-
Die
Erfindung betrifft einen Taster mit einem flachen Unterteil, einer
relativ zu dem Unterteil bewegbaren flachen Wippe und einer die
Wippe in eine Grundstellung drückende
Rückstellvorrichtung,
wobei das Unterteil mehrere von der Wippe zu betätigende Mikrotaster zum Herstellen
eines elektrischen Kontakts aufweist.
-
Taster
dienen dem Herstellen elektrischer Kontakte, z. B. zur elektrischen
Steuerung bestimmter Funktionen verschiedener technischer Geräte. Bekannt
ist die Verwendung von Mikrotastern zur Miniaturisierung der Taster.
Mikrotaster sind klein und besitzen ein kleines Betätigungselement mit
kurzem Schalthub. Um die menschliche Betätigung von Mikroschaltern zu
erleichtern, ist die Verwendung von Wippen bekannt, wobei die Mikrotaster
von einer Wippe betätigt
werden, auf die ein Druck auszuüben ist.
Die Wippe ist flach und relativ zu einem flachen Unterteil des Tasters
bewegbar. Die Mikrotaster sind auf einer Platine befestigt und schalten
schwache Steuerströme.
Nach der Betätigung
wird die Wippe von einer Rückstellvorrichtung
in eine Grundstellung gedrückt.
-
Der
Schalthub eines Mikrotasters ist gering. Dadurch vermittelt ein
Mikrotaster bei Betätigung
ein anderes Schaltgefühl
als ein konventioneller Taster, wie z. B. ein Lichtschalter, der
einen längeren
Schalthub hat.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Taster mit über eine
Wippe zu betätigenden
Mikrotastern zu schaffen, der dem Benutzer das Schaltgefühl eines
konventionellen Tasters vermittelt.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit dem durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1 definierten Taster.
-
Der
Taster hat ein flaches Unterteil mit einer relativ zu dem Unterteil
bewegbaren flachen Wippe und einer die Wippe in eine Grundstellung
drückende Rückstellvorrichtung,
wobei das Unterteil mehrere von der Wippe zu betätigende Mikrotaster aufweist.
-
Die
Rückstellvorrichtung
besitzt eine elastisch verbiegbare Folie, die mindestens einen der
Mikrotaster bedeckt. Das Unterteil des Tasters weist Stützelemente
auf, auf denen die Folie aufliegt und die Wippe weist erste Vorsprünge zum
Verbiegen der Folie auf, so dass die Folie eine auf die Wippe ausgeübte Kraft
von den Vorsprüngen
auf das Betätigungselement des
betreffenden Mikrotasters überträgt. Der beim
Verbiegen der Folie von der Wippe zurückgelegte Weg bis zur Betätigung des
Mikrotasters ist größer als
der Schalthub des Betätigungselements
des Mikrotasters. Dadurch wird dem Benutzer beim Betätigen des
Tasters ein anderes Schaltgefühl
vermittelt als bei direkter Betätigung
des Mikrotasters. Der resultierende längere Schalthub sowie die entgegen der
Betätigungsrichtung
wirkende Federkraft der elastischen Folie vermitteln ein Schaltgefühl, das dem
eines konventionellen Tasters, wie z. B. einem Lichttaster, entspricht.
Zudem ist durch die Folie eine technisch einfache und baulich unaufwendige
Ausführungsform
einer Rückstellvorrichtung
gegeben.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Taster
ist die Mikrotastertechnik bei der herkömmlichen elektrischen Installationstechnik
einsetzbar, wie z. B. bei Wandschaltern.
-
Mindestens
einer der Mikrotaster ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform
nicht von der Folie bedeckt und die Wippe weist mindestens einen
zweiten Vorsprung zum direkten Betätigen dieses Mikrotasters auf.
Dadurch bietet der Taster die Möglichkeit, zusätzlich zu
den indirekt über
die Folie zu betätigenden
Mikrotaster, einen direkt zu betätigenden
Mikrotaster zu verwenden.
-
Die
Wippe kann mindestens einen dritten Vorsprung aufweisen, der, wenn
der zweite Vorsprung den Mikrotaster betätigt, die Folie verformt, so dass
die Folie durch ihre Elastizität
eine Rückstellkraft
auf die Wippe ausübt.
Hierdurch wird die Folie zugleich als Rückstellvorrichtung für den direkt
zu betätigenden
Mikrotaster verwendet. Eine zusätzliche Rückstellvorrichtung
wird nicht benötigt.
-
Die
Wippe hat vorzugsweise mindestens zwei Betätigungsarten, bei denen sie
um eine Achse gekippt wird und dabei jeweils unterschiedliche Mikrotaster
betätigt.
Der Taster hat dadurch mehr als zwei Schaltfunktionen, wie z. B. „An-Aus". Bei der ersten
Betätigungsart
wird die Wippe um eine Mittelachse des Unterteils gekippt und kann
so wie ein herkömmlicher
Kippschalter verwendet werden. Bei der zweiten Betätigungsart
wird die Wippe um eine erste Schwenkachse und/oder eine zweite Schwenkachse geschwenkt,
wobei die erste und die zweite Schwenkachse entlang gegenüberliegender
Ränder des
Unterteils verlaufen und beide Schwenkachsen senkrecht zu der Mittelachse
der ersten Betätigungsart
sind. Bei der ersten Betätigungsart
werden die über
die Folie betätigten
Mikrotaster verwendet. Bei der zweiten Betätigungsart werden die direkt
betätigten
Mikrotaster verwendet. Der Taster vermittelt in der ersten Betätigungsart
zur Bedienung konventioneller Schaltfunktionen, wie z. B. „Licht
ein- und ausschalten",
ein konventionelles, der Gewohnheit entsprechendes Schaltgefühl und stellt
in der zweiten Betätigungsart
zusätzliche
Schaltfunktionen durch direkt zu betätigende Mikrotaster zur Verfügung.
-
Die
Wippe kann zusätzlich
eine kippfreie Betätigungsart
haben, bei der sie ohne wesentliche Kippbewegungen gedrückt wird
und dabei mindestens zwei Mikrotaster betätigt. Die beiden in der kippfreien
Betätigungsart
verwendeten Mikrotaster können
direkt zu betätigende
Mikrotaster sein. Durch Drücken
des Tasters bei der kippfreien Betätigungsart wird eine fünfte Schaltfunktion
zur Verfügung
gestellt.
-
Bei
dem Taster sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, die eine gleichzeitige
Betätigung
der Wippe in der ersten und in der zweiten Betätigungsart verhindern bzw.
die bei der kippfreien Betätigungsart
ein Betätigen
der Wippe in der ersten Betätigungsart
verhindern. Diese Mittel können
z. B. aus vierten Vorsprüngen
bestehen, die von einem Umfangsrand des Unterteils abstehen und
gegen die eine Umfangswand der Wippe bei Betätigung derselben stößt, so dass
ein Kippen der Wippe entsprechend einer anderen Betätigungsart
nicht möglich
ist. Dadurch ist eine Kombination bestimmter Betätigungsarten mechanisch verhindert.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weist die
Wippe auf der Kippachse der ersten Betätigungsart Rastelemente auf,
die mit Gegenelementen des Unterteils in Eingriff sind, so dass
die Rastelemente die Drehpunkte der Kippbewegungen der Wippe um
die Kippachse definieren. Die Rastelemente können Rasthaken sein und die
Gegenelemente können
Einkerbungen sein, in die die Rasthaken einrasten. Umgekehrt können auch
die Rasthaken an dem Unterteil und die Einkerbungen an der Wippe
vorgesehen sein. Mindestens eine der Einkerbungen kann von solcher
Größe sein, dass
der Rasthaken in der Einkerbung senkrecht zu dem Unterteil verschiebbar
ist, so dass der jeweils gegenüberliegende
Rasthaken den Drehpunkt der Schwenkbewegung der zweiten Betätigungsart
der Wippe definiert. Durch die Rastelemente und Gegenelemente erfolgt
sowohl die Befestigung der Wippe an dem Unterteil, als auch die
technische Realisierung der verschiedenen Betätigungsarten.
-
Das
Unterteil kann vier in einem Rechteck angeordnete Mikrotaster aufweisen,
von denen genau zwei diagonal gegenüberliegende von der Folie bedeckt
sind. Durch eine Kippbewegung der Wippe bei der ersten Betätigungsart
jeweils in den beiden Scheitelpunkten der Kippbewegung können die
diagonal gegenüberliegende
Mikrotaster betätigt
werden. Die Mikrotaster sind von der Folie bedeckt und bewirken
bei Betätigung
der Wippe in der ersten Betätigungsart
ein konventionelles Schaltgefühl.
Die erste Betätigungsart
ist die Hauptbetätigungsart,
z. B. um Licht ein- und auszuschalten oder Jalousien herauf- und
herunterzufahren.
-
Die
Folie kann einen ausgeschnittenen Bereich besitzen, dem zwei nicht
von der Folie bedeckte Taster zugeordnet sind. Bei der zweiten Betätigungsart
wird einer der nicht von der Folie bedeckten Mikrotaster direkt
betätigt.
Die zweite Betätigungsart
ist eine Nebenbetätigungsart.
Die Betätigungsrichtung ist
senkrecht zu der der ersten Betätigungsart.
In der zweiten Betätigungsart
können
spezielle Sonderfunktionen bedient werden, z. B. das Anwählen bestimmter
Lichtquellen oder die Verstellung des Winkels der Lamellen von Jalousien.
Die Betätigung
der Wippe in der kippfreien Betätigungsart
könnte
einen definierten Ausgangszustand anwählen.
-
Die
ersten Vorsprünge
zum Verbiegen der Folie sind auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten
des betreffenden Mikrotasters angeordnet. Durch eine Hebelwirkung
ist der von den Vorsprüngen
zurückgelegte
Weg beim Verbiegen der Folie länger
als der von dem Betätigungselement
des Mikrotasters zurückgelegte
Weg durch den entsprechenden Druck der Folie auf das Betätigungselement.
Die Stützelemente
des Unterteils, auf denen die Folie aufliegt, können ebenfalls auf mindestens zwei
gegenüberliegenden
Seiten des betreffenden Mikrotasters angeordnet sein.
-
Vorteilhafterweise
weist der Taster einen Vorsatz für
eine Wanddose auf. Z. B. kann das Unterteil als ein solcher Vorsatz
ausgebildet sein oder mit einem solchen verbunden sein. Auf diese
Weise könnte
der Taster als herkömmlicher
Lichtschalter eingesetzt werden. Die Mikrotaster können schwache
Steuerströme
schalten. Gleichwohl ist durch eine Verwendung von Relais oder Verstärkern eine
direkte Schaltung von Netzströmen
denkbar.
-
Im
folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
Explosionszeichnung des Tasters,
-
2 eine
Draufsicht des Tasters,
-
3 einen
Schnitt entlang III-III in 2,
-
4 einen
Schnitt entlang IV-IV in 2,
-
5 eine
Seitenansicht des Tasters in betätigtem
Zustand der ersten Betätigungsart
in Richtung V in 2,
-
6 einen
Schnitt entlang III-III in 2 bei betätigtem Zustand
der ersten Betätigungsart,
-
7 eine
Seitenansicht des Tasters bei betätigtem Zustand der zweiten
Betätigungsart
in Richtung VII in 2,
-
8 einen
Schnitt entlang IV-IV in 2 des Tasters bei betätigtem Zustand
der zweiten Betätigungsart
und
-
9 einen
Schnitt des Tasters entlang IV-IV in 2 des Tasters
bei betätigtem
Zustand der kippfreien Betätigungsart.
-
1 zeigt
eine Explosionsansicht des Tasters 10 mit einem Unterteil 12,
einer Wippe 14 und einer aus einer Folie 20 bestehenden
Rückstellvorrichtung 16.
Das Unterteil 12 ist als quadratische Platte mit aufstehenden
Rändern 44 ausgebildet
und entspricht in seinen Abmessungen den Abmessungen eines elektrischen
Installationsschalters. Das Unterteil 12 enthält eine
Platine 33, auf der vier Mikrotaster 18 in einem
Quadrat angeordnet sind. Jeder der Mikrotaster 18 besitzt
an seiner Oberseite ein Betätigungselement 26.
In den Zwischenräumen
zwischen benachbarten Mikrotastern 18 sind auf der Platine 33 vier
Stützelemente 22 in
einem Quadrat angeordnet. Die Stützelemente 22 sind
runde Säulen
mit einem Sockel 21 und einer Spitze 23 oberhalb
des Sockels 21. Der Durchmesser der Spitze 23 ist
geringer als der Durchmesser des Sockels 21.
-
Die
Folie 20 besitzt eine quadratische Grundform mit abgeschnittenen
Ecken, so dass sie diagonal in dem Unterteil 12 platzierbar
ist. Sie besteht aus einer formstabilen Hartfolie und hat ein elastisches Rückstellverhalten.
Die Folie 20 besitzt vier in einem der Anordnung der Stützsäulen 22 entsprechenden Quadrat
angeordnete runde Löcher 25,
deren Durchmesser größer als
der Durchmesser der Spitzen 23 und kleiner als der Durchmesser
der Sockel 21 ist. Die Folie 20 liegt auf den
Stützelementen 22 auf,
wobei die Spitzen 23 durch die Löcher 25 der Folie 20 hindurchragen
und die Folie 20 von der Oberseite der Sockel 21 getragen
wird. Die Folie 20 ist durch die Stützelemente 22 fest
positioniert. Die Folie 20 kann gegen das Unterteil 12 und
gegen die Mikrotaster 18 nicht verrutschen. Wie auch in
der Draufsicht in 2 zu sehen, bedeckt die Folie 20 zwei
Mikrotaster 18, die sich bezogen auf die quadratische Anordnung
der Mikrotaster 18 an diagonal gegenüberliegenden Ecken befinden.
Die Folie hat einen ausgeschnittenen Bereich 52, dem die
beiden anderen Mikrotaster 18a zugeordnet sind, so dass
diese nicht von der Folie 20 bedeckt werden.
-
Die
Wippe 14 besteht aus einer quadratischen Platte mit einer
aufstehenden Umfangswand 46. Die quadratische Platte ist
etwas größer als
die des Unterteils 12, und die Höhe des Umfangsrands 44 des
Unterteils 12 ist etwas geringer als die Höhe der Umfangswand 46 der
Wippe 14, so dass das Unterteil 12 in die Wippe 14 hineinpasst.
An der Unterseite der Wippe 14 sind auf gegenüberliegenden
Seiten der beiden von der Folie 20 bedeckten Mikrotaster 18 erste
Vorsprünge 24 angeordnet.
An der Unterseite der Wippe 14 sind wie in 1 und 2 dargestellt
zweite kreuzförmige
Vorsprünge 28 über den Betätigungselementen 26 der
nicht von der Folie 16 bedeckten Mikrotaster 18 angeordnet.
Dritte Vorsprünge 30 sind
derart zwischen Mikrotaster 18 und benachbartem Umfangsrand 44 des
Unterteils 12 an der Unterseite der Wippe 14 angeordnet,
dass sie zumindest teilweise von der Folie 20 bedeckt werden. Die
Mittel 40, die eine Kombination bestimmter Betätigungsarten
verhindern, sind als vierte Vorsprünge 42 wie in 1 gezeigt
am äußeren Umfangsrand 44 des
Unterteils 12 ausgebildet. Der Vorsprung 42 ist eine
mittig am Umfangsrand 44 angeordnete Rippe, die am Ort
der Einkerbung 50 unterbrochen ist.
-
In
der Mitte zweier gegenüberliegender
Umfangswände 46 der
Wippe 14 sind innen Rastelemente 48 in Form von
Rasthaken angeordnet, die in Gegenelemente 50 in Form von
Einkerbungen in der Außenseite
des Umfangsrands 44 des Unterteils 12 einrasten
und eine gelenkige Verbindung zwischen Wippe 14 und Unterteil 12 herstellen.
Die in den Einkerbungen 50 eingerasteten Rasthaken 48 definieren die
Drehpunkte der Kippachse 32, um die die Wippe 14 in
der ersten Betätigungsart
durch Drücken
auf die Wippe 14 innerhalb der Bereiche 54 oder 56 gekippt wird.
Die Funktion des Tasters 10 ist wie folgt: Der Taster 10 besitzt
drei Betätigungsarten.
Die 3 und 4 zeigen Schnitte entlang der
Linien III-III und IV-IV in, 2 in nicht
betätigtem
Zustand. Die Wippe 14 ist in einer Grundstellung. Die Folie 20 liegt auf
den Betätigungselementen 26 der
von ihr bedeckten Mikrotaster 18 auf. Die zweiten Vorsprünge 28 befinden
sich über
den Betätigungselementen 26 der
direkt zu betätigenden
Mikrotaster 18a. Die Betätigungselemente 26a befinden
sich in einer Grundstellung und sind nicht eingedrückt. Die
ersten Vorsprünge 24 und
die dritten Vorsprünge 30 zum
Verbiegen der Folie 20 berühren die Folie, aber verformen
sie nicht. Die Rasthaken 48 grenzen an den oberen Rand
der Einkerbungen 50 in dem Unterteil 12.
-
Die 5 und 6 zeigen
den Taster 10 in betätigtem
Zustand nach der ersten Betätigungsart. Die
Wippe 14 ist um die Kippachse 32 in Pfeilrichtung gekippt.
Die rechte Seite der Wippe 14 ist in Richtung auf das Unterteil 12 und über das
Unterteil 12 verschoben. Die linke Seite ist entsprechend
in Richtung von dem Unterteil 12 weg verschoben. Bei der
ersten Betätigungsart
werden durch Drücken
auf die Wippe 14 innerhalb der Bereiche 54 oder 56 die
entsprechenden Vorsprünge 24 gegen
die Folie 20 gedrückt. Die
Folie 20, die von den Stützelementen 22 in
einem Abstand von der Platine 33 des Unterteils 12 gehalten
wird, wird von den Vorsprüngen 24 in
Richtung auf die Platine 33 in diesen Abstand hinein und
gegen das Betätigungselement 26 des
betreffenden Mikrotasters 18 gedrückt. Die Folie 20 übt einen
zunehmenden Druck auf das Betätigungselement 26 aus und
drückt
bei Überschreiten
eines bestimmten Druckes das Betätigungselement 26 in
den Mikrotaster 18 hinein. Nach Entlastung der Wippe 14 kehrt
die Folie 20 aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften in den
Ausgangszustand zurück.
Dabei stützt
sie sich an der Oberseite der Sockel 21 der Stützelemente 22 ab
und drückt
gegen die ersten Vorsprünge 24 die Wippe
zurück
in ihre Grundstellung.
-
6 zeigt
die in betätigtem
Zustand durch die Vorsprünge 24 über den
Mikrotaster 18 verformte Folie 16, die das Betätigungselement 26 in
den Mikrotaster 18 hineindrückt. Durch die Hebelwirkung des
gekippten Schalters und der sich verformenden Folie ist der resultierende
Schalthub zur Betätigung des
Mikrotasters 18 verlängert.
-
Die 7 und 8 zeigen
den Taster 10 in betätigtem
Zustand der zweiten Betätigungsart.
Bei Betätigung
der Wippe 14 in der zweiten Betätigungsart durch Druck auf
die Wippe innerhalb der Bereiche 58 oder 60 stützt sich
der Rasthaken 48 der jeweils gegenüberliegenden Umfangswand 46 an
dem oberen Rand der betreffenden Einkerbungen 50 ab. Der andere
Rasthaken 48 rutscht in der betreffenden Einkerbung 50 in
Pfeilrichtung nach unten. Die Wippe schwenkt um eine erste Schwenkachse 34 in
Pfeilrichtung. Der betreffende zweite Vorsprung 28 überträgt den auf
die Wippe ausgeübten
Druck direkt auf das Betätigungselement 26 des
betreffenden Mikrotasters 18a und drückt dieses in den Mikrotaster
hinein. Der entsprechende dritte Vorsprung 30 drückt gegen
die Folie 20 und verformt diese elastisch. Nach Entlastung
der Wippe 14 drückt
die Folie 20 gegen das Betätigungselement 30 die
Wippe 14 in ihre Grundstellung zurück, so dass das Betätigungselement 26 des
betreffenden Mikrotasters 18a wieder entlastet wird.
-
9 zeigt
den Taster 10 in nach der kippfreien Betätigungsart
betätigtem
Zustand. Durch Druck in Pfeilrichtung innerhalb des Betätigungsbereiches 62 der
Wippe 14 auf die Wippe 14 rutschen beide Rasthaken 48 in
den Einkerbungen 50 in Pfeilrichtung nach unten. Beide
Vorsprünge 28 drücken gegen
die Betätigungselemente 26 der
beiden nicht von der Folie 20 bedeckten Mikrotaster 18a.
Beide Mikrotaster 18a werden direkt betätigt. Die beiden dritten Vorsprünge 30 und
die ersten Vorsprünge 24 drücken in
Pfeilrichtung gegen die Folie 20. Nach Entlastung der Wippe 14 drückt die
Folie 20 aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften gegen
die dritten Vorsprünge 30 und
gegen die ersten Vorsprünge 24, so
dass die Wippe 14 zurück
in ihre Grundstellung bewegt wird.
-
Die
Funktion der Mittel 40 zum Verhindern einer Kombination
bestimmter Betätigungsarten
ist wie folgt: Bei Betätigung
des Tasters 10 in der zweiten Betätigungsart stößt die Wippe 14 an
die vierten Vorsprünge 42,
nachdem das Betätigungselement 26 des
entsprechenden Mikrotasters 18a von dem zweiten Vorsprung 28 eingedrückt wurde.
Die untere Kante der Umfangswand 46 liegt derart an dem
Vorsprung 42 an, dass ein Kippen der Wippe 14 um
die Kippachse 32 entsprechend der ersten Betätigungsart
verhindert ist. Bei Betätigung
des Tasters 10 in der zweiten Betätigungsart ist eine Betätigung in
der ersten Betätigungsart
verhindert. Bei Betätigung
des Tasters 10 in der ersten Betätigungsart stößt ein Teil der
Unterkante der Umfangswand 46 der Wippe an einen äußeren Teil
des Vorsprungs 42, wie in 5 gezeigt,
wenn das Betätigungselement 26 des
entsprechenden Mikrotasters 18 von der Folie 20 eingedrückt wurde.
Ein Schwenken der Wippe 14 um die den Vorsprüngen 42 gegenüberliegende
Schwenkachse 34 bzw. 36 entsprechend der zweiten
Betätigungsart
ist dann verhindert. Bei Betätigung
des Tasters 10 in der ersten Betätigungsart ist eine gleichzeitige
Betätigung
in der zweiten Betätigungsart
nicht möglich.
Bei Betätigung
des Tasters 10 in der kippfreien Betätigungsart stößt die Unterkante
der Umfangswand 46 der Wippe 14 an die vierten
Vorsprünge 42,
wenn die Betätigungselemente 26 der
beiden nicht von der Folie 20 bedeckten Mikrotaster 18a von den
zweiten Vorsprüngen 28 eingedrückt sind.
Ein Kippen der Wippe 14 entsprechend der. ersten Betätigungsart
ist bei der kippfreien Betätigungsart
verhindert.