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(11) | EP 0 028 000 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Drucktaste |
| (57) Wenigstens zwei mit ihren freien Enden (19) von der Tastenbasis (1) abgewandte, parallel
zum Tastenweg angeordnete U-Schenkel eines U-förmig gebogenen Federblechs (19) bilden
bewegliche Tastenkontakte und stützen sich federnd entweder am Betätigungskörper (3)
oder an einem Festkontakt (18) ab. Dadurch ergibt sich bei ausreichendem Federweg
ein kleiner Einbauraum der Tastenkontakte und durch in unterschiedlicher Höhe am Betätigungskörper
(3) vorgesehene Betätigungsnocken (20) lässt sich ein unterschiedliches Schaltverhalten
der einzelnen Kontakte (Ruhekontakt, Arbeitskontakt) unkompliziert so wählen, dass
die Taste mit einem oder mit zwei Arbeitskontakten oder auch als Umschalter verwendet
werden kann, wobei z.8. zwischen zwei solchen in einer Taste vorgesehenen Kontakten
durch eine entsprechende gegenseitige Verschiebung der Betätigungsnocken unterbrechendes
oder nichtunterbrechendes Schaltverhalten erzielbar ist. |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucktaste mit einem in einem Tastengehäuse geradlinig gegen die Kraft eines Federelements von einer tastenbasisfernen in eine tastenbasisnahe Position und dabei zwischen gehäuseseitigen Anschlägen bewegbaren Hetätigungskörper und wenigstens einem blattfederartigen, einseitig im Gehäuse fixierten Schaltelement, das in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Betätigungskörpers zwischen aus dem Gehäuse geführten Anschlußelementen eine leitende Verbindung herstellt und/oder unterbricht, wobei am Betätigungskörper zumindest ein Nocken zur Einwirkung auf das freie Ende des Schaltelementes vorgesehen ist.
[0002] Eine solche Taste ist aus dem DE-GM 78 11 334 bekannt. Derartige Tasten werden insbesondere für Eingabetastaturen in Datenverarbeitungsanlagen in großer Stückzahl benötigt. Daher ist es erforderlich, eine solche Taste konstruktiv so auszubilden, daß sie in rationeller Massenfertigung hergestellt werden kann, wobei 'insbesondere bei der Umstellung der Tastenfunktion von einer Kontaktgabe (z.B. ein oder zwei Arbeitskontakte) in eine andere Kontaktgabe (z.B. ein. oder zwei Ruhekontakte), keine wesentlich voneinander verschiedenen Tastenteile erforderlich sein sollen.
[0003] Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine Taste der eingangs genannten Art so auszubilden, daß voneinander verschiedene Tastenfunktionen unschwierig erhalten werden können und daß die Kontaktteile der Taste möglichst wenig Einbauraum beanspruchen.
[0004] Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß wenigstens zwei Schaltelemente mit ihren. freien Enden von der Tastenbasis abgewandt parallel zum Tastenweg im Gehäuse angeordnet und mit ihren freien - Enden in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Betätigungskörpers und/oder der Anordnung der den einzelnen Schaltelementen zugeordneten Nocken am Betätigungskärper entweder an einem im Gehäuse fixierten Anschlußelement oder an den Nocken des Betätigungskörpers federnd abgestützt sind.
[0005] Auf diese Weise läßt sich durch einfaches Auswechseln des Betätigungskörpers - bei diesem handelt es sich lediglich um einen im Kunststoffspritzgußverfahren unkompliziert herstellbaren einfach aufgebauten Körper - ein unterschiedliches Schaltverhalten der Taste erzielen, wenn man Betätigungskörper mit voneinander verschiedener Anordnung der zur Einwirkung auf die Schaltelemente bestimmten, mit dem jeweiligen Betätigungskörper einstückig zusammenhängenden Nocken gegeneinander austauscht, da dann z.B. das eine Schaltelement in der tastenbasisfernen Position des 8etätigungskörpers iich an diesem Nocken abstützt, während das andere Schaltelement in der tastenbasisnahen Position des Betätigungskörpers von dem zugeordneten Nocken abgestützt wird.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen:
daß jedes Schaltelement an seinem freien Ende mit einer zum Zusammenwirken mit dem Nocken und dem Anschlußelement bestimmten bogenförmigen Kröpfung versehen ist, wodurch eine störungsfreie Einwirkung des Nockens auf das Schaltelement und ein eindeutiges Schaltverhalten des Schaltelementes sichergestellt wird, daß wenigstens einer der Nocken neben einer ebenen Anschlagfläche für den Scheitel der bogenförmigen Kröpfung des Schaltelementes an einem Ende der Anschlagfläche einen gegenüber der Anschlagfläche erhabenen Höcker aufweist, wodurch eine Art Druckpunkt bei der Betätigung der Taste erhalten wird, da durch den Höcker eine weitere zusätzliche Auslenkung des Schaltelementes bewirkt wird;
daß jedes Schaltelement aus einem U-Schenkel eines U-förmig gebogenen Federbleches besteht, und daß der Gegenschenkel j.edes Schaltelementes mit einem durch Verrastung einer Gehäuse-Bodenplatte mit einem Gehäuseoberteil im Tastengehäuse einklemmbaren Querstück versehen ist, wodurch sich für das Schaltelement ein ausreichender Federweg ergibt und die Befestigung des Schaltelementes im Tastengehäuse unkompliziert ermöglicht wird;
daß die Schaltelemente über die voneinander trennbar ausgebildeten Querstücke ihrer Gegenschenkel miteinander verbunden sind und daß mit jedem der Querstücke ein abtrennbares, aus dem Gehäuse geführtes Anschlußelement verbunden ist, wodurch mehrere unterschiedliche Tastenfunktionen erhalten werden können,da bei entsprechender Auslegung des Betätigungskörpers entweder die mit den Schaltelementen einstückig verbundenen, aus dem Tastengehäuse herausgeführten Anschlußelemente nicht benötigt werden und die Taste als Arbeitskontakt wirkt, oder mit Hilfe der abtrennbaren Anschlußelemente sogar mehrere, jeweils über ein Schaltelement geführte Stromkreise durch die Taste geöffnet oder geschlossen werden können (z.B. bei Verwendung der Taste als Umschalter);
daß die blattförmigen Querstücke zumindest an ihrem dem Gehäuseoberteil zugewandten Rand mit dreieckförmigen Vorsprüngen versehen sind, wodurch eine besonders sichere Fixierung der Schaltelemente im Tastengehäuse erhalten wird, da sich die dreieckförmigen Vorsprünge bei der Verbindung von Bodenplatte und Gehäuseoberteil in die Kunststoffmasse des Gehäuseobeiles eingegraben unddadurch die Schaltelemente rüttelsicher im Gehäuse fixieren;
daß die Gehäusebodenplatte mit kaminartigen Kanälen zur Aufnahme eines den Querstücken unmittelbar benachbarten Abschnittes der mit den Querstückeh zusammenhängenden Anschlußelemente versehen ist,.wodurch beim Einlöten der aus dem Tastengehäuse vorstehenden Abschnitte der Anschlußelemente, die mit den Schaltelementen zusammenhängen, z.B. in Rasterbohrungen einer Leiterplatte, weitgehend das Eindringen von Lötmitteldämpfen in das Innere des Tastengehäuses verhindert wird, da diese Dämpfe zunächst die kaminartigen Kanäle der Bodenplatte durchdringen müssen und sich dabei an den relativ kühlen Abschnitten der Anschlußelemente niederschlagen;
daß der Betätigungskörper für jedes Schalt element jeweils einen Nocken aufweist und daß diese Nocken entweder mit synchroner oder mit gegeneinander verschobener Wirkung versehen sind, wodurch z.B. bei der Betätigung von zwei Schaltelementen und bei gegeneinander verschobener Wirkung der Nocken entweder ein nichtunterbrechendes oder ein unterbrechendes Umschaltverhalten der Taste erreicht werden kann, da bei entsprechender Bemessung und Anordnung der Nocken am Betätigungskörper das eine Schaltelement schon seinem zugeordneten Anschlußelement anliegt, während das andere Schaltelement von seinem zugeordneten Anschlußelement noch nicht abgehoben hat oder das eine Schaltelement erst dann sein zugeordnetes Anschlußelement berühren kann, wenn das andere Schaltelement schonvon seinem zugeordneten Anschlußelement abgehoben hat, dagegen bei der Betätigung von zwei Schaltelementen, deren Querstücke voneinander getrennt sind und bei synchroner Wirkung der Nocken zwei voneinander unabhängige Stromkreise schaltende Arbeitskontakte erhalten werden können;
daß einer der Nocken derart ausgebildet ist, daß lediglich ein vom Nocken abstehender Höcker auf das Schaltelement einwirkt, wodurch erreicht wird, daß ein Schaltelement, das an sich eine ständige Verbindung mit seinem zugeordneten Anschlußelement herstellen soll (z.B. bei der Ausbildung der Taste als Arbeitskontakt),bei jeder Bewegung des Betätigungskörpers zwischen den gehäuseseitigen Anschlägen durch den Höcker nur kurz zum Zweck einer ausreichenden Kontaktreinigung von seinem zugeordneten Anschlußelement abgehoben wird;
und daß schließlich die Schaltelemente lediglich auf einer Seite des Betätigungskörpers im Tastengehäuse angeordnet sind und daß auf der anderen Seite des Betätigungskörpers im Gehäuse Ausnehmungen zur Aufnahme von elektrischen Lichtquellen und/oder sonstigen elektrischen Bauelementen vorgesehen sind, wobei die in diese Ausnehmungen eingesetzten Bauelemente durch Verrastung der Gehäusebodenplatte mit einem Gehäuseoberteil im Tastengehäuse verriegelbar, oder unmittelbar im Gehäuseoberteil einrastbar sind.
[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von fünf Figuren noch näher erläutert. Dabei zeigen, mehr oder weniger stark vergrößert und teilweise geschnitten dargestellt,
Fig. 1 eine Seitenansicht der Taste,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schaltelementes mit seinem Gegenschenkel,
Fig. 3 eine Vorderansicht zweier Schaltelemente, die über ihre Gegenschenkel und die Querstücke miteinander- verbunden sind, mit an den Querstücken abtrennbar befestigten Anschußelmenten (strichliert angedeutet),
Fig. 4 einen Betätigungskörper mit vier voneinander verschiedenen in unterschiedlicher Weise ausgebildeten und/oder angeordneten Betätigungsnocken und
Fig. 5 eine Ansicht der Taste von oben.
[0008] Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß in einem aus einer Gehäusebodenplatte 1 und einem Gehäuseoberteil 2 bestehenden Tastengehäuse ein Betätigungskörper 3 angeordnet ist. Der Betätigvngskörper 3 ist mit einem zentralen Führungs-Stift 4 in einer zylindrischen Ausnehmung 5 der Bodenplatte 1 so gelagert, daß er zwischen einer tastenbasisfernen Position (wie in Fig. 1 dargestellt) und einer tastenbasisnahen Position geradlinig hin- und herbewegt werden kann. Eine einerseits an der Bodenplatte 1, andererseits am Betätigungskörper 3 abgestützte., vorgespannte Schraubendruckfeder 6 hält den Betätigungskörper 3, wenn keine äußere Kraft auf diesen einwirkt, in seiner tastenbasisfernen Position fest. Der Betätigungskörper 3 stützt sich dabei mit Anschlägen 7 (Fig. 5) an dem Gehäuseoberteil 2 ab.
[0009] Parallel zum Weg des Betätigungskörpers 3 sind im Tastengehäuse 1,2 zwei blattfederartige Schaltelemente 8 angeordnet. Die Schaltelemente 8 werden jeweils durch den einen Schenkel eines U-förmig gebogenen Federbleches 9 (Fig. 2) gebildet, wobei sich das freie Ende 19 des Schaltelementes 8 auf der tastenbasisfernen Seite des Schaltelementes 8 befindet. Jeder Gegenschenkel 9 eines Schaltelementes 8 weist ein Querstück 10 auf (Fig. 3), das bei der Verbindung von Bodenplatte 1 und Gehäuseoberteil 2 in einer Ausnehmung 11 (Fig. 1) des Tastengehäuses eingeklemmt wird und dadurch das zugeordnete Schaltelement 8 lagerichtig im Gehäuse fixiert. Am oberen Rand 12 der Querstücke 10 vorgesehene dreieckförnige Vorsprünge 13 graben sich dabei in die Kunststoffmasse des Oberteiles.2 ein und sorgen für eine rüttelsichere Befestigung der Schaltelemente 8.
[0010] Die beiden Schaltelemente 8 einer Taste hängen über einen heraustrennbaren Abschnitt 14 ihrer zugeordneten Querstücke 10 zusammen (Fig. 3). Außerdem ist an jedem Querstück 10 eines Schaltelementes 8 ein von dem Querstück abtrennbares Anschlußelement 15 vorgesehen (Fig. 3). Die Bodenplatte 1 weist kaminartige Kanäle 29 (Fig. 1) auf, die sich von der Ausnehmung 11 ausgehend, zu der vom Oberteil 2 abgewandten Seite der Bodenplatte 1 erstrecken und parallel zur Ausnehmung 5 gerichtet sind. Sie dienen zur Aufnahme eines mittleren Abschnittes 17 der Anschlußelemente 15. Diese Kanäle erzeugen einen labyrinthartigen Umweg für die beim Einlöten der aus dem Gehäuse 1,2 vorstehenden Anschlußelemente 15 auftretenden Lötmitteldämufe und erschweren dadurch deren Eindringen in das Gehäuse über die Durchtrittsstellen der Anschlußelemente 15 in der Bodenplatte 1.
[0011] Parallel zum Weg des Betätigungskörpers 3 gerichtet, sind in der Bodenplatte 1 als ortsfeste Kontakte der Taste stiftförmige Anschlußelemente 18 fixiert und so angeordnet, daß das freie Ende 19 der Schaltelemente 8, das zur Bildung einer eindeutigen Kontaktstelle mit einer bogenförmigen Kröpfung 28 versehen ist, immer dann, wenn der Betätigungskörper 3 nicht auf das jeweilige Schaltelement 8 einwirkt, einem ins Gehäuseinnere ragenden Abschnitt eines der Anschlußelemente 18 federnd anliegt.
[0012] Die Breite jedes Schaltelementes 8 ist so bemessen, daß neben einem von dem Anschlußelement 18 abgeschatteten Bereich des Schaltelementes 8 ein sich parallel dazu erstreckender Bereich des Schaltelementes ergibt, in dem an dem Betätigungskörper 3 vorgesehene Nocken 20 auf das Schaltelement einwirken können. Entsprechend der jeweiligen Ausbildung eines Nockens 20, vgl. hierzu insbesondere Fig. 4, kann erreicht werden, daß z.B. bei der Bewegung des Betätigungskörpers 3 nur ein dem Nocken aufgesetzter Höcker 21 ein kurzzeitiges Abheben der Kröpfung 28 des Schaltelementes 8 vom Anschlußelement 18 bewirkt. Eine solche Funktion ist z.B. erwünscht, wenn lediglich eine geringe Reibbewegung zwischen dem Schaltelement 8 und der Kröpfung 28 zur Kontaktreinigung bewirkt werden soll, um eine sichere Kontaktgabe zwischen diesen beiden Teilen sicherzustellen. Dies.ist z.B. erforderlich, wenn eines der beiden Schaltelemente 8 lediglich zur dauernden Kontaktgabe mit einem Anschlußelement 18 vorgesehen ist und die eigentliche Tastenkontaktbrücke durch das andere Schaltelement 8 realisiert ist. Der von der Taste zu beeinflussende Stromkreis verläuft dabei von dem einen Anschlußelement 18 über ein Schaltelement 8, dessen Gegenschenkel 16, die beiden miteinander verbundenen Querstücke 10 zum Gegenschenkel 16 des anderen Schaltelementes 8 und von diesem zu dem anderen Anschlußelement 18. Wird dabei eines der beiden Schaltelemente 8 entweder in der tastenbasisfernen oder tastenbasisnahen Position des Betätigungskörpers 3 durch den Nocken 20 von dem zugeordneten Anschlußelement 18 abgehoben, so wirkt dadurch die Taste entweder als Arbeitskontakt oder als Ruhekontakt. Die Anschlußelemente 15 der Querstücke 10 sind dabei nicht erforderlich.
[0013] Trennt man dagegen die den beiden Schaltelementen 8 zugeordneten Querstücke 10 voneinander,. so kann eine elektrische Verbindung eines Schaltelementes 8 nach außen nur über die abtrennbaren Anschluß elemente 15 erfolgen. Verwendet man dabei für beide Schaltelemente 8 z.-B. die Nocken 20a, 20b oder 20c (Fig. 4) so realisiert die Taste zwei Arbeitskontakte oder zwei Ruhekontakte.
[0014] Verwendet man z.B. für das eine Schaltelement 8 einen Nocken 20a und für das andere Schaltelement entweder einen Nocken 20b oder 20c (Fig. 4), so bedeutet dies, daß der Nocken 20a sein zugeordnetes Schaltelement 8 in der tastenbasisfernen Position des Betätigungskörpers 3 von seinem zugeordneten Anschlußelement 18 abhebt, während die Nocken 20b oder 20c dies erst dann bewirken, wenn sich der Betätigungskörper 3 in seiner tastenbasisnahen Position befindet. Dabei kann durch entsprechende Wahl der Wirkungsabschnitte der Nocken (20b oder 20c) erreicht werden, daß das von ihnen beeinfluBte Schaltelement 8 erst dann von seinem zugeordneten Anschlußelement 18 abhebt, wenn das von dem Nocken 20a beeinflußte Schaltelement sein zugeordnetes Schaltelement 18 schon berührt hat (nichtunterbrechende Schaltweise), dies bedeutet z.B. die Verwendung des Nockens 20c oder daß das dem Nocken 20b zugeordnete Schaltelement 8 von seinem Anschlußelement 18 schon abgehoben wird, bevor das dem Nocken 20a zugeordnete Schaltelement sein Anschlußelement 18 berühren kann (unterbrechende Schaltweise). Die Taste arbeitet dabei z.B.. als Umschalter, wenn die Querstücke 10 miteinander verbunden sind und mindestens eines der zwei abtrennbaren Anschlußelemente 15 verwendet wird, oder mit zwei Arbeitskontakten, wenn die Querstücke 10 getrennt sind und beide abtrennbare Anschlußelemente 15 verwendet werden.
[0015] Der Höcker 21 kann auch bei einem Nocken 20a, 20b oder 20c verwendet werden, um (vgl. Fig. 1) beim Bewegen des Betätigungskörpers von seiner tastenbasisfernen Stellung in seine tastenbasisnahe Stellung eine Art Rast zu erzeugen. Dieser Rasteffekt wird durch die von dem Höcker 21 bewirkte zusätzliche Auslenkung des Schaltelementes 8 verursacht.
[0016] Durch die spezielle konstruktive Auslegung der bei der Taste verwendeten Schaltelemente 8 ist es möglich, den Tastenraum auf einer Seite des Detätigungskörpers 3 zur Unterbringung von Leuchtdioden 22 sowie einer Diode 23, zu nutzen. Die genannten Bauelemente werden dabei in entsprechend geformte Ausnehmungen der Bodenplatte 1 eingesetzt und in diesen durch entsprechend geformte- - z.B. Nasen 24 des Oberteiles 2 beim Zusammenfügen von Bodenplatte 1 und Oberteil 2 verriegelt.
[0017] Die Verbindung von Bodenplatte 1 und Oberteil 2 erfolgt mit Hilfe von Vorsprüngen 26 (Fig. 1) die in fensterartige Aussparungen 25 am Oberteil 2 einrasten, wobei diese Aussparungen 25 in Wänden 27 des Oberteiles vorgesehen sind, die elastisch durch die Vorsprünge 26 ausbiegbar sind.
[0018] Zur genauen Fixierung solcher Tasten auf eine r Leiterplatte sind zwei mit der Bodenplatte 1 einstückig verbundene und in die Leiterplatte hineinragende Zentrierstifte 30 vorgesehen. Einer der Stifte ist zum Toleranzausgleich oval ausgebildet, der andere ist an seinem Umfang mit drei oder mehreren dreieckförmigen Ansätzen 31 versehen; diese Ansätze sind so bemessen, daß sie sich beim Aufsetzen der Tasten auf die Leiterplatte in den Rand der für die Zentrierstifte 30 vorgesehenen Bohrungen der Leiterplatte eingraben, wodurch ein Verklemmen der Taste an der Leiterplatte bewirkt wird. Die Taste wird dadurch bei weiteren Bearbeitungsgängen an der Leiterplatte in ihrer ursprünglichen Lage festgehalten (ein Aufschwimmen beim Schwall-Läten durch den dabei entstehenden Druck der Flußmitteldämpfe und des Schwalles wird dabei ohne aufwendige zusätzliche Maßnahmen - wie z.B. Haltevorrichtungen - verhindert).
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse-Bodenplatte
2 Gehäuse-Oberteil
3 Betätigungskörper
4 Führungsstift des Betätigungskörpers
5 Bodenplattenausnehmung zur Aufnahme des Führungsstiftes
6 Schraubendruckfeder
7 Anschläge am Betätigungskörper
8 Schaltelement
9 U-förmiges Blechteil
10 Querstück
11 Gehäuseausnehmung zur Aufnahme des Querstückes
12 oberer Querstückrand
13 dreieckförmiger Vorsprung
14 heraustrennbarer Abschnitt der Querstücke
15 Anschlußelement am Querstück
16 Gegenschenkel zum Schaltelement
17 mittlerer Abschnitt des Anschlußelementes 15
18 stiftförmige Anschlußelemente
19 freies Ende des Schaltelementes 8
20 Nocken am Betätigungskörper
21 Höcker am Nocken 20
22 Leuchtdioden -
23 Sperrdiode
24 Verriegelungsnase am Oberteil 2
25 fensterartige Aussparung am Oberteil
26 Verriegelungsvorsprung der Bodenplatte
27 elastisch ausbiegbare Wand
28 bogenförmige Kröpfung am Schaltelement 8
29 kaminartige Kanäle in der Bodenplatte 1
30 Zentrierstifte zur Lagefixierung der Taste auf einer Leiterplatte
31 Dreieckförmige Ansätze an einem der Zentrierstifte 30