CN102084448A

CN102084448A - 双按钮

Info

Publication number: CN102084448A
Application number: CN2009801258395A
Authority: CN
Inventors: 龙尼·贝克; 弗兰克·希施贝格尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: EP2297758A1; CN102084448B; WO2010006899A1; BRPI0915758A2; EP2297758B1; BRPI0915758B1; DE102008033131A1

Abstract

本发明涉及一种双按钮，其包括一外壳，该外壳内容置有至少两个按钮(8，9)，其中，所述按钮(8，9)和所述外壳通过一密封元件彼此密封隔离。根据本发明，所述密封元件是一由硅橡胶构成的密封垫(14)。

Description

双按钮

技术领域

本发明涉及一种双按钮，其包括一外壳，该外壳内容置有至少两个按钮，其中，所述按钮和所述外壳通过密封元件彼此密封隔离。

背景技术

这类按钮一般用于向所谓的人机界面发送指令。这类按钮除了可以用来通断控制电流外，如果将其用作断路器的触发器，则还可以实现断路功能。这类按钮在使用寿命、耐用性、电气部件的防水防尘密封以及制造成本和制造的过程稳定性方面需要满足很高的要求。

为此，DE 29 14 709 C2揭示了一种嵌装在配电盘中的指令设备或信号设备，这种设备为了密封设备外壳和设备上部之间的通道采用了一个由可以弹性变形的材料制成的环形滚动膜片，该滚动膜片绷紧在设备上部上并用设备外壳予以夹紧。为了借助设备外壳上一个与设备上部纵轴轴向平行的夹紧区来夹紧滚动膜片的外缘，设有一个插在设备外壳中且被设备上部贯穿的安装环，滚动膜片绷紧在该安装环上。无论外壳具有何种截面形状，该安装环均能将滚动膜片的外缘压紧在设备外壳的夹紧区上。安装设备上部时，可以通过形成在设备上部的凸肩或凸起将安装环和滚动膜片一起插入设备外壳的夹紧区内，拆卸设备上部时则可以通过设备上部从夹紧区中拉出安装环。

DE 31 43 900 A1描述一种电开关，其包括一圆柱形外壳，该外壳具有一个拧入齿轮箱壁的螺纹销。该销钉中部设有一个向外突出且伸入齿轮箱内腔的挺杆。这个挺杆的周边设有用于容置滚动膜片上的油封突出部的环形槽。滚动膜片的外缘设计成突出部且固定地夹紧在开关壳和用于容置电开关触点及复位弹簧的绝缘材料制外壳部件之间。

DE 19 16 239揭示一种包含有操纵机构的电开关，该操纵机构由一个可沿轴向移动且由开关壳壁导引的按钮构成。这个按钮由两个沿轴向插接在一起的部分构成，一个由可以弹性变形的密封材料制成的膜片上的中央孔的边缘平整地位于这两个部分之间，其中，所述膜片的外缘将一夹紧环压紧开关壳壁，使得开关壳中被该按钮贯穿的开口得到完好的密封。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于双按钮的密封方案，这种密封方案可以传递按钮的机械开关运动，但其密封效果不会因磨损严重而老化。

本发明用以达成这一目的的解决方案是具有权利要求1所述特征的双按钮。从属权利要求描述的是可以单独或结合应用的有利设计方案及改进方案。

本发明用以达成这一目的的解决方案是一种包括一外壳的双按钮，该外壳中容置有至少两个按钮，其中，所述按钮和所述外壳通过密封元件彼此密封隔离。本发明的要点在于，所述密封元件是由硅橡胶构成的密封垫。

与其他橡胶种类不同，硅橡胶的分子链中不含碳，而是由硅和氧交替构成。这一特点赋予了这种材料异乎寻常的耐高温性和耐低温性，它可以在很大的温度范围内保持其特性不发生显著变化。硅橡胶只会发生极小程度的塑性变化。此外，硅橡胶还具有极高的透气性。硅橡胶的耐热性和耐低温性介于+210℃与-60℃之间。硅橡胶特别可以耐受稀释盐酸、动物油脂和植物油脂、基于乙二醇的制动液、阻燃液压液、不超过100℃的水、脂族机油及齿轮油和高分子氯化芳烃。

本发明的密封垫优选采用在机械和光学方面都能满足较高要求的VMQ50 Shore A型固态硅橡胶(Festsilikon)。肖氏硬度是一种表明弹性体和塑料的材料特性的材料参数，由DIN 53505和DIN 7868等标准规范。肖氏硬度计的核心部件是一个用硬化钢制成的弹簧加载撞销。用该撞销在待检材料中的透入深度表示相应的肖氏硬度，再用刻度盘上从0Shore(2.5mm的透入深度)到100Shore(0mm的透入深度)的标度来进行测量。值越高就表明硬度越大。肖氏硬度计需要使用一个辅助设备来以12.5N(肖氏硬度A)或50N(肖氏硬度D)的力将待测样品按压在测量台上。与测定金属材料的硬度相比，温度在测定肖氏硬度时的作用更大。因此，测定肖氏硬度时需要将23℃的额定温度限制在±2K的温度间隔上。在0Shore至50Shore范围内，材料厚度应至少为9mm，硬度更大时应至少为6mm。

测量软弹性体的肖氏硬度A时使用钝头针。该截锥体的端面直径为0.79mm，张角为35°。加载重量为1Kg，保持时间为15秒。

根据本发明，所述双按钮的内部区域被所述硅橡胶密封垫覆盖。这个密封垫优选具有两个夹紧在压盖和挺杆之间的罩形件。这个夹紧结构为相关组件的开关过程提供了密封隔离作用。所述密封垫由此而成为一个双膜密封件。通过将该双膜密封件固定夹紧在设计为插座的外壳和照明部之间来实现对外密封。

所述密封元件优选具有一透光区。为此需要减小两个密封罩之间的材料厚度，以便达到尽可能大的透明度。

所述密封罩周围有利地设有一凸起轮廓，该凸起轮廓还将所述密封罩部分包围。根据本发明，所述硅橡胶双膜密封件夹紧在插座和照明部之间，其中，将照明部插入或卡入前环后，所述凸起轮廓的形状与一个形成在照明部上的压肋相匹配。其中，所述插座的遮盖面用作密封面。通过密封罩和挺杆之间的组合式形状配合及压紧配合实现对内密封。所述按钮由此获得一种能使其高度保持形状稳定性的内应力。

本发明的另一要点在于，开关罩或所述双膜密封件的几何形状如此设计，使得当所述压盖受到操纵时，预张膜片不发生向下翻滚，而是向下翻折。为此，所述插座具有多个与之相配的倒圆凹部。这个翻折过程可以在所述膜片过零时使下降压盖得到支撑，从而有助于触觉感知。

本发明的双膜密封件可以在保证功能稳定的情况下实现至少7.5x10⁶次开关过程的机械寿命。因而达到了IP69K这一防护等级。所述设计为翻折膜的密封件具有较高的机械强度和穿透性，其几何结构均衡，可将所产生的应力吸收并进行分配，因而主要应用于双按钮。

下文将借助实施例和附图对本发明的其他优点和实施方式进行说明。

附图说明

图1为本发明双按钮未受操纵时的剖面图；

图2为图1所示双按钮受操纵时的剖面图；

图3为图1中包含有本发明密封垫的部分在未受操纵状态下的放大剖面图；

图4为本发明密封垫的俯视透视图；

图5为图4所示密封垫的底视透视图；

图6为所述密封垫包括插座在内的分解图；

图7为包含有插座、前环、密封垫和照明部的分解图；

图8为图7所示照明部的底视透视图；以及

图9为所述照明部的俯视透视图。

具体实施方式

图1为本发明双按钮1未受操纵时的剖面图。双按钮1优选具有一个由两部分构成的外壳，该外壳包括插座2和插在该插座上的前环3。插座2实施为外壳下部。插座中优选装有两个挺杆4，这些挺杆突伸到前环3中，而前环3则插在插座上且实施为外壳上部。插座2内部布置有一个位于挺杆4之间的受照区5。用作外壳上部的前环3优选设计为超椭圆形状，因而是椭圆和矩形的混合体。前环3具有一个布置在其底侧的支承面6，该支承面分别在左右两侧突伸在插座2以外，而插座2则置中布置于前环3的下方。前环3的内部中央布置有照明部7，该照明部位于插座2中的受照区5上方。按钮8、9在前环3中分别定位于照明部7左右两侧。按钮8、9下方设有弹性元件10，优选是球头压缩弹簧(Kugeldruckfeder)。按钮8、9具有导引元件11、12，这些导引元件伸入前环3以及相应的弹性元件10中。此外，按钮8、9还具有用于容置突伸在插座2以外的挺杆4的凹槽。挺杆4穿过密封垫14后再伸入按钮8、9中。密封垫14夹紧在照明部7和插座2之间，优选具有两个罩形件15、16。罩形件15、16具有优选置中布置的带孔元件17，以便挺杆4可以贯穿密封垫14。罩形件15、16之间布置有透光区18，其下方为插座2中的受照区5，其上方为前环3中的照明部7。优选通过减小密封垫14在这个位置上的材料(一种硅橡胶，优选VMQ50 Shore A)厚度来形成透光区18。在未受操纵状态下，罩形件15、16指向前环3。为了使罩形件15、16可以在受操纵状态下指向插座2，插座2的外壳上形成有多个与所述罩形件的形状相配的凹部19。这些凹部19为罩形件15、16提供空间，以便后者在从未受操纵状态进入受操纵状态时可以进行翻折，其中，罩形件15、16遵从一种翻折机制，因此密封垫14又可称为“翻折膜”。

图2为图1所示双按钮1受操纵时的剖面图。此时，密封垫14的罩形件15、16指向插座2并抵靠在凹部19上。罩形件15、16遵从一种翻折机制，也就是说，它们不是沿挺杆4的壁连续翻滚，而是形成褶皱，从而产生罩形件15、16自发翻折的效果。这个过程是间断进行，与膜片的连续翻滚相比其优点在于，本发明的密封垫14不会因为在翻滚过程中受到摩擦而磨损。从图2中还可看出，可分别加以单独操纵的按钮8、9在操纵过程中受到三个组件的导引。其一是挺杆4和伸入弹性元件10的导引元件11、12，它们的作用是定向。其次，前环3通过其边缘20和止动臂21也可以对按钮8、9产生导引作用。

图3为图1中包含有本发明密封垫14的部分在未受操纵状态下的放大剖面图。密封垫14指向前环3并被挺杆4贯穿。形成在插座2的外壳上的凹部19使得密封垫14可以在受操纵状态下进行翻折。

图4为本发明密封垫14的俯视透视图。密封垫14的基本形状优选为一超椭圆，因而与前环3的基本形状相匹配。受照区5置中布置且布置在两个罩形件15、16的中间。罩形件15、16具有优选置中布置的带孔元件17。此外，密封垫14在其彼此平行延伸的无曲率侧边22、23上具有突出部24。

图5展示的是密封垫14的底视透视图。从中可以看到，有一凸起轮廓25将罩形件15、16和突出部24(部分)包围。

图6为所述密封垫14包括插座2在内的分解图。插座2具有一支承元件26，该支承元件优选同样设计成超椭圆形状，且具有两个用于罩形件15、16的凹部19和布置在这两个凹部之间的透射区27。支承元件26具有多个布置在其边缘的闭锁元件28。

图7为包含有插座2、前环3、密封垫14和照明部7的分解图。照明部7具有一个布置在板件30上的盒形附件29。板件30的各角部均设有指向下方的闭锁元件31。

图8为图7所示照明部的底视透视图。如图所示，在该照明部的底侧设有多个布置在盒形附件29左右两侧的凹部32，这些凹部用于容置罩形件15、16。凹部32被一个在盒形附件29下方封闭延伸的压肋33部分包围。

图9为所述照明部7的俯视透视图。

本发明的双按钮可以传递按钮的机械开关运动，但其密封效果不会因磨损严重而老化。

Claims

1.一种双按钮，其包括一外壳，所述外壳内容置有至少两个按钮(8，9)，其中，所述按钮(8，9)和所述外壳通过一密封元件彼此密封隔离，其特征在于，

所述密封元件是一由硅橡胶构成的密封垫(14)。

2.根据权利要求1所述的双按钮，其特征在于，

所述密封元件具有至少两个密封罩(15，16)。

3.根据权利要求1或2所述的双按钮，其特征在于，

所述密封元件具有一透光区(5)。

4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的双按钮，其特征在于，

所述密封罩(15，16)被一凸起结构(25)包围。

5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的双按钮，其特征在于，

所述密封元件设计为翻折膜。