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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten eines oder mehrerer elektrischer Strom- kreise, bei der mindestens jeweils eine Kontaktstelle einer der Stromzuführung dienenden Leiterbahn auf einer aus Glas bestehenden Grundplatte und zur Herstellung der elektrischen Verbindung auf der die Leiterbahn tragenden Seite der Grundplatte eine von der Grundplatte distanzierte elasti- sche Deckplatte angeordnet sind, auf deren der Grundplatte zugewendeten Seite mindestens jeweils eine eine Gegenkontaktstelle bildende Leiterbahn angeordnet ist, wobei die Leiterbahnen aus Dünn- schichtflächen aus leitendem, durchsichtigem Material bestehen.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise bei sogenannten Membrantastaturen bekanntge- worden, bei denen eine sehr dünne Kunststoffolie mit Leiterbahnen bedruckt wird. Diese Kunststoff- folien sind dabei so gefaltet, dass sich die Kontaktflächen der Leiterbahnen gegenüberliegen, wobei zwischen diesen Kunststoffolien mit den Leiterbahnen eine Foli'e angeordnet ist, die an den Stellen ausgestanzt ist, an denen die Kontaktflächen liegen. Zusammen mit einer oberen Deckschicht, auf die ein Tastenbild aufgedruckt ist, und einer unteren Deckschicht ist das Ganze verschweisst.
Durch Antippen der Oberfläche verformt sich das Folienpaket geringfügig, so dass die beiden gedruckten Kontaktflächen sich berühren, wodurch der bezügliche Schaltvorgang herbeigeführt wird.
Als Anschlüsse sind dabei gedruckte Leiterbahnen seitlich oder nach hinten herausgeführt. Da die Kontakte beliebig angeordnet und die Deckfläche beliebig bedruckt werden kann, ergeben sich vielfache Gestaltungsmöglichkeiten.
Die Biegsamkeit dieser bekannten Membrantastaturen aus Kunststoffolien ist insoferne von Nachteil, als die Gefahr besteht, dass sich die Leiterbahnen von der Folie ablösen, ein Nach- teil, der sich auch dadurch ergibt, dass derartige Membrantastaturen sehr temperaturempfindlich sind, weil der Ausdehnungskoeffizient des Folienmaterials wesentlich von jenem der Leiterbahnen verschieden ist. Das relativ weiche Folienmaterial ist wenig verschleissfest, so dass die bekannten Vorrichtungen dieser Art eine nur geringe Lebensdauer haben. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Leiterbahnen bei durchsichtigen Folien von aussen sichtbar sind, weshalb meist diejenige Folie, über die die Betätigung der Tastatur erfolgt, aus undurchsichtigem Material hergestellt bzw. mit einer Farbschicht versehen wird, auf die dann Schaltsymbole oder Kennzeichen der jeweiligen Schalter bzw.
Beschriftungen aufgedruckt werden. Dies hat den weiteren Nachteil, dass die Beschriftungen od. dgl. bald verblassen bzw. bei mehrfacher Betätigung der Schalter abgerieben werden.
Darüber hinaus können Kunststoffolien durch Schweiss, Öl oder sonstige chemische Reagenzien verschmutzt werden. Sie können dabei quellen oder schrumpfen, wodurch sich unerwünschte Kontaktstellen zwischen der Deckplatte und der Grundplatte ergeben können. Ausserdem treten Verformungen der Kunststoffolie auf.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die dargelegten Nachteile vermieden sind.
Erfindungsgemäss besteht auch die Deckplatte aus Glas, wobei in an sich bekannter Weise die jeweils einander zugewendeten Kontaktstellen der Leiterbahnen an der Grundplatte und an der Deckplatte diese voneinander distanzierende, die Kontaktstellen zumindest teilweise umgebende und zwischen der Grundplatte und der Deckplatte angeordnete Abstützungen bzw. eine Umrandung aus einem Kleber, aus Lotglas od. dgl. aufweisen.
Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass das Glas, aus dem die Deckplatte besteht, nicht ermüdet und seine Elastizität praktisch unbegrenzte Zeit beibehält. Durch entsprechende Wahl der Dicke der elastischen Deckplatte und deren Abstand von der Grundplatte sowie der aktiven Fläche der Deckplatte ist die Betätigungskraft in weiten Grenzen variierbar. Ein weiterer Vorteil liegt in dem sehr hohen Isolationswiderstand von Glas, so dass die erfindungsgemässe Vorrichtung auch für Schalter zum Schalten von Stromkreisen Verwendung finden kann, in denen kleinste Ströme fliessen.
Durch die Abstützungen bzw. die Umrandung wird erreicht, dass das die Kontaktstellen und Leiterbahnen aufweisende Innere der Vorrichtung absolut sauber gehalten wird und dass keinerlei Verunreinigungen eindringen können, weil zufolge der erzielten Abdichtung auch keinerlei Flüssigkeiten und Gase eindringen können.
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Durch Wahl des Abstandes der Abstützungen von den Kontaktstellen ist die Betätigungskraft exakt wählbar, was bei Deckplatten aus Glas vor allem insoferne von Bedeutung ist, als eine Glas- platte steifer ist als eine Kunststoffolie und damit die Gefahr einer unerwünschten Betätigung von benachbart liegenden Kontaktstellen mit Sicherheit vermieden wird.
Die Dünnschichtflächen können in bekannter Weise aus Gold oder aus Indiumoxyd und bzw. oder aus Zinnoxyd bestehen. Da der Ausdehnungskoeffizient dieser ungefähr gleich dem Ausdehnungskoeffizienten von Glas ist, wird durch diese Massnahme eine hohe Temperaturwech- selfestigkeit und Alterungsbeständigkeit erreicht. Ausserdem sind die aus diesen Materialien herge- stellten Leiterbahnen sehr abriebefest, korrosionsbeständig und stabil gegen jede Oxydation.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zur Distanzierung der Grundplatte von der Deck- platte in die Umrandung bzw. die Abstützungen Distanzkörnchen, insbesondere aus Aluminiumoxyd,
Glas od. dgl.. eingebettet. Dadurch kann ein bestimmter Abstand der Deckplatte von der Grundplat- te und damit der einander zugeordneten Kontaktstellen exakt eingehalten werden.
Vorteilhafterweise weist die Umrandung eine oder mehrere Öffnungen auf, die den die Kontakt- stellen aufweisenden Innenraum zwischen der Grundplatte und der Deckplatte mit dem Aussenraum verbinden und die durch einen Kleber od. dgl. verschlossen sind. Diese Öffnungen dienen dazu, dass, indem sie beim Zusammenschmelzen bzw. Zusammenkleben der Deckplatte mit der Grundplatte offen bleiben, im Inneren kein Unterdruck entstehen kann. Demzufolge kann der Abstand zwischen den einander zugeordneten Kontaktstellen extrem niedrig gehalten werden, weil die Gefahr einer Berührung derselben miteinander im Falle eines Unterdruckes vermieden wird.
Zweckmässigerweise ist die Öffnung zur Durchkontaktierung von an der Deckplatte angeordneten Leiterbahnen mit an der Grundplatte angeordneten Leiterbahnen mit einem leitfähigen Material verlötet oder verklebt.
Der Innenraum zwischen den beiden Glasplatten kann mit einem Gas, insbesondere mit trockener Luft, Stickstoff oder einem Edelgas gefüllt sein, wodurch vermieden wird, dass im Innenraum bei schwankenden Temperaturverhältnissen eine Kondensation von Wasserdampf auftritt, der eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen bewirken könnte.
Zumindest ein Teil der Leiterbahnen, die der Stromzuführung zu der Kontaktstelle dienen, kann durch Wahl der Schichtdicke und bzw. oder der geometrischen Form der Leiterbahn als strombestimmender Widerstand ausgebildet sein. Dadurch kann der über die Kontaktstelle fliessende Strom in Grenzen gehalten werden, so dass ein Verbrennen der Kontaktstelle vermieden wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in vielfachen Variationen realisierbar und auf zahlreichen Gebieten verwendbar, sei es in der Medientechnik, in der Autoindustrie, in Messgeräten, Spielautomaten od. dgl. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Vorrichtung im Hinblick auf ihre Dichtheit in Waschmaschinen und Geschirrspülern. Darüber hinaus ist sie voll kompatibel mit integrierten Stromkreisen, Flüssigkristallanordnungen u. dgl., mit denen sie auch integrierbar ist.
Ein besonderer Vorteil liegt auch darin, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung sehr flach ausgebildet werden kann. Darüber hinaus bildet die Aussenseite der Vorrichtung eine leicht zu reinigende, glatte und kratzfeste Fläche.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Fig. 1 zeigt in der Draufsicht eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit nur einem Paar von Kontaktstellen, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit einer Durchkontaktierung, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der
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bei dem mehrere einander paarweise zugeordnete Kontaktstellen in Form einer Matrix angeordnet sind, Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9, Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel einer einreihigen Anordnung der Kontaktstellen und Fig, 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 11.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Grundplatte --1-- aus 31as mit einer Dicke von beispielsweise 1, 5 mm und eine gleichfalls aus Glas, jedoch mit einer Dicke von beispielsweise 0, 3 mm bestehende Deckplatte-Z- auf, wobei auf der Grundplat-
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te-l-eine eine Kontaktstelle --3-- aufweisende Leiterbahn --4-- und auf der Deckplatte --2-- eine eine Kontaktstelle --5-- aufweisende Leiterbahn --6-- aus leitendem, durchsichtigem
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Die Umrandung --7-- weist eine Öffnung-8-- auf, die mit einem Verschluss --9-- aus einem Kleber verschlossen ist. Diese Öffnung --8-- ist beim Zusammenschmelzen oder-kleben der Vorrichtung offen, so dass im Innenraum --10-- kein Unterdruck entstehen kann. Die Öffnung -8-- wird erst nach Fertigstellung verschlossen, wonach das Innere der Vorrichtung hermetisch gegenüber dem Aussenraum abgeschlossen ist.
Zweckmässigerweise kann der Innenraum --10-- vor dem Verschliessen der Öffnung -8-- durch diese mit einem Schutzgas, trockener Luft od. dgl. gefüllt werden.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den die Kontakt-
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5-bildenden Leiterbahnen-4, 6-Kontaktinseln-40, 41-ausLeiterbahn --4-- an dieser Stelle vergrössert wird.
Schon bei leichtem Druck in der Richtung des Pfeils 11 berührt die Kontaktstelle --5-- die Kontaktstelle --3--, wodurch ein an die Leiterbahnen --4, 6-- angeschlossener Stromkreis geschlossen wird.
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leisten, an einander abgewendeten Seiten herausgeführt, weshalb die Deckplatte --2-- gegenüber der Grundplatte --1-- versetzt angeordnet ist.
Letzteres wird bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 dadurch vermieden, dass die Öffnung -6-- nicht nur der Entlüftung des Innenraumes --10-- im Zuge der Herstellung, sondern auch der Durchkontaktierung zwischen der an der Deckplatte -2-- angeordneten Leiterbahn --12-- und einer an der Grundplatte --1-- angeordneten Leiterbahn --13-- dient, zu welchem
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-9-- ausGrundplatte --1-- wie die Leiterbahn --4--, wobei die Leiterbahnen-13, 4-gegen die gleiche Stirnfläche der Grundplatte --1-- geführt sind, so dass der die Deckplatte --2-- überragende Teil der Grundplatte --1-- dem Anschluss an einen äusseren Stromkreis dient.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8 sind auf der Grundplatte --1-- zwei
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15-bildende Leiterbahnen-16,brücke --20-- bildende Leiterbahn angeordnet. Wird gegen die Deckplatte --2-- in Richtung des Pfeils 11 gedrückt, so werden die beiden Kontaktstellen-14, 15-durch die Schaltbrücke --20-miteinander verbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist eine Vielzahl von Kontaktstellen in Form einer Matrix angeordnet. Auf der Grundplatte-l-befinden sich parallele Leiterbahnen --21, 22, 23--, die sich mit auf der Deckplatte --2-- angeordneten Leiterbahnen --24, 25, 26-kreuzen und an den Kreuzungsstellen Kontaktstellen bilden. Jede dieser Kontaktstellen ist jeweils von den benachbarten Kontaktstellen durch Abstützungen --27-- aus einem Kleber, aus Lotglas od. dgl., insbesondere mit eingebetteten Distanzkörnchen abgegrenzt, so dass jede der Kontaktstellen eine durch diese Abstützungen --27-- bzw. die Umrandung --7-- gebildete Umrandung aufweist. Das hat den Vorteil, dass beim Zusammendrücken einer an einer Kreuzung der Leiter-
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