DE102004034554A1

DE102004034554A1 - Tastschalter

Info

Publication number: DE102004034554A1
Application number: DE200410034554
Authority: DE
Inventors: Alfred Kotouczek-Zeise; Walter Spitzl
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2004-07-17
Filing date: 2004-07-17
Publication date: 2006-02-16
Also published as: ITMI20051290A1

Abstract

Es wird ein Tastschalter (10) zur Verwendung zum Beispiel für eine Schaltuhr eines Kochherdes vorgeschlagen, der bei Verwendung einer Standard-Leiterplatte (12) mit Schaltmatte (16) in der Art einer Folientastatur ausgebildet ist. Hierzu enthält der Tastschalter (10) wenigstens einen Schaltkontakt (14) auf einer Leiterplatte (12); eine Schaltmatte (16), die auf der Leiterplatte befestigt ist und im Bereich des wenigstens einen Schaltkontakts eine Aufwölbung (18) aufweist, an dessen dem wenigstens einen Schaltkontakt zugewandter Seite eine Kontaktfläche (20) vorgesehen ist; einen Stößel (22), wobei das eine Ende des Stößels mit der Aufwölbung der Schaltmatte in Kontakt steht und bei einem Druck auf das andere Ende des Stößels die Kontaktfläche der Aufwölbung der Schaltmatte mit dem wenigstens einen Schaltkontakt in Kontakt bringbar ist und wobei der Stößel (22) in seiner Ruhestellung die Aufwölbung (18) der Schaltmatte (16) zu einem geringen Abstand (P) zwischen der Kontaktfläche (20) der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt (14) vorspannt; und einen Folientastkopf (30), der an dem anderen Ende des Stößels vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tastschalter, und insbesondere einen Tastschalter einer Folientastatur zur Verwendung in Bedienungseinrichtungen für Haushaltsgeräte, wie beispielsweise Schaltuhren von Kochherden und dergleichen.

Bei elektronischen Haushaltsgeräten, wie zum Beispiel Kochherden, Mikrowellenherden, Kochfeldern, Waschmaschinen, Wäschetrocknern, Spülmaschinen und dergleichen sollen in den jeweiligen Bedienungseinrichtungen vermehrt auch benutzerfreundliche Folientastaturen eingesetzt werden.

Ein herkömmlicher Tastschalter enthält zum Beispiel wenigstens einen Schaltkontakt auf einer Leiterplatte, eine Schaltmatte, die auf der Leiterplatte befestigt ist und im Bereich des wenigstens einen Schaltkontakts eine Aufwölbung aufweist, an dessen dem wenigstens einen Schaltkontakt zugewandter Seite eine Kontaktfläche vorgesehen ist, einen Stößel, wobei das eine Ende des Stößels mit der Aufwölbung der Schaltmatte in Kontakt steht und bei einem Druck auf das andere Ende des Stößels die Kontaktfläche der Aufwölbung der Schaltmatte mit dem wenigstens einen Schaltkontakt in Kontakt bringbar ist, und einen Tastkopf zum Ausüben des Drucks auf das andere Ende des Stößels durch einen Finger eines Benutzers, um den Tastschalter zu betätigen. Übliche Schaltmatten haben dabei einen Hub von bis zu etwa 1 mm, sodass als Tastkopf kein Folientastkopf verwendet werden kann, da dessen Folie aufgrund des relativen großen Hubs an den bewegten Stellen leicht aufbrechen würde.

Aus diesem Grunde können Tastschalter in der Art einer Folientastatur zum Beispiel mit so genannten Mikrohubtasten konstruiert werden, um den Hub auf etwa 0,4 bis 0,8 mm zu verringern. In diesem Fall muss jedoch auf einer Standard-Leiterplatte, bei der eine Schaltmatte entflechtet ist, eine weitere Entflechtung für die Mikrohubtasten vorgenommen werden. Dies verkompliziert den Aufbau des Tastschalters und erhöht so dessen Herstellungskosten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tastschalter derart weiter zu entwickeln, dass der Tastschalter trotz Verwendung einer Standard-Leiterplatte mit Schaltmatte auf einfache und zuverlässige Weise in der Art einer Folientastatur ausgebildet sein kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Tastschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Tastschalter gemäß der vorliegenden Erfindung enthält wenigstens einen Schaltkontakt auf einer Leiterplatte; eine Schaltmatte, die auf der Leiterplatte befestigt ist und im Bereich des wenigstens einen Schaltkontakts eine Aufwölbung aufweist, an dessen dem wenigstens einen Schaltkontakt zugewandter Seite eine Kontaktfläche vorgesehen ist; einen Stößel, wobei das eine Ende des Stößels mit der Aufwölbung der Schaltmatte in Kontakt steht und bei einem Druck auf das andere Ende des Stößels die Kontaktfläche der Aufwölbung der Schaltmatte mit dem wenigstens einen Schaltkontakt in Kontakt bringbar ist, und wobei der Stößel in seiner Ruhestellung die Aufwölbung der Schaltmatte zu einem geringen Abstand zwischen der Kontaktfläche der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt vorspannt; und einen Folientastkopf, der an dem anderen Ende des Stößels vorgesehen ist.

Durch die Vorspannung der Schaltmatte zu einem geringen Abstand zwischen der Kontaktfläche der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt in der Ruhestellung des Stößels, wird der eigentliche Hub der Aufwölbung der Schaltmatte deutlich verringert, sodass der Tastkopf problemlos als Folientastkopf ausgebildet sein kann.

Der geringe Abstand zwischen der Kontaktfläche der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt in der Ruhestellung des Stößels beträgt bevorzugt maximal etwa 0,4 mm bis 0,8 mm.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Stößel einen in einer Ausnehmung eines Trägers aufgenommenen Schaft und an seinem der Aufwölbung der Schaltmatte zugewandten Ende einen Ansatz auf. Der Ansatz hat dabei ein größeres Außenmaß als die Ausnehmung des Trägers, sodass sich der Ansatz in der Ruhestellung des Stößels gegen die der Aufwölbung der Schaltmatte zugewandte Seite des Trägers abstützt, um die oben genannte Vorspannung der Schaltmatte zur Begrenzung des Hubs entsprechend der Dicke des Ansatzes zu erzielen.

Der Stößel kann ferner mit einem Anschlag versehen sein, der die Bewegung des Stößels in Richtung zu der Aufwölbung der Schaltmatte begrenzt, um eine Beschädigung der Schaltmatte, des wenigstens einen Schaltkontakts und der Leiterplatte bei zu starkem Druck über den Folientastkopf auf den Stößel zu verhindern.

Außerdem kann der Stößel derart in dem Träger elastisch gelagert sein, dass der Stößel in seine Ruhestellung in Richtung weg von der Aufwölbung der Schaltmatte vorgespannt ist.

Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigt die einzige 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Tastschalters der vorliegenden Erfindung.
Der in 1 schematisch dargestellte Tastschalter der Erfindung kann vorteilhafterweise in einer Bedienungseinrichtung wie beispielsweise einer Schaltuhr eines elektronischen Haushaltsgeräts wie beispielsweise eines Kochherdes, eines Mikrowellenherdes, eines Kochfeldes, einer Waschmaschine, eines Wäschetrockners, einer Spülmaschine und dergleichen verwendet werden.
Der Tastschalter 10 weist eine Standard-Leiterplatte 12 mit aufgedruckten Leitern, von denen in 1 nur zwei Leiter als der wenigstens eine Schaltkontakt 14 der Erfindung dargestellt sind, auf. Zum Auslösen eines Schaltvorgangs sollen diese zwei Schaltkontakte 14 bei Betätigung des Tastschalters 10 durch einen Benutzer elektrisch überbrückt werden. Zu diesem Zweck ist an der Leiterplatte 12 eine so genannte Schaltmatte 16 befestigt, die im Bereich des wenigstens einen Schaltkontakts 14 eine Aufwölbung 18 bzw. einen so genannten Dom aufweist, an dessen dem wenigstens einen Schaltkontakt 14 zugewandter Innenseite eine Kontaktfläche 20 in der Form einer elektrisch leitenden Metallisierung vorgesehen ist.
Die Aufwölbung 18 und bevorzugt die gesamte Schaltmatte kann aus einem elastischen Kunststoffmaterial gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Aufwölbung 18 auch aus federnden Metallscheiben aufgebaut sein. Der Hub, d.h. der Abstand zwischen der Kontaktfläche 20 der Aufwölbung 18 und dem wenigstens einen Schaltkontakt 14 der Leiterplatte 12, beträgt bei einer gewöhnlichen Schaltmatte 16 für Standard-Leiterplatten 12 zum Beispiel etwa 1,0 mm. Dieser Wert ist für den Aufbau einer Folientastatur deutlich zu groß, da die Folie aufgrund des relativen großen Hubs an den bewegten Stellen leicht aufbrechen würde.
Um dennoch eine Standard-Leiterplatte 12 mit einer gewöhnlichen Schaltmatte 16 ohne großen Aufwand für einen Folientastschalter verwenden zu können, ist der Tastschalter 10 der Erfindung wie folgt aufgebaut.
Der Tastschalter 10 weist einen Träger 26 auf, der zugleich als Gehäuse dient, Dieser Träger besitzt im Bereich der Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 einen im Wesentlichen rohrförmigen Ansatz mit einer Ausnehmung 28, der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Leiterplatte 12 erstreckt und zur Aufnahme und Führung eines Stößels 22 dient. Die Geometrien der Ausnehmung 28 und des Stößels 22 sind aufeinander abgestimmt, dabei aber grundsätzlich beliebig. Das der Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 zugewandte Ende des Stößels 22 steht mit der Aufwölbung 18 in Kontakt, und an dem anderen, der Aufwölbung 18 abgewandten Ende ist ein Folientastkopf 30 zur Betätigung des Tastschalters 10 durch einen Benutzer vorgesehen. Der Träger 26 ist ferner mit einem Befestigungsvorsprung 27 zum Befestigen der Leiterplatte 12 versehen.
Der Folientastkopf 30 enthält eine Folie 32, die sich über den Träger 26 erstreckt und diesen abdeckt. Im Bereich der Ausnehmung 28 des Trägers 26 steht die Folie 32 etwas nach außen, um dem Benutzer die Position des Tastschalters 10 anzuzeigen. Zusätzlich kann die Folie natürlich mit Symbolen und dergleichen bedruckt sein. Zwischen der Folie 30 und dem Stößel 22 ist bevorzugt eine elastische Kappe 34 vorgesehen, um das Bediengefühl des Tastschalters 10 zu verbessern und die Folie 32 mechanisch zu schützen.
Zur Betätigung des Tastschalters 10 drückt der Benutzer mit dem Finger im Bereich der Ausnehmung 28 des Trägers 26 auf die Folie 32 und drückt damit den linear verschiebbaren Stößel 22 gegen die Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16. Die Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 wird so nach unten gedrückt, um die Kontaktfläche 20 an der Innenseite der Aufwölbung 18 mit den Schaltkontakten 14 in Kontakt zu bringen und diese damit zu überbrücken, um den gewünschten Schaltvorgang auszulösen.
Um eine Beschädigung der Schaltmatte 16, der Schaltkontakte 14 und der Leiterplatte 12 zu verhindern, kann der Stößel 22 ferner mit einem Anschlag (nicht dargestellt) ausgebildet sein, um die Bewegung des Stößels 22 in Richtung zur Leiterplatte 12 zu begrenzen. Außerdem kann der Stößel 22 elastisch in der Ausnehmung 28 des Trägers 26 gelagert sein, um die Rückstellung des Stößels in seine Ruhestellung durch die Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 zu unterstützen.
Zur Reduzierung des Hubs des Stößels 22, um wie oben erläutert eine Beschädigung der Folie 32 durch eine zu große Hubbewegung zu verhindern, weist der Stößel 22 einen Schaft 23, der in der Ausnehmung 28 des Trägers 26 geführt ist, sowie an seinem der Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 zugewandten Ende einen Ansatz 24 auf. Der Ansatz 24 besitzt ein größeres Außenmaß als die Ausnehmung 28 des Trägers 26, sodass sich der Ansatz 24 des Stößels 22 in seiner Ruhestellung (keine Betätigung des Tastschalters 10) gegen das der Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 zugewandte Ende des Trägers 26 abstützt.
Die Dicke des Ansatzes 24 des Stößels 22 ist dabei derart bemessen, dass der Ansatz 24 des Stößels 22 in der Ruhestellung des Stößels 22 sowohl gegen den Träger 26 abstützt als auch gegen die Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 anliegt und die Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 in Richtung zu den Schaltkontakten 14 auf der Leiterplatte 12 um ein gewisses Maß vorspannt. Der Abstand zwischen der Kontaktfläche 20 der Aufwölbung 18 der Schaltmatte 16 und den Schaltkontakten 14 auf der Leiterplatte 12 ist so in der Ruhestellung des Stößels 22 auf ein kleines Maß P verringert, sodass auch der Hub des Stößels 22 auf dieses relativ kleine Maß P verringert ist. Der Hub P beträgt bevorzugt maximal 0,4 bis 0,8 mm. Bei einem derart kleinen Hub des Stößels 22 wird eine Beschädigung der Folie 32 verhindert.
Auf diese Weise ist es möglich, trotz Verwendung einer Standard-Leiterplatte 12 mit Schaltmatte 16 und bei einem einfachen und daher kostengünstigen Aufbau den Tastschalter 10 in der Art einer Folientastatur auszubilden.

10: Tastschalter
12: Leiterplatte
14: Schaltkontakte
16: Schaltmatte
18: Aufwölbung bzw. Dom der Schaltmatte
20: Kontaktfläche bzw. Metallisierung der Schaltmatte
22: Stößel
23: Schaft
24: Ansatz des Stößels
26: Träger
27: Befestigungsvorsprung
28: Ausnehmung des Trägers
30: Folientastkopf
32: Folie
34: elastische Kappe

Claims

Tastschalter (10), mit wenigstens einem Schaltkontakt (14) auf einer Leiterplatte (12); einer Schaltmatte (16), die auf der Leiterplatte befestigt ist und im Bereich des wenigstens einen Schaltkontakts eine Aufwölbung (18) aufweist, an dessen dem wenigstens einen Schaltkontakt zugewandter Seite eine Kontaktfläche (20) vorgesehen ist; einem Stößel (22), wobei das eine Ende des Stößels mit der Aufwölbung der Schaltmatte in Kontakt steht und bei einem Druck auf das andere Ende des Stößels die Kontaktfläche der Aufwölbung der Schaltmatte mit dem wenigstens einen Schaltkontakt in Kontakt bringbar ist, und wobei der Stößel (22) in seiner Ruhestellung die Aufwölbung (18) der Schaltmatte (16) zu einem geringen Abstand (P) zwischen der Kontaktfläche (20) der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt (14) vorspannt; und einem Folientastkopf (30), der an dem anderen Ende des Stößels vorgesehen ist.
Tastschalter nach Anspruch 1, bei welchem der geringe Abstand (P) zwischen der Kontaktfläche (20) der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt (14) in der Ruhestellung des Stößels (22) maximal etwa 0,8 mm beträgt.
Tastschalter nach Anspruch 1, bei welchem der geringe Abstand (P) zwischen der Kontaktfläche (20) der Aufwölbung und dem wenigstens einen Schaltkontakt (14) in der Ruhestellung des Stößels (22) maximal etwa 0,4 mm beträgt.
Tastschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Stößel (22) einen in einer Ausnehmung (28) eines Trägers (26) aufgenommenen Schaft (23) und an seinem der Aufwölbung (18) der Schaltmatte (16) zugewandten Ende einen Ansatz (24) aufweist, wobei der Ansatz ein größeres Außenmaß als die Ausnehmung des Trägers besitzt, sodass sich der Ansatz in der Ruhestellung des Stößels gegen die der Aufwölbung der Schaltmatte zugewandte Seite des Trägers abstützt.
Tastschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Stößel (22) ferner mit einem Anschlag versehen ist, um die Bewegung des Stößels in Richtung zu der Aufwölbung der Schaltmatte zu begrenzen.
Tastschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Stößel (22) derart in dem Träger elastisch gelagert ist, dass der Stößel in seine Ruhestellung in Richtung weg von der Aufwölbung der Schaltmatte vorgespannt ist.