Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter, aufweisend eine Taste mit einer im Wesentlichen rechteckigen Betätigungsfläche, die durch eine Druckbetätigung gegen ein Gehäuse verschiebbar ist, und dadurch das Auslösen eines elektrischen Schaltelements bewirkt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Bedienelement mit einem derartigen elektrischen Tastschalter.
Problematisch besonders bei aus Führungsrippen und Führungsnuten bestehenden Tastenführungen ist die Neigung zum Klemmen der Taste bei geringen Führungslängen. Bei einer langen und schmalen Taste, die in einer Gehäuseöffnung gelagert ist, kann ein Verkippen der Taste zu einem Verklemmen der Taste im Gehäuse führen. Dieses gilt besonders dann, wenn die Längen von an den Schmalseiten der Taste angeformten Linearführungen kurz im Vergleich zur Länge der Taste sind.
Unabhängig von einem möglichen Verklemmen bewirkt eine Tastenverkippung auch ein verändertes Betätigungsgefühl durch veränderte Betätigungswege und Betätigungskräfte. Erfahrungsgemäß ergeben sich bereits unkomfortabel hohe Reibungs- und Betätigungskräfte, wenn die Länge einer aus Führungsrippen und Führungsnuten gebildeten Linearführung kürzer als die halbe Länge der Taste ist. Um eine komfortabel betätigbare Taste mit einer relativ großen Längserstreckung aufzubauen ist somit eine relativ große Führungslänge erforderlich, aus der eine relativ große Bauhöhe des Tastschalters resultiert. Eine große Bauhöhe ist aber in vielen Fällen unerwünscht.
Leerzeichentasten von Computertastaturen bilden Tasten mit einer im Vergleich zum Betätigungsweg großen Längserstreckung aus. Bei solchen Tasten werden oftmals außermittig gelagerte Drahtbügel eingesetzt, die die jeweilige Taste stabilisieren. Nachteilig bei dieser Lösung ist einerseits die relativ geringe Biege- und Torsionssteifigkeit solcher Drähte und andererseits die langen Wege in der Kraftwirkungskette. Beide Eigenschaften führen bei höheren Betätigungskräften zu einem Verkippen der Taste. Das Dokument
Es stellte sich die Aufgabe, einen Tastschalter mit einer im Vergleich zur Bauhöhe langen Taste zu schaffen, die weder zu einem Verkippen noch zu einem Verklemmen neigt. Erwünscht ist zudem eine einheitliche Schalthaptik der Taste, die von der gewählten Betätigungsstelle unabhängig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass unterhalb der Taste eine im Wesentlichen kastenförmig ausgebildete Wippe angeordnet ist, die mittels mindestens eines Schwenklagers an einer inneren Längswand des Gehäuses gelagert ist, und dass die Wippe durch die Betätigung der Taste verschwenkbar ist und die Taste über annähernd deren gesamte Längserstreckung abstützt. Erfindungsgemäß ist die Wippe als ein kastenförmiger Körper ausgebildet, dessen Länge und Breite annähernd genauso groß wie die entsprechenden Abmessungen der Taste sind und daher die Taste über annähernd deren gesamte Länge abstützen kann. Die Einschränkung "annähernd" ergibt sich dabei allein aus der Anforderung, dass die Wippe unterhalb der Taste anzuordnen ist, wobei die Wippe von den Seitenwänden der Taste, an welchen Führungsrippen oder Führungsnuten angeformt sein können, übergriffen wird. Die Wippe ist somit in ihrer Längserstreckung etwa um das Maß der Dicke der beiden Seitenwände kürzer auszubilden als die Taste. Wesentlich ist, dass es durch die Abstützung für die Taste keine mögliche Drehachse in der zu ihrer Längstreckung senkrechten Querrichtung mehr gibt, um die die Taste verkippen könnte.
Zur Abstützung berührt die Taste die Wippe entweder entlang einer schmalen Kontaktkante parallel zur Längserstreckungsrichtung der Taste oder an mindestens zwei Kontaktstellen, die entlang einer Linie parallel zur Längserstreckungsrichtung der Taste angeordnet sind. Der Abstand zwischen den zueinander entferntest gelegenen Kontaktstellen beziehungsweise die Länge der Kontaktkante entspricht dabei möglichst genau der Länge der Wippe. Bevorzugt liegen die Kontaktstellen zwischen Wippe und Taste daher an den äußersten Enden einer Längskante der Wippe, wodurch die Taste über nahezu ihre gesamte Länge durch die Wippe abgestützt und ein Verkippen der Taste sicher unterbunden wird.
Die Lagerung der Wippe am Gehäuse kann auf vorteilhafte Weise durch ein oder mehrere Filmscharniere ausgeführt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Tastschalters besteht in einer Ausgestaltung als Bedienelement mit mehreren kapazitiven Sensoren. Die Sensorfelder der kapazitiven Sensoren sind längs der Oberfläche einer Tastenkappe angeordnet, die mit einem kastenartigen Tastenkörper verbunden ist und mit diesem zusammen eine in einem Gehäuse geführte Taste ausbildet. Die leichte Berührung eines kapazitiven Sensorfelds dient zur Vorauswahl einer Schaltfunktion, die durch einen Druck auf die Taste bestätigt und damit ausgelöst wird. Üblicherweise erfolgt ein Bestätigungsdruck zumeist auf der Teilfläche der Tastenkappe, welche zuvor zur Auswahl der Funktion berührt wurde. Da situationsbedingt unterschiedliche Betätigungsstellen gewählt werden können, ist es vorteilhaft, dass sich unabhängig von der Betätigungsstelle immer eine gleichartige Bewegung der Taste und damit ein gleichartiges Schaltgefühl ergibt.
Nachfolgend soll ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tastschalters und eines Bedienelements mit einem Tastschalter anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen
Die
Der Tastenkörper 9 weist an seinen beiden Schmalseiten Seitenwände 25 mit angeformten Führungsrippen 6 auf, was besonders deutlich in der
Unterhalb der Taste 1 ist eine kastenförmige Wippe 2 angeordnet, die etwas kürzer und schmaler ausgeführt ist als der Tastenkörper 9, so dass die Seitenwände 25 des Tastenkörpers 9 die Wippe 2 übergreifen. Im montierten Zustand sind zwei an der Wippe 2 angeformte Filmscharniere 19 in Führungsschienen 20 eingeschoben, die an einer inneren Längswand des Gehäuses 3 angebracht sind. Die derart befestigten Filmscharniere 19 bilden zwei Schwenklager 8 aus, um die die Wippe 2 verschwenkbar ist.
Die Unterseite des Tastenkörpers 9 liegt an zwei oder mehr Kontaktstellen 22 an der Wippe 2 an. Sind mehr als zwei Kontaktstellen 22 vorgesehen, so liegen diese auf einer einzigen Verbindungslinie, damit die Verbindungslinien der Kontaktstellen 22 keine Fläche zwischen der Taste 1 und der Wippe 2 aufspannen können. Läge nämlich die Taste 1 flächig an der Wippe 2 an, so könnte die Taste 1 keine Verschwenkung der Wippe 2 bewirken, da in diesem Fall die Taste 1 selbst eine Kippbewegung ausführen müsste, was erstens nicht erwünscht und zweitens durch die Linearführungen A, B auch ausgeschlossen ist.
Die Kontaktstellen 22 sind hier durch zwei an der Oberseite der Wippe 2 angeformte Vorsprünge dargestellt. Diese können - anders als hier dargestellt - entlang der Längserstreckungsrichtung der Taste auch soweit verbreitert sein, dass sie insgesamt eine einzige schmale und erhabene Kontaktkante ausbilden, die sich über die Gesamtlänge der Wippe 2 und damit auch über annähernd die gesamte Länge der Taste 1 erstreckt.
Alternativ können die Kontaktstellen 22 oder die hier nicht dargestellte Kontaktkante auch an der Unterseite des Tastenkörpers 9 angebracht sein. Die Kontaktstellen 22 sind also entweder fest an der Wippe 2 oder aber an der Taste 1 angeformt und liegen lose an dem jeweiligen Gegenpart 1, 2 an, was bei einer Verschiebebewegung der Taste 1 entlang der Linearführungen A, B ein Verschwenken der Wippe 2 ermöglicht.
In der
An der vorderen Längswand der Wippe 2 ist eine Anformung 17 erkennbar, die sich auf einem Schaltelement 5 abstützt und bei einem Verschwenken der Wippe 2 das Schaltelement 5 auslöst. Das Schaltelement 5 ist beispielsweise ein Schaltdom einer Silikonschaltmatte, eine Schnappscheibe oder ein Kurzhubtaster und erlaubt eine Druckbetätigung über einen relativ kurzen Betätigungsweg. Das Schaltelement 5 ist dabei entweder elastisch ausgebildet oder weist eine Feder auf und erzeugt so bei einer Druckeinwirkung eine auf die Wippe 2 wirkende Rückstellkraft.
Das Schaltelement 5 ist auf einem Schaltungsträger 4 befestigt, über den die hier nicht näher beschriebene elektrische Anbindung des Schaltelements 5 erfolgt. Das Auslösen des Schaltelements 5 durch eine Druckeinwirkung schließt oder öffnet einen elektrischen Kontakt.
In der
Bezüglich der in den Figuren eingezeichneten Koordinatenachsen x, y, z positionieren die Linearführungen A und B die Lage der Taste 1 bezüglich der y-Achse und verhindern zugleich Verdrehungen der Taste 1 um die x-Achse sowie um die Hochachse z. Eine an einer Längsseite des Gehäuses 3 angeformte Positionierungsnut 23 und eine am Tastenkörper 9 angeformte Positionierungsrippe 24, welche in die Positionierungsnut 23 eingreift, verhindern zudem Verschiebungen des Tastenkörpers 9 entlang der x-Achse.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, am Gehäuse 3 schwenkbar gelagerte massive Wippe 2 wird die Taste 1 in jeder Betätigungsphase über annähernd ihre gesamte Länge abgestützt. Die Wippe 2 verkippt um ihre Schwenklager 8 ein Stück weit um die x-Achse und bewegt sich zugleich in der z-Richtung nach unten, verdreht sich dabei jedoch nicht um die y-Achse, so dass die auf der Wippe 2 sich abstützende Taste 1 ebenfalls nicht um die y-Achse verschwenken kann. Die Taste 1 bewegt sich bei einer Betätigung somit sehr präzise parallel zu den Wänden des Gehäuses 3 nach unten und zwar unabhängig davon, an welcher Stelle der Betätigungsdruck auf die Betätigungsfläche 21 der Taste 1 einwirkt.
Die
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die auf der Tastenkappe 10 angeordneten Sensorfelder 13 beleuchtbar ausgeführt, um die vorausgewählte oder durch die Tastenbetätigung ausgelöste Funktion anzuzeigen. Hierzu sind auf dem Schaltungsträger 4 vier Leuchtelemente 14 entsprechend der Anzahl der auf der Taste 1 vorgesehenen Sensorfelder 13 angeordnet. Damit das Licht der Leuchtelemente 14 bis zur Tastenkappe 10 gelangen kann, ist in die Oberseite des Tastenkörpers 9 in Längsrichtung eine Ausnehmung 18 eingebracht. Die Wippe 2 weist vorteilhafterweise mehrere Zwischenwände 15 auf. Durch die Zwischenwände 15 werden innerhalb der Wippe 2 mehrere oben und unten offene Kammern 16 gebildet, welche die Funktion einer Blende übernehmen, um das Licht der Leuchtelemente 14 jeweils auf den Bereich einzelner zugehöriger Sensorfelder 13 zu begrenzen. Die Zwischenwände 15 bewirken darüber hinaus ein Versteifung und damit stabilere Ausgestaltung der Wippe 2.
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