DE3200168A1 - Kapazitiver tastenschalter mit uebersteuerungsmechanismus auf einer beweglichen platte - Google Patents

Description

Elektrische Tastaturen für die manuelle Eingabe in Datenverarbeitungsanlagen verwenden in den letzten Jahren zunehmend kapazitive Schaltkreise, da kapazitive Tastenschalter bei richtiger Auslegung einen zuverlässigen Betrieb bei geringen Kosten gewährleisten. Bei elektrischen Tastaturen ist es jedoch äußerst wünschenswert, einen Übersteuerungsmechanismus vorzusehen, was bedeutet, daß der Tastenkolben über das Mindestmaß hinaus heruntergedrückt werden kann, daß zur Betätigung der Datenverarbeitungsanlage erforderlich ist.

Von einem derartigen Übersteuerungsmechanismus werden zahlreiche Vorteile erzielt. Erstens verlangt es die Verwendung der Übersteuerungseinrichtung, daß der Kolben über das Mindestmaß hinaus heruntergedrückt wird, welches zur Sicherung der Stellung der Schalttätigkeit erforderlich ist. Ferner
besteht bei der Verwendung einer Übersteuerung die Neigung, α ine Verminderung des Rückpralls herbeizuführen, der
sonst auftreten könnte, da der Übersteuerungsmechanismus
als ein Stoßdämpfer wirkt, wenn der Kolben heruntergedrückt ist. Ferner ist bei einer Übersteuerung der Kolben wenigstens eine Mindestdauer heruntergedrückt, was bei der Unterscheidung gegenüber Geräusch oder Irreführung des Schalters mithilft.

Ein einfacher Übersteuerungsmechanismus, welcher gebildet

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ist aus einem Lappen, der aus einem in einem spitzen Winkel in einem Schalter gelagerten elektrischen Kontaktarm herausgeschnitten wurde, findet sich in dem Patent 3 916 131 von Golbeck et al vom 28. Oktober 1975. Derselbe nicht kostspielige Übersteuerungsmechanismus findet sich in einem kapazitiven Schalter in dem Patent Nr. 4 090 229 von Cencel, in welchem er kombiniert ist mit einem Paar langgestreckter Blattfederscharniere, die durch Schlitze in der beweglichen metallenen Kondensatorplatte gebildet sind.

Der Übersteuerungsmechanismus mit dem ausgeschnittenen Lappen nach den Patenten von Golbeck et al und Cencel ist eine kostenwirksame Einrichtung zur Erlangung einer Übersteuerung in einem kapazitiven Schalter. Da jedoch dieser Lappen von dem übrigen Teil der Kondensatorplatte in der Vorrichtung nach Cencel getrennt ist, kann eine unregelmäßige Abweichung in der Kapazitanz des Tastenschalters auftreten, wenn der Lappen durchgebogen wird. Außerdem können die langgestreckten Federn in dem Patent von Cencel et al, die durch Schlitze in der kapazitiven Platte.gebildet sind, eine weitere unerwünschte Abweichung in der Kapazitanz verursachen, wenn die Platte heruntergedrückt wird. In einem kapazitiven Tastenschalter ist es natürlich wünschenswert, jegliche Abweichungen, die infolge von Schlitzen oder Öffnungen in der beweglichen kapazitiven Platte selbst auftreten können, auf ein Minimum herabzubringen. Außerdem hat es sich herausge-

stellt, daß bei Ausbildung der beweglichen kapazitiven Platten sowie in dem Patent von Cencel et al gezeigt, diese bei vollständigem Herunterdrücken infolge der jeweils verwendeten Scharnieranordnung die Neigung haben, sich zu biegen, und dadurch weitere unerwünschte Abweichungen der Kapazitanz zwischen den Platten des Tastenschalters verursachen.

Die Erfindung richtet sich auf einen Ubersteuerungsmechnismus, der ein vollständiges Herunterdrücken der beweglichen kapazitiven Platte praktisch ohne Beugen gestattet und außerdem die Notwendigkeit eines Ausschneidens des Übersteuerungslappens auf der beweglichen Platte ausschaltet.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der festen und beweglichen Platten des Kolbens eines kapazitiven Tastenschalters, der gemäß der Erfindung hergestellt ist,

Fig. 2 einen seitlichen Querschnitt des Schalters in der unbetätigten Stellung,

Fig. 3 einen seitlichen Querschnitt des Schalters in der betätigten Stellung mit heruntergedrückten Kolben.

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Wie in Fig. 2 gezeigt ist der kapazitive Tastenschalter gemäß der Erfindung mit einer festen, waagerechten leitenden Kondensatorplatte 12 versehen, die in eine Platte 14 einer gedruckten Schaltung eingebettet und durch eine dünne dielektrische Filmschicht 16 abgedeckt ist. Die bewegliche Platte 18 des kapazitiven Schalters ist mit einem flachen langgestreckten Lagerkörper 20 versehen, welcher ein Paar Lappen 22, 24 trägt, das sich von dem Bügel 26 nach unten erstreckt. Die Lappen 22, 24 stehen durch die Öffnungen 28, 3 0 in der Platte 14 in der gedruckten Schaltung nach unten vor und sind derart in die öffnungen 28, 30 eingesetzt, daß sie darin verlötet werden können, um eine elektrische Verbindung mit den leitenden Wegen 32, 34 herzustellen, die in die Platte 14 eingebettet sind. Die bewegliche Platte ist um die Scharniere 36, 38 angelenkt, die Schleifenscharniere des einstellbaren Kondensators darstellen, wie sie in den ersten Radioschaltkreisen verwendet wurden, wie in dem Patent 1 729 704 von Brokaw gezeigt. Wahlweise könnten gerade flache Scharniere benutzt werden.

Die bewegliche Platte 40 des Tastenschalters gemäß der Erfindung besitzt einen aktiven Abschnitt, welcher in einer ersten Ebene liegt, die einen spitzen Winkel mit der Ebene der festen Platte 12 bildet. Ein kleiner Bruchteil des gesamten Flachenbereichs der beweglichen Platte 40 ist an dem Ende der Platte 40 hochgebogen zur Bildung eines auf-

wärts gerichteten Vorsprungs 70. Die Ebene des Vorsprungs und die Ebene des Hauptabschnitts 40 der Platte überschneiden sich daher auf der mit 72 bezeichneten punktierten Überschnei dungslinie. Der Übersteuerungsmechnismus für den Tastenschalter 10 ist durch den Lappen 74 gebildet, der von der Platte 4 0 getrennt ist und ebenso von dem hochgebogenen Abschnitt aufgrund der Öffnungen 76, 78 getrennt ist. Der Lappen fügt sich an den langgestreckten oberen Abschnitt 80 des hochgebogenen Abschnitts 70 an und erstreckt sich über einen Teil seiner Länge parallel zu den Kanten 82, 84 nach unten, bis er die Uberschneidungslinie 72 erreicht, an welchem Punkt der Lappen 70 gebogen wird, so daß er in eine dritte Ebene in einem spitzen Winkel mit Bezug auf die Ebene der beweglichen Platte 40 nach oben vorsteht.

Der Betätigungsmechanismus 42 für den Tastenschalter ist mit einem Kolben 48 versehen, welcher eine nach oben vorstehende Tastenaufnahmestange 44 und einen federbelasteten Ring 46 aufweist. Unter dem Ring 46 sind vier Rippen 50 vorhanden, die im rechten Winkel angeordnet sind zur Bildung eines Kreuzmusters. Die Rippen 50 stehen in eine entsprechende kreuzförmige Öffnung 52 hinein vor, die in dem Führungsanguß 54 gebildet ist, welcher von der Grundform 58 vorsteht. In die geschlitzte Nut 64 in der Grundform 58 paßt eine Lagerplatte fa2 hinein, um den Betätigungsmechnismus über clor bewaglichen Kondensatorplatte zu lagern. Unter den Rippen

50 befindet sich ein nach unten vorstehender Stift 66, auf dessen unterem Ende ein Kontaktpunkt 68 gebildet ist, welcher den Übersteuerungslappen 74 berührt, wenn der Tastenschalter betätigt wird.

Wie in den Fign. 2 und 3 gezeigt, ist zwischen dem Ring 4 6 und der Oberseite der Plattform 58 eine Rückholfeder 60 angeordnet. Wenn der Kolben 48 des Tastenschalters heruntergedrückt und der Schalter betätigt ist, dann bewegt sich die bewegliche Platte 4 0 in eine Stellung, die annähernd parallel zur waagerechten Platte 12 ist, wo im wesentlichen keine Biegung der beweglichen Platte gegeben ist infolge der Tatsache, daß die Grundfläche des Lappens an den hochgebogenen Abschnitt 70 angefügt ist, so daß ein Teil des Lappens in der Ebene des Abschnitts 70 liegt und verbleibende Teil des Lappens in einem spitzen Winkel mit Bezug auf die Ebene des aktiven Teils der beweglichen Platte 40 vorsteht, da der Lappen auf der überschneidungslinie 72 entlanggebogen ist. Der Winkel zwischen dem Abschnitt 70 und dem aktiven Teil der Platte 40 beträgt vorzugsweise 90 , wie in den Fign. 2 und 3 gezeigt.

Claims (4)

1. Ansprüche :

   ( 1.)Kapazitiver Tastenschalter, gekennzeichnet durch eine teste flache kapazitive Platte in einer ersten Ebene, eine flache, bewegliche Kondensatorplatte, die an einem Ende angelenkt
   ist, um in einer zweiten Ebene vorzustehen und sich in
   Richtung auf eine parallele Lage mit Bezug auf die genannte feste Platte zu bewegen, wenn auf die bewegliche Platte eine Betätigungskraft aufgebracht wird, einen Betätigungskolben zum Aufbringen der Kraft auf die bewegliche Platte, Umkehreinrichtungen zum Zurückführen des Kolbens in seine
   unbetätigte Stellung, einen hochgebogenen Abschnitt an dem

   ...12

   Europeim Pment Attorney« Zugelaufene Vertreter beim Kuropainohen Potentamt Deuteehe Bank AG Hamburg, Nr. 05/28487 (BLZ 2ΟΟ7ΟΟΟΟ) · Poetecheck Hamburg 2842-2OH

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   3200Ί08

   freien Ende der beweglichen Platte, welche: in eine dritte Ebene vorsteht, sowie einen Übersteuerungslappen, der von dem Abschnitt der beweglichen Platte, welcher in der zweiten Ebene liegt, und von dem hochgebogenen Abschnitt überall mit Ausnahme von einem Segment getrennt ist, welches sich an den hochgebogenen Abschnitt an dem freien Ende der beweglichen Platte anfügt, wobei der Lappen so gebogen ist, daß er in eine vierte Ebene vorsteht.
2. 2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und vierten Ebenen einen Winkel von etwa 90° bilden.
3. 3. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen auf der von der zweiten und vierten Ebene gebildeten überschneidungslinie entlanggebogen ist.
4. 4. Tastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und vierte Ebene einen Winkel von etwa 90 bilden.