DE102007027218A1

DE102007027218A1 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE102007027218A1
Application number: DE102007027218A
Authority: DE
Inventors: Oliver Nehrig
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2008152066A3; WO2008152066A2

Abstract

Ein elektrischer Schalter mit ersten und zweiten Kontaktflächen auf einem Substrat als Festkontakte sowie mit einer metallischen Schnappscheibe, die randseitig mit zumindest einer der ersten Kontaktflächen in dauerhaftem elektrischen Kontakt ist und die bei Einwirken einer Betätigungskraft umschnappt und zumindest eine zweiten Kontaktfläche ebenfalls elektrisch kontaktiert, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe mit mehreren sich radial zu ihrem Zentrum hin erstreckenden Kontaktlamellen versehen ist, deren freie Enden zur Kontaktierung der zweiten Kontaktfläche vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit ersten und zweiten Kontaktflächen auf einem Substrat als Festkontakten sowie mit einer metallischen Schnappscheibe, die randseitig mit zumindest einer der ersten Kontaktflächen in dauerhaftem elektrischen Kontakt ist, und die bei Einwirken einer Betätigungskraft umschnappt und zumindest eine zweite Kontaktfläche ebenfalls elektrisch kontaktiert.
Solche elektrischen Schalter, die insbesondere in der Art eines Kurzhubtasters ausgebildet sind, kommen in vielfältiger Ausgestaltung insbesondere bei elektronischen Geräten mit Tastaturen, Bedienfeldern und ähnlichem zur Anwendung.
In der DE 10 2004 040 395 A1 ist ein elektrischer Schalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 offenbart. Das Kontaktsystem des Schalters besteht aus ersten und zweiten Festkontakten die als Kontaktflächen auf einem Schaltungsträger ausgebildet sind, sowie aus einem mittels eines Betätigungsorgans betätigbaren Schaltkontakt. Bei dem Schaltkontakt handelt es sich um eine metallische Schnappscheibe, die durch die Einwirkung einer Betätigungskraft aus einer ersten stabilen Form schlagartig in eine zweite instabile Form überführbar ist. Die Schnappscheibe ist mit einem zentralen Loch versehen, dessen Rand bei betätigtem Schalter an dem als ringförmige Leiterbahn ausgebildeten zweiten Festkontakt zur Anlage kommt.
Bei solchen elektrischen Schaltern kann es jedoch zu Kontaktfehlern insbesondere durch Verschmutzung der Kontaktflächen kommen. So können beispielsweise Glasfasern aus der Leiterplattenproduktion, insbesondere bei der mechanischen Trennung mehrerer Leiterplatten voneinander die elektrischen Kontaktbereiche isolieren. Während des Betriebes des Schalters können durch mangelnde Abdichtung Schmutzpartikel in den Schalter eindringen, oder durch Betätigung die elektrischen Kontaktflächen auf der Leiterplatte durchgerieben werden, und der entstehende Schmutz den elektrischen Kontakt isolieren.
Der elektrische Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung ist gegenüber solchen Einflüssen weitgehend unempfindlich.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Schnappscheibe mit mehreren sich radial zu ihrem Zentrum hin erstreckenden Kontaktlamellen versehen ist, deren freie Enden zur Kontaktierung der zweiten Kontaktfläche vorgesehen sind.
Durch die Ausbildung mehrerer redundanter Kontaktstellen an den Enden der Kontaktlamellen ist eine deutlich sicherere Kontaktierung ermöglicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters als Ansicht
2 den Schalter aus 1 im Längsschnitt
Wie in der Zeichnung zu sehen, besteht der erfindungsgemäße elektrische Schalter aus einer Leiterplatte als Substrat 3, einer metallischen Schnappscheibe 4 und einem Betätigungselement 6. Auf dem Substrat 3 sind die Festkontakte des Schalters als Kontaktflächen 1, 2 ausgebildet. Dabei sind vier erste Kontaktflächen 1 vorhanden, die an den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind, und eine zweite Kontaktfläche 2, die ringförmig ausgebildet ist und sich in der Mitte des Quadrates befindet. Die metallische Schnappscheibe 4 hat grundsätzlich die Form einer Kugelkalotte 4', die im Bereich ihres Scheitelpunktes mit einer mittigen Öffnung 4'' versehen ist. Vom Rand der Kugelkalotte 4' auf die mittige Öffnung 4'' hin zulaufend sind mehrere Kontaktlamellen 5 freigestellt, die im Bereich ihrer freien Enden jeweils mit einer Sicke 5' versehen sind. Der Rand der metallischen Schnappscheibe 4 ist mit den vier ersten Kontaktflächen 1 in dauerhaften elektrischen Kontakt gestellt. Dies geschieht, indem die Schnappscheibe 4 z. B. durch eine Klebeverbindung in ihrer die vier Kontaktflächen 1 berührenden Position mechanisch fixiert ist. Eine alternative Möglichkeit der Fixierung ist etwa durch Lötverbindungen möglich, die entweder die Schnappscheibe 4 direkt sowohl mechanisch als auch elektrisch mit den Kontaktflächen 1 verbinden, oder indem in der Zeichnung nicht dargestellte, an die Schnappscheibe 4 außenseitig angeformte Haltelaschen mit weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Kontaktflächen auf dem Substrat 3 durch Lötstellen verbunden werden. Letztere Variante hat den Vorteil, die mechanischen Eigenschaften der Schnappscheibe 4 bezüglich ihres Umschnappverhaltens nicht negativ zu beeinflussen.
Durch Einwirken einer Betätigungskraft auf das Betätigungselement 6 wird die Kugelkalotte 4' der Schnappscheibe 4 verformt, wobei ab einer gewissen Krafteinleitung und der damit einhergehenden Verformung ein schlagartiges Umschnappen der Schnappscheibe 4 aus ihrer stabilen Ausgangsform in eine instabile Form erfolgt. Durch dieses Umschnappen werden die Kontaktlamellen 5 der Schnappscheibe 4 mit den Scheitelpunkten der eingeformten Sicken 5' auf die ringförmig ausgebildete zweite Kontaktfläche 2 auf dem Substrat 3 gedrückt, so dass auch diese durch die Schnappscheibe 4 elektrisch kontaktiert wird. Dadurch ist die zweite Kontaktfläche 2 mit den ersten Kontaktflächen 1 elektrisch leitend verbunden und der Schalter geschlossen.
Der Federweg der Kontaktlamellen 5 ist dabei zumindest so groß, dass Unebenheiten oder Verschmutzungen auf der Kontaktfläche 2, die den elektrischen Kontakt einer Kontaktlamelle 5 stören, sich nicht negativ auf die anderen Kontaktlamellen 5 auswirken können, so dass durch die Mehrzahl der Kontaktlamellen 5 und die somit gegebene Redundanz stets eine sichere Kontaktierung möglich ist.
In der Mitte der ringförmigen zweiten Kontaktfläche 2 kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte Lichtquelle, z. B. in Form einer LED auf dem Substrat 3 angebracht sein, die mit ihrer Lichtausstrahlung durch die Öffnung 4' in der Schnappscheibe 4 und durch ein transparentes Betätigungselement 6 hindurch sichtbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004040395 A1 [0003]

Claims

Elektrischer Schalter mit ersten und zweiten Kontaktflächen (1, 2) auf einem Substrat (3) als Festkontakte sowie mit einer metallischen Schnappscheibe (4), die randseitig mit zumindest einer der ersten Kontaktflächen (1) in dauerhaftem elektrischen Kontakt ist, und die bei Einwirken einer Betätigungskraft umschnappt und zumindest eine zweite Kontaktfläche (2) ebenfalls elektrisch kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe (4) mit mehreren sich radial zu ihrem Zentrum hin erstreckenden Kontaktlamellen (5) versehen ist, deren freie Enden zur Kontaktierung der zweiten Kontaktfläche (2) vorgesehen sind.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe (4) die Form einer Kugelkalotte (4') hat, die im Bereich ihres Scheitelpunktes mit einer mittigen Öffnung (4'') versehen ist, und dass vom Rand der Kugelkalotte (4') auf die mittige Öffnung (4'') hin zulaufend mehrere Kontaktlamellen (5) freigestellt sind, die im Bereich ihrer freien Enden jeweils mit einer Sicke (5') versehen sind.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) eine Leiterplatte ist, und dass die ersten bzw. zweiten Kontaktflächen (1, 2) als kreis- bzw. ringförmige Leiterbahnen auf der Leiterplatte ausgebildet sind, und dass die Schnappscheibe (4) auf dem Substrat (3) mechanisch fixiert ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrat (3) eine Lichtquelle angeordnet ist, deren Lichtausstrahlung durch die mittige Öffnung (4') der Schnappscheibe (4) sichtbar ist.