Winkelgrad reduziert, da sich Spritztoleranzen im Querschnitt der Arme und der Führungsnuten im Gehäuse bei der Herstellung derselben wegen der langen Hebelarme weniger auswirkt als bei Anwendung einer Verdrehungsbegrenzung im Bereich des Schaltstößelschaftes.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine Expolosionszeichnung des Schalters, F i g. 2 den verwendeten Deckel von unten,
F i g. 3 das Gehäuse von oben,
Fig.4 einen vergrößerten Ausschnitt der Koniakte des Schalters,

Fig. 5 und 6 den Doppelkontakt in Richtung der Blattfeder,

Fig. 7 und 8 den Kontakt gemäß Fig. 5 und 6 um 90 Grad versetzt.

F i g. 9 die Blattfeder von oben,

Fig. 10 eine Ansicht der Kontaktfeder gemäß dem SchnittA-.ßderFig.9,

F i g. 11 den Schaltstößel von unten, und

F i g. 12 den Schaltstößel von der Seite.

Mit 1 ist ein beispielsweise aus elastisch verformbaren Isolierstoff gespritztes, becherförmiges, in der Draufsicht vorzugsweise quadratisches Gehäuse bezeichnet In seinen diagonal gegenüberliegenden Ecken 2 und 3 sind senkrecht zur Diagonalen angeordnete Steckschiitze 4 vorgesehen, in die je ein Festkontakt 5 mittels seiner schmalen Zungen 6 einsteckbar und in ihnen fixierbar ist Der obere flache verbreiterte Teil 7 trägt eine obere walzenförmige, gerundete Kontaktbahn 8.

Am Boden 9 des Gehäuses 1 sind vier senkrecht nach oben ragende Stege 10 angebracht, die zur Zentrierung, axial verschiebbaren und drehbaren Lagerung eines Schaltstößels 11 aus geeignetem Kunststoff dienen. Letzterer besitzt ein scheibenförmiges unteres Ende 12 mit einem nach unten ragenden laschenförmigen Ansatz 13 (Fig. 11 und 12). Auf diesen wird eine lanzettartige, blattförmige Kontaktfeder 14 mittels einer zentralen, dem Querschnitt des Ansatzes 13 angepaßten Aussparung 15 aufgeschoben und durch mechanisch plastische oder thermopiastische Verformung des Ansatzes 13 in ihrer Lage fixiert

Die Außenkante 16 des Schaltstößelendes 12 bildet mit den Innenflächen 17 der Stege 10 ein unteres Achslager. Die Einsetztiefe des Schaltstößels 11 ist begrenzt durch seine Auflagefläche 18 und durch seitliche Auflagepodeste 19 am Boden 9 des Gehäuses 1. Letztere sind derart ausgebildet und angeordnet, daß der Ansatz 13 des Schaltstößels 11 den Boden 9 nicht berührt und die Kontaktfeder 14 zwischen ihnen bewegbar ist.

Im unteren Drittel ist der Schaltstößel 11 mit einer in Richtung der Kontaktfeder 14 verlaufenden Bohrung 20 versehen. Durch diese kann eine Spiralfeder 21 hindurchgesteckt werden, deren abstehende Enden 22 beim Einstecken des Schaltstößels 11 in das Gehäuse 1 nach unten gebogen und in Nuten 23 des Gehäuses 1 eingesetzt werden. Die Nuten 23 sind in den den Ecken 2 und 3 benachbarten Ecken 24 vorgesehen. Ihr Boden ist von außen nach innen schräg nach oben geneigt.

Nach dem Einsetzen des Schaltstößels 11 wird auf das Gehäuse 1 ein vorzugsweise aus elanisch verformbarem Isolierstoff bestehender Deckel 25 aufgesteckt und beide mittels geeigneter, einander zugeordneter Rastelemente 26, 27 und 28, 29 miteinander verrastet. Dabei drücken Ansätze 30 reit, ihrer von außen nach innen schräg nach oben verlaufenden Decke 31 auf die Enden 22 der Spiralfeder 21 und spannen diese in der gewölbten Lage ein. Dadurch wird die erwünschte Schnappwirkung des Tastschalters bzw. des Schaltstößels 11 erzielt. Irr Ruhelage wird der Schaltstößel 11 nach oben gedrückt, wobei er mit einem Wulst 32 gegen die Deckelinnenseite stoßen kann.

In zusammengesetztem Zustand bildet der mittlere achsenförmige Teil 33 des Schaltstößeis 11 mit einer ringförmigen Ausnehmung 34 des Deckels 25 ein oberes Lager.

Die von der Befestigungsstelle (Ansatz 13) beidseitig abstehenden Kontaktarme 35 der Kontaktfeder 14 sind mit einem Längsschlitz 36 versehen, so daß je Kontaktarm ein Doppelkontakt ermöglicht ist.

Der Kontaktbereich 37 der Kontaktfeder 14 kann mit einer speziellen Kontaktschicht versehen sein. Er ist durch eine Prägung 38 mit einer sich im Sichlitzrichtung erstreckenden linienförmigen Wölbung versehen, deren konvexe Fläche in eingebautem Zustand dem zugeordneten Festkontakt 5 gegenüberliegt Hierdurch wird erreicht, daß der Festkontakt 5 auch schräg zu der Ebene der Kontaktfeder 14 sein kann und trotzdem keine scharfe Seitenkante derselben auf die Kontaktbahn 8 drückt (F i g. 5 und 6).

Die Anordnung ist so gewählt daß der Schaltstößel 11 im Oberhub betätigbar ist, d. h, daß er vom Augenblick der Kontaktberührung an noch weiter axial nach unten bewegbar ist. Infolge der Durchbiegung der Kontaktfeder 14 wird der Berührungspunkt P des Kontaktbereiches 37 weiter nach außen verlagert und außerdem wandert der Auflagepunkt auf der Kontaktbahn 8 um den Berührungswinkel«. Durch die Wölbung der Kontaktbereiche 37 wird über den gesamten Kontaktbehnabschnitt, der vom Berührungswinkel α überstrichen wird, eine punktförmig Auflage erzielt. Hierdurch erhält man einen hohen Konf nkidruck, einen geringen Obergangswiderstand und eine Selbstreinigung der Kontakte.

Die Auflagefläche 18 des Schaltstößelendes 12 ist in Richturg der Durchbiegung der Kontaktfeder 14 gewölbt Die Wölbung kann der Form, wie sie die Kontaktfeder 14 bei ihrer maximal auftretenden Durchbiegung annehmen kann, angepaßt sein. Die Länge der Auflagefläche in Richtung cLr Kontaktfederachse beträgt etwa 20—40% der Länge der Kontaktfeder 14.

Die Lagerungen des Schaltstößels 11 im Gehäuse 1 und im Deckel 25 sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und die genaue Winkelstellung der Kontaktfeder 14 wird durch oberhalb der Kontaktfeder 14 angeordnete, relativ lange und in gleicher, vorzugsweise radialer Richtung wie die Kontaktarme 35 abstehende Gleitfinger 41 erreicht. Deren Enden 42 gleiten in je einer senkrechten Führungsnut 43 des Gehäuses 1 oder eines Gehäuseteiles, insbesondere des Deckels 25. Zur Erzielung einer größtmöglichen Fingerlänge der Gleitfinger 41 sind in Führungsnuten 43 in den den Ecken 2,3 des Gehäuses 1 entsprechenden diagonal gegenüberliegenden Ecken 44,45 des Deckels 45 vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird eine hohe Winkelgenauigkeit bei üblicher Herstelltoleranz der Kunststoffspritzteile erreicht Würde nämlich z. B. der Schaltstößel selbst beispielsweise quadratisch ausgebildet werden, so müßten bestimmte Mindestabstände bzw. Mindesttoleranzen eingehalten werden, um eine leichte Gängigkeit zu gewährleisten und ein Verkanten zu vermeiden. Dies kann bereits bei der Kleinheit der Schalter für TastLlixen für Rechner, Büromaschinen etc. zu einer unzulässig großen Winkelverdrehung der Taste und vor allem der Kontaktfeder 14 führen. Wird digegen die Winkelfixierung an einem radial weiter außen liegenden Punkt vorgenommen, so kann bei gleicher Toleranz eine um den Faktor 2- bis 4fach höhere Winkelgenauigkeit erreicht werden. Durch die Anordnung der Führungsnuten 43 im Deckel 23 kann der Schalteraufbau in Hubrichtung besonders klein gehalten werden. Die Gleitfinger 40 können außerdem dazu dienen, den Hub des Schaltstößels 11 bzw. der Taste nach oben und/oder unten zu begrenzen.

Hierzu 3 BIaU Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Drucktastenschalter, insbesondere Tastschalter mit geringem Tastendruck für Eingabetastaturen, mit einem einen Gehäusedeckel und einen Boden aufweisenden in. der Draufsicht quadratischen Gehäuse, in dem ein stabförmiger, in axialer Richtung entgegen der Kraft einer Druck- oder Schnappfeder verschiebbarer Schaltstößel gelagert ist, dessen Mittelteil zusammen mit einer Öffnung im Gehäusedeckel als oberes kreisförmiges Lager zur axialen Verschiebbarkeit des Schaltstößels ausgebildet ist und der gehäuseinnenseitig mittels einer senkrecht vom Gehäuseboden abstehenden Führung als unteres Lager geführt ist und auf einer Auflagefläche eine Kontaktfeder mit seitlich abstehenden Kontaktarmen trägt die mit in zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Gehäuses vorgesehenen Festkontakten zusammenwirken, «robei die Kontaktarme zumindest im. Endbereich durch einen Längsschiiiz als Döppeiköntakte ausgebildet sind und diese mit den senkrecht zur Schlitzrichtung angeordneten, zumindest im Kontaktbereich aus Flachmaterial bestehenden Festkontakten mit walzenförmig gerundeter Kontaktbahn zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflagefläche (18) vorgesehene untere Ende (12) des Schaltstößels (11) scheibenförmig ausgebildet ist mit einem nach unten ragenden laschenförmigen Ansatz (13), auf den die lanzettartige Kontaktfeder (14) mittels einer angepaßten Aussparung (15) aufgeschoHn und in ihrer Lage am Schaltstößel (11) fixiert ist, daß die Außenkante (16) der Auflagefläche (IS) zr.ammen mit dieser zugewandten Innenflächen (17) von vom Boden (9) des Gehäuses (1) senkrecht nach oben ragenden Stegen (10) das untere Lager bilden, und daß zur Fixierung der Winkelstellung der diagonal angeordneten Kontaktfeder (14) am Schaltstößel (11) oberhalb der Kontaktfeder (14) in Richtung der Kontaktarme (35) abstehende Gleitfinger (41) angeformt sind, deren Enden (42) in je erner senkrechten Führungsnut (43) gleiten, und daß die Führungsnuten (43) in denjenigen einander diagonal gegenüberliegenden Ecken (44,45) des Gehäuses (1) vorgesehen sind, in denen die Festkontakte (5) angeordnet sind.