CH650358A5

CH650358A5 - Push button with a snap-action effect

Info

Publication number: CH650358A5
Application number: CH789480A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Roesl
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1985-07-15
Also published as: FR2468197B1; DE2942720A1; FR2468197A1; DE2942720C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucktaste mit Schnappwirkung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a push button with snap action according to the preamble of claim 1.

Solche Tasten werden bei Eingabegeräten für elektronische Rechner, bei elektrischen Schreibmaschinen und bei Fernschreibern benötigt. Bei solchen Tasten wird gefordert, dass beim Schaltvorgang eine spürbare Schnappwirkung eintritt, so dass die Bedienungsperson bei der Betätigung der Taste merkt, wann der Kontakt geschlossen wird. Solche Tasten für Eingabetastaturen haben einen besonders grossen Hub von beispielsweise 3 bis 4 mm und müssen eine ausser-gewöhnlich hohe Lebensdauer haben. Ohne dass die Taste Such keys are required for input devices for electronic computers, for electric typewriters and for teletype machines. Such buttons require that a noticeable snap action occurs during the switching process, so that the operator notices when the button is pressed when the contact is closed. Such keys for input keyboards have a particularly large stroke of, for example, 3 to 4 mm and must have an extraordinarily long service life. Without the button

Ermüdungserscheinungen zeigt, muss sie mindestens 10 Millionen Betätigungen aushalten. Shows signs of fatigue, she has to endure at least 10 million operations.

Elektrische Schnappvorrichtungen bei Drucktasten sind weitgehend bekannt. Hierbei werden umschnappende Metall-plättchen verwendet. Bei einer sehr grossen Anzahl von Betätigungen treten jedoch in dem Material des Schnappplätt-chens Strukturänderungen ein, welche die Schnappcharakteristik sehr verändern. Solche Schnappplättchen sind daher nicht für Eingabetastaturen mit einer sehr hohen Betätigungszahl geeignet. Ausserdem ist der Hubweg bei solchen Schnappblechen nur sehr klein, so dass sich solche Tasten zwar für Taschenrechner eignen, nicht aber für Eingabetastaturen wie den obengenannten. Drucktasten mit Schnappblechen sind beispielsweise aus der DE-AS 2 257 983 bekannt. Electrical snap devices for push buttons are widely known. Snapping metal plates are used here. With a very large number of operations, however, structural changes occur in the material of the snap plate, which change the snap characteristic very much. Such snap plates are therefore not suitable for input keyboards with a very high number of operations. In addition, the stroke of such snap plates is only very small, so that such keys are suitable for pocket calculators, but not for input keyboards such as those mentioned above. Pushbuttons with snap plates are known for example from DE-AS 2 257 983.

Aus dem DE-GM 1 699 017 ist weiter ein Schiebeschalter mit Sprungschaltung bekannt, bei dem zur Erzielung der Sprungwirkung eine quer zum Stössel angeordnete Blattfeder verwendet wird. From DE-GM 1 699 017 a slide switch with snap action is also known, in which a leaf spring arranged transversely to the plunger is used to achieve the snap action.

Da aus solchen Drucktasten grössere Tastenfelder zusammengesetzt werden, wird in der Regel gefordert, dass der Durchmesser des Tastenkörpers höchstens so gross ist wie der Betätigungsknopf. Wenn man hierbei als Schnappglieder Schnappplättchen oder Blattfedern verwendet, so ergeben sich bei diesen Dimensionierungen nur sehr geringe Hubwege. Since larger keypads are assembled from such pushbuttons, it is generally required that the diameter of the key body is at most as large as the actuation button. If you use snap plates or leaf springs as snap links, the dimensions of these dimensions are very short.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drucktaste mit Schnappwirkung zu schaffen, bei der das Schnappglied eine sehr hohe Anzahl von Betätigungen ohne Ermüdungserscheinungen aushält und die bei geringem Tastendurchmesser einen verhältnismässig grossen Tastenweg erlaubt. The object of the present invention is to provide a push button with a snap action, in which the snap member can withstand a very large number of operations without any signs of fatigue and which allows a relatively large button travel with a small button diameter.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Massnahmen gelöst. This object is achieved by the measures specified in the characterizing part of claim 1.

Die Verwendung einer Schraubenfeder hat noch den weiteren Vorteil, dass sie eine verhältnismässig weiche Federcharakteristik hat, die je nach Drahtdurchmesser und Windungsdichte in weiten Grenzen wählbar ist. The use of a coil spring has the further advantage that it has a relatively soft spring characteristic, which can be selected within wide limits depending on the wire diameter and winding density.

Die Lagerung der Schraubenfeder ist sehr einfach. Bei einer zweckmässigen Ausführungsform genügen nämlich Sacklöcher an den gegenüberliegenden Innenwänden des Tastenkörpers. Die Schraubenfeder wird mit ihren Enden in die Sacklöcher eingesteckt und ist so dimensioniert, dass sie. nach dem Tastenknopf hin gewölbt ist. Der Mittelteil der Schraubenfeder ist, wie dies bei der Blattfeder bekannt ist, bewegungsschlüssig mit dem Tastenstössel verbunden. Beim Niederdrücken der Taste wird die Feder zunächst zusammengedrückt und schnappt dann nach Überschreitung der Verbindungslinie zwischen den beiden Sacklöchern nach der anderen Seite um, wobei sich die gewünschte Schnappwirkung ergibt. The storage of the coil spring is very simple. In an expedient embodiment, blind holes on the opposite inner walls of the key body are sufficient. The ends of the coil spring are inserted into the blind holes and are dimensioned so that they. after the button is curved. The middle part of the coil spring is, as is known for the leaf spring, connected to the key tappet in a movement-locking manner. When the button is pressed down, the spring is first compressed and then snaps to the other side after crossing the connecting line between the two blind holes, resulting in the desired snap action.

Je nach der Anordnung der beiden Sacklöcher kann man hierbei eine bistabile oder eine monostabile Schnappwirkung erzielen. Wenn die beiden Sacklöcher senkrecht zur Stösselachse verlaufen, so ergibt sich eine bistabile Schnappwirkung, d.h. die Feder hat zwei stabile Lagen. Um ein Zurückspringen des Tastenstössels zu erreichen, muss dann zusätzlich noch eine übliche Rückholfeder angeordnet sein, die in die Richtung der Stösselachse wirkt und sowohl den Tastenstössel als auch die quer dazu liegende Schraubenfeder wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Beim Zurückdrehen ergibt sich erneut eine Schnappwirkung, die deutlich am Tastenknopf fühlbar ist, so dass die Bedienungsperson das Ausschalten des Kontaktes merkt. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann anstelle der Rückholfeder die Federwirkung der beweglichen Kontakte benutzt werden, die durch eine federnde Kontaktbrücke gebildet werden. Depending on the arrangement of the two blind holes, a bistable or a monostable snap action can be achieved. If the two blind holes are perpendicular to the ram axis, the result is a bistable snap action, i.e. the spring has two stable layers. In order to cause the key tappet to spring back, a usual return spring must then also be arranged, which acts in the direction of the tappet axis and brings both the key tappet and the transverse coil spring back to their starting position. When turning back, there is again a snap action that can be clearly felt on the button, so that the operator notices that the contact has been switched off. According to an advantageous embodiment of the invention, the spring action of the movable contacts can be used instead of the return spring, which are formed by a resilient contact bridge.

Wenn man die beiden Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfedern so anordnet, dass sie einen spitzen Winkel If you arrange the two blind holes for the storage of the coil springs so that they form an acute angle

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mit der Stösselachse einschliessen, d.h. dass sie zum Tastenknopf hin zeigen, ergibt sich eine monostabile Wirkung der Schraubenfeder, d.h. nach dem spürbaren Umschnappen nach Niederdrücken des Tastenknopfes ergibt sich ein selbständiges Zurückschnappen nach Verminderung des Druckes auf den Tastenknopf. Dadurch kann eine zusätzliche Rückholfeder eingespart werden. include with the ram axis, i.e. that they point towards the button results in a monostable effect of the coil spring, i.e. after the noticeable snapping after pressing the button, there is an independent snap back after reducing the pressure on the button. This can save an additional return spring.

Um die Montage der Einzelteile der Taste zu erleichtern, werden zweckmässig anstelle der Sacklöcher Nuten in der Innenwand des Tastenkörpers vorgesehen, in die an den Gehäusedeckel angeformte Ansätze so weit hineinreichen, dass dadurch wiederum Sacklöcher zur Lagerung der Schraubenfeder gebildet werden. Die Schraubenfeder kann dann leicht von oben in die Nuten eingeschoben werden, und durch Aufsetzen des Gehäusedeckels werden die Enden der Schraubenfeder mittels der angeformten Ansätze in der gewünschten Lage gehalten. In order to facilitate the assembly of the individual parts of the key, grooves are expediently provided in the inner wall of the key body instead of the blind holes, into which projections formed on the housing cover extend so far that blind holes are in turn formed for mounting the coil spring. The coil spring can then be easily inserted into the grooves from above, and by fitting the housing cover, the ends of the coil spring are held in the desired position by means of the molded-on lugs.

Die bewegungsschlüssige Verbindung zwischen der Schraubenfeder und dem Tastenstössel wird in einfacher Weise dadurch erzielt, dass der Tastenstössel eine Ausnehmung besitzt, durch die die Schraubenfeder geführt ist. Bei der Betätigung des Tastenknopfes wird dann der Mittelteil der Schraubenfeder durch den Tastenstössel mitgenommen und ist so bewegungsschlüssig mit diesem verbunden. The positive connection between the coil spring and the key tappet is achieved in a simple manner in that the key tappet has a recess through which the coil spring is guided. When the button is actuated, the central part of the coil spring is then carried along by the button tappet and is thus connected to it in a movement-locking manner.

Wenn das Tastengehäuse einen viereckigen Querschnitt hat, ist es besonders vorteilhaft, die Schraubenfeder diagonal im Tastengehäuse anzuordnen. Dies ermöglicht eine grössere Länge der Schraubenfeder und damit einen grösseren Federweg und eine weichere Federcharakteristik. If the button housing has a square cross section, it is particularly advantageous to arrange the coil spring diagonally in the button housing. This enables the coil spring to have a longer length and thus a larger spring travel and a softer spring characteristic.

Bei der Drucktaste gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist der bewegliche Kontakt als s-förmige oder z-förmige Ausbildung Kontaktbrücke aus Federblech ausgebildet, die mit ihrem verbreiterten Mittelteil senkrecht zur Stösselachse an dem im Gehäuse angeordneten Stösselende befestigt ist. Durch die s-förmige oder z-förmige Ausbildung des Federbleches wird hierbei geringem Raumbedarf ein grosser Federweg erzielt. Dadurch kann der Stössel aus der gedrückten Stellung über den Totpunkt der Schraubenfeder gedrückt werden, so dass die monostabile Ausführung der Schraubenfeder ohne zusätzliche Rückholfeder verwendet werden kann. Die Kontaktbrücke aus Federblech kontaktiert Festkontakte, die im Boden des Tastengehäuses angeordnet sind. Zur Erzielung eines sicheren Kontaktes können die Enden des Federbleches noch geschlitzt sein. In the push button according to one embodiment of the invention, the movable contact is designed as an S-shaped or Z-shaped configuration of a contact bridge made of spring plate, which is attached with its broadened middle part perpendicular to the plunger axis to the plunger end arranged in the housing. Due to the s-shaped or z-shaped design of the spring plate, a small amount of space is achieved and a large spring travel is achieved. As a result, the plunger can be pressed from the depressed position over the dead center of the coil spring, so that the monostable design of the coil spring can be used without an additional return spring. The contact bridge made of spring plate contacts fixed contacts, which are arranged in the bottom of the button housing. To achieve a secure contact, the ends of the spring plate can still be slotted.

Weiter ist es vorteilhaft, das Stösselende hohl auszubilden und einen am Gehäuseboden angeformten Zapfen in den Hohlraum hineinragen zu lassen. Dadurch wird eine besonders exakte Führung des Tastenstössels im Gehäuse mit einfachen Mitteln erzielt. It is also advantageous to make the plunger end hollow and to have a pin formed on the housing base protrude into the cavity. A particularly precise guidance of the key tappet in the housing is thereby achieved with simple means.

Figur 1 zeigt eine Drucktaste gemäss der Erfindung im Längsschnitt. Figure 1 shows a push button according to the invention in longitudinal section.

Figuren 2 und 3 zeigen Schnitte der Drucktaste gemäss der Erfindung längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 in zwei verschiedenen Ausführungsformen. Figures 2 and 3 show sections of the push button according to the invention along the section line A-A of Figure 1 in two different embodiments.

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer weiteren Ausführungsform der Drucktaste gemäss der Erfindung. Figure 4 shows a longitudinal section through parts of a further embodiment of the push button according to the invention.

In Figur 1 ist eine Drucktaste gemäss der Erfindung im Schnitt dargestellt. In dem Tastengehäuse 1 aus Isolierstoff, das beispielsweise einen quadratischen Querschnitt hat, ist der Tastenstössel 2 in Richtung seiner Achse beweglich angeordnet. Der Tastenstössel wird mittels des Tastenknopfes 3 betätigt. Im Gehäuseboden 6 sind die Festkontakte 5 angeordnet, die bei Betätigung des Tastenknopfes 3 durch das Kontaktblech 4 überbrückt werden. Durch die Rückholfeder 7 wird der Tastenstössel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgebracht, wenn der Betätigungsdruck auf den Tastenknopf 3 nachlässt. Zur Erzielung der gewünschten Schnappwirkung ist die Schraubenfeder 8 vorgesehen, die mit ihren In Figure 1, a push button according to the invention is shown in section. In the key housing 1 made of insulating material, which for example has a square cross section, the key plunger 2 is arranged to be movable in the direction of its axis. The key tappet is actuated by means of the key button 3. The fixed contacts 5 are arranged in the housing base 6 and are bridged by the contact plate 4 when the button 3 is actuated. The return spring 7 returns the key tappet 2 to its original position when the actuation pressure on the key button 3 subsides. To achieve the desired snap action, the coil spring 8 is provided, with their

Enden 8a und 8b in Sacklöchern 9 und 10 in der inneren Wand des Tastengehäuses 1 gelagert ist. Diese Sacklöcher werden vorteilhaft durch Nuten in der Innenwand des Gehäuses 1 gebildet, in welche Ansätze 13 und 14 hineinragen, die an den Deckel 15 angeformt sind. Hierdurch ist eine einfache Montage der Schraubenfeder 8 möglich, da diese nur in die Nuten eingeschoben werden muss, wobei Ihre Enden 8a und 8b durch die Ansätze 13 und 14 des aufgesetzten Deckels 15 in ihrer Lage gehalten werden. Die Schraubenfeder 8 bei der Ausführungsform nach Figur 1 ist nach oben gewölbt und durch eine Ausnehmung 16 im Stössel 2 geführt. Der Stössel 2 selbst hat an seinem unteren Ende eine Ausnehmung 17, in welche der Stift 18 des Gehäusebodens 6 hineinragt. Dadurch wird eine exakte Führung des Stössels erzielt. Bei der Ausführungsform nach Figur 1 sind die beiden Sacklöcher 9 und 10 zur Lagerung der Schraubenfeder 8 senkrecht zur Stössellachse angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine bistabile Schnapp Wirkung der Feder 8. Damit nach Beendigung des Druckes auf den Tastenknopf 3 der Tastenstössel 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt, ist daher eine zusätzliche Federwirkung erforderlich. Hierzu dient beispielsweise die Rückholfeder 7, wie sie bei solchen Drucktasten bekannt und üblich ist. Anstelle der Rückholfeder 7 kann jedoch auch das Kontaktblech 4 so weit federnd ausgebildet sein, dass es nach Aufhören des Druckes auf den Tastenknopf 3 den Stössel 2 bis über den Totpunkt der Feder 8 hochschiebt. Hierdurch wird die Verwendung einer zusätzlichen Rückholfeder 7 überflüssig. Ends 8a and 8b in blind holes 9 and 10 in the inner wall of the key housing 1 is mounted. These blind holes are advantageously formed by grooves in the inner wall of the housing 1, into which projections 13 and 14 protrude, which are molded onto the cover 15. This enables simple assembly of the helical spring 8, since it only has to be inserted into the grooves, its ends 8a and 8b being held in position by the lugs 13 and 14 of the cover 15 that is attached. The coil spring 8 in the embodiment according to FIG. 1 is curved upwards and is guided through a recess 16 in the plunger 2. The plunger 2 itself has a recess 17 at its lower end, into which the pin 18 of the housing base 6 projects. This ensures that the ram is guided precisely. In the embodiment according to FIG. 1, the two blind holes 9 and 10 for mounting the coil spring 8 are arranged perpendicular to the ram axis. This results in a bistable snap action of the spring 8. So that after the pressure on the button 3 of the button plunger 2 returns to its original position, an additional spring action is required. For this purpose, for example, the return spring 7 is used, as is known and customary for such pushbuttons. Instead of the return spring 7, however, the contact plate 4 can also be designed so resiliently that it pushes the plunger 2 up beyond the dead center of the spring 8 after the pressure on the button 3 has ceased. This makes the use of an additional return spring 7 superfluous.

In Figur 2 ist ein Schnitt längs der Schnittlinie A-A nach Figur 1 durch eine Taste gemäss der Erfindung dargestellt. Aus dieser Figur ist die Form des Kontaktbleches 4 ersichtlich, das am unteren Stösselende befestigt ist. Das Kontaktblech hat einen rechteckigen oder quadratischen Mittelteil 19 und daran angeformte Arme 20 und 21, welche mit ihren Enden die Festkontakte 5 kontaktieren. Zur besseren Kontaktgabe können die Enden der Arme 20 und 21, wie in Figur 2 dargestellt, geschlitzt sein, so dass sich ein Doppelkontakt ergibt. Durch die besondere Form des Kontaktbleches 4 wird ein besonders langer Federweg und eine sehr weiche Federung erzielt. Dieser lange Federweg kann dazu benutzt werden, den Tastenstössel wieder über den Totpunkt der Feder 8 zurückzudrücken, so dass keine Rückholfeder erforderlich ist. FIG. 2 shows a section along the section line A-A according to FIG. 1 through a button according to the invention. From this figure, the shape of the contact plate 4 can be seen, which is attached to the lower end of the plunger. The contact plate has a rectangular or square central part 19 and arms 20 and 21 formed thereon, which contact the fixed contacts 5 with their ends. For better contact, the ends of the arms 20 and 21 can be slotted, as shown in Figure 2, so that there is a double contact. The special shape of the contact plate 4 results in a particularly long spring travel and a very soft suspension. This long spring travel can be used to push the key tappet back over the dead center of the spring 8, so that no return spring is required.

Figur 3 zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie A-A von Figur 1 durch eine andere Ausführungsform der Drucktaste gemäss der Erfindung. Hier ist die Feder 8 diagonal im Gehäuse 1 angeordnet und in den Sacklöchern 9 und 10 gelagert. Durch diese Anordnung kann ohne äussere Vergrösse-rung der Drucktaste ein längerer Federweg der Schnappfeder 8 und eine weichere Federcharakteristik dieser Feder erzielt werden. Figure 3 shows a section along the section line A-A of Figure 1 through another embodiment of the push button according to the invention. Here, the spring 8 is arranged diagonally in the housing 1 and stored in the blind holes 9 and 10. With this arrangement, a longer spring travel of the snap spring 8 and a softer spring characteristic of this spring can be achieved without an external enlargement of the push button.

In Figur 4 ist ein Längsschnitt durch Teile einer Drucktaste gemäss der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den zuvor dargestellten Ausführungsformen darin, dass die Sacklöcher 9 und 10, in denen die Enden der Feder 8 gelagert sind, in einem von 90 Grad abweichenden Winkel zur Achse des Stössels 2 angeordnet sind. Hierdurch wird eine monostabile Schnappcharakteristik der Feder 8 erzielt, d.h., dass der Stössel 2 nach Aufhören des Druckes auf den Tastenknopf durch die Feder 8 wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird. Trotzdem wird hierbei sowohl beim Hinweg als auch beim Rückweg des Stössels 2 eine gut fühlbare Schnappwirkung erzielt, wenn die Feder 8 über das Maximum der Betätigungskraft hinweg bewegt wird. FIG. 4 shows a longitudinal section through parts of a push button according to the invention. This embodiment differs from the previously illustrated embodiments in that the blind holes 9 and 10, in which the ends of the spring 8 are mounted, are arranged at an angle to the axis of the plunger 2 that deviates from 90 degrees. This achieves a monostable snap characteristic of the spring 8, i.e. the plunger 2 is pressed back into its starting position by the spring 8 after the pressure on the button button has ceased. Nevertheless, a snap action that can be felt well is achieved both on the way out and on the way back of the plunger 2 if the spring 8 is moved beyond the maximum actuation force.

Durch die Verwendung einer Schraubenfeder als Schnappfeder ergibt sich auch bei grossem Stösselweg eine zuverlässige Schnappwirkung, die sich auch bei einer sehr hohen Betätigungszahl von über 10 Millionen Betätigungen in ihrer Charakteristik nicht ändert. The use of a helical spring as a snap spring results in a reliable snap action even with a large ram travel, the characteristics of which do not change even with a very high number of operations of over 10 million operations.

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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1. Pushbutton with snap action, in which a push-button protruding from the housing is axially displaceable between two end positions in an insulating material housing, which carries movable contacts at the end arranged in the housing, opposite which fixed contacts in the housing, and which by spring action in the is held in an end position and in which a domed spring member arranged transversely to the direction of movement of the key tappet causes a snapping into the end position, characterized in that the spring member consists of a helical spring (8), the ends of which are mounted in the housing (1) and the latter The central part is connected to the plunger (2) in a motion-locking manner.

2. Push button according to claim 1, characterized in that the coil spring (8) with its ends (8a, 8b) is mounted in mutually opposite blind holes (9, 10).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Push button according to claim 2, characterized in that the blind holes (9, 10) used to support the helical spring (8) are formed by grooves in the inner housing wall (1), into which projections (13) formed on the housing cover (15) are formed. 14) reach into it.

4. Push button according to claim 2 or 3, characterized in that the blind holes (9, 10) are perpendicular to the tappet axis (2).

5. Push button according to claim 2 and 3, characterized in that the blind holes (9, 10) form an acute angle with the tappet axis (2).

6. Push button according to one of claims 1 to 5, characterized in that the central part (8c) of the coil spring (8) is guided through a recess (16) in the plunger (2).

7. Push button according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing (1) has a square cross section and the coil spring (8) is arranged diagonally in the housing (1).

8. Pushbutton according to one of claims 1 to 7, characterized in that the movable contacts are designed as such a resilient contact bridge (4) that it is able to push the plunger (2) from the pressed position over the dead center of the coil spring ( 8) to press.

9. Pushbutton according to claim 8, characterized in that the contact bridge (4) is formed by an s- or z-shaped spring plate, which with its widened central part (19) perpendicular to the plunger axis on the plunger end (2) arranged in the housing (1) ) is fixed and the ends of which are opposite the fixed contacts (5) fixed in the housing base (6).

10. Push button according to claim 9, characterized in that the ends of the spring plate are slotted.

11. Pushbutton according to one of claims 1 to 10, characterized in that the plunger end (2) arranged in the housing (1) is hollow and a pin (18) formed on the inner housing base (6) projects into the cavity.