DE102008038664B4

DE102008038664B4 - Elektrische Schalteranordnung

Info

Publication number: DE102008038664B4
Application number: DE102008038664.2A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Zinselmeier
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2028-08-14
Also published as: DE102008038664A1

Abstract

Elektrische Schalteranordnung umfassend zumindest zwei mit jeweils einer Betätigungstaste (1) versehene Tastschalter, deren ortsfeste Kontaktelemente (2) als Kontaktflächen auf einem Substrat (3) ausgebildet sind, und deren bewegbare Kontaktelemente (4) diesen gegenüberliegend in den Schaltdomen (5) einer Domschaltmatte (6) angeordnet sind, wobei zur Übertragung des Hubes der Betätigungstasten (1) auf die Schaltdome (5) axial beweglich geführte Stößel (7) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung der Stößel (7) schräg zur Fläche des Substrats (3) verläuft, dass die Schaltdome (5) von einem gemeinsamen, parallel zu dem Substrat (3) ausgerichteten, plattenförmigen Element (8) überdeckt sind, und dass die Stößel (7) mit ihren den Betätigungstasten (1) abgewandten Enden (7') in direktem, berührenden Kontakt mit dem plattenförmigen Element (8) sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schalteranordnung umfassend zumindest zwei mit jeweils einer Betätigungstaste versehene Tastschalter, deren ortsfeste Kontaktelemente als Kontaktflächen auf einem Substrat ausgebildet sind, und deren bewegbare Kontaktelemente diesen gegenüberliegend in den Schaltdomen einer Domschaltmatte angeordnet sind, wobei zur Übertragung des Hubes der Betätigungstasten auf die Schaltdome axial beweglich geführte Stößel vorgesehen sind.
Solche elektrischen Schalteranordnungen kommen in vielfältiger Ausgestaltung insbesondere bei elektronischen Geräten mit Tastaturen, Bedienfeldern und ähnlichem zur Anwendung.
Je nach Gestaltung der Bedienoberfläche kann es erforderlich sein, Tastschalter mit einer unterschiedlichen Betätigungsrichtung vorzusehen, etwa, wenn eine gewölbte oder mit Abwinklungen versehene Oberfläche vorhanden ist, in der Tastschalter jeweils in einer Richtung senkrecht zu dem Oberflächenbereich an ihrer Position betätigbar sind. Dadurch ergibt sich eine Ansteuerungsrichtung der Schaltdome, die nicht senkrecht zur Ebene des Substrats und der auf diesem flächig aufliegenden Domschaltmatte verläuft, so dass die Schaltdome schräg einknicken können, was zu Kontaktproblemen führen kann.
In der DE 34 14 920 A1 ist eine elektrische Schalteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 offenbart. Das dort gezeigte Tastenfeld umfasst eine Vielzahl von Tastschaltern, die mit in einer gewölbten Bedienoberfläche angeordneten Betätigungstasten versehen sind. Die bewegbaren Kontaktelemente der Tastschalter sind in Schaltdomen einer Domschaltmatte angeordnet, und axial beweglich geführte Stößel sind zur Übertragung des Hubes der Betätigungstasten auf die Schaltdome vorhanden. Eine gedruckte Leiterplatte, auf der die ortsfesten Kontaktelemente der Tastschalter als Kontaktflächen ausgebildet sind, ist in diesem Falle gekrümmt ausgeführt, so dass ihre Oberfläche an jeder Position parallel zur Bedienoberfläche verläuft. Dadurch ist gewährleistet, dass alle Schaltdome durch die ihnen zugeordneten Stößel senkrecht zur Leiterplattenoberfläche angesteuert werden, um somit ein einwandfreies Schaltverhalten zu gewährleisten.
Der Einsatz einer solchen gekrümmten Leiterplatte, oder alternativ dazu das Vorsehen mehrerer winklig zueinander angeordneter und miteinander elektrisch verbundener, ebener Leiterplatten ist mit einem nicht unerheblichen Herstellungsaufwand verbunden.
Aus den US-Patentschriften US 5,767,463 , US 5,957,272 und US 3,942,145 sind jeweils Schalteranordnungen mit Betätigungstasten bekannt, deren bewegbare Kontaktelemente von einem axial beweglich geführten Stößel betätigbar sind und deren ortsfeste Kontaktelemente auf einem Substrat angeordnet sind, wobei die Betätigungsrichtung der Stößel schräg zu der Fläche des Substrats verläuft.
Die elektrische Schalteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass bei einer ebenen Standard-Leiterplatte eine einwandfreie Ansteuerung der Schaltdome aus unterschiedlichen, insbesondere nicht senkrecht zur Leiterplattenoberfläche verlaufenden Richtungen möglich ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Bewegungsrichtung der Stößel schräg zur Fläche des Substrats verläuft, dass die Schaltdome von einem gemeinsamen, parallel zu dem Substrat ausgerichteten plattenförmigen Element überdeckt sind, und dass die Stößel mit ihren den Betätigungstasten abgewandten Enden in direktem, berührenden Kontakt mit dem plattenförmigen Element sind.
Ein besonders kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen elektrischen Schalteranordnung ergibt sich dadurch, dass die Stößel in einem Führungsblock axial beweglich geführt sind, welcher mit seiner Unterseite an dem plattenförmigen Element anliegt und mit Fortsätzen auf dem Substrat befestigt ist.
Das Substrat ist bevorzugt durch eine Leiterplatte gebildet, auf der die ortsfesten Kontaktelemente als Kontaktflächen ausgebildet sind. Die bewegbaren Kontaktelemente sind dabei als Kontaktpillen in den Schaltdomen der Domschaltmatte angeordnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen einer erfindungsgemäßen elektrischen Schalteranordnung werden anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Schalteranordnung als Explosionsdarstellung
2 die elektrische Schalteranordnung aus 1 als Zusammenbauansicht
3 die elektrische Schalteranordnung aus 1 im Längsschnitt

Wie in der Zeichnung zu sehen, umfasst die, in diesem Falle drei einzelne, jeweils mit einer Betätigungstaste 1 versehene Tastschalter aufweisende, erfindungsgemäße elektrische Schalteranordnung ein durch eine Leiterplatte gebildetes Substrat 3, auf dem die ortsfesten Kontaktelemente 2 der Tastschalter als Kontaktflächen ausgebildet sind. Die bewegbaren Kontaktelemente 4 der Tastschalter sind diesen Kontaktflächen gegenüberliegend als sogenannte Kontaktpillen in den Schaltdomen 5 einer Domschaltmatte 6 angeordnet. Die drei Schaltdome 5 der Domschaltmatte 6 werden von einem gemeinsamen, parallel zu dem Substrat 3 ausgerichteten, plattenförmigen Element 8 überdeckt. Zur Übertragung des Hubes der Betätigungstasten 1 der Tastschalter auf die Schaltdome 5 sind in diesem Falle drei als längliche zylindrische Körper ausgeführte Stößel 7 vorhanden, die in einem Führungsblock 9 axial beweglich geführt sind. Der Führungsblock 9 liegt mit seiner Unterseite an dem plattenförmigen Element 8 an und ist mit drei Fortsätzen 10 auf dem Substrat 3 befestigt, so dass das plattenförmige Element 8 durch die elastische Federwirkung der Schaltdome 5 quasi zwischen der Unterseite des Führungsblocks 9 und den Schaltdomen 5 der Domschaltmatte 6 eingespannt ist.
Beim Betätigen eines der Tastschalter durch Drücken auf dessen Betätigungstaste 1 wird der mit dieser Betätigungstaste 1 verbundene Stößel 7 nach unten bewegt und drückt dabei seinerseits das plattenförmige Element 8 am Ort seiner Anlage an diesem nach unten. Der direkt unterhalb dieser Berührungsstelle zwischen Stößelende 7' und plattenförmigem Element 8 befindliche Schaltdom 5 der Domschaltmatte 6 wird dabei betätigt und somit der zugeordnete elektrische Kontakt geschlossen, indem das bewegbare Kontaktelement 4 die gegenüberliegenden ortsfesten Kontaktelemente 2 überbrückt. Die beiden anderen Schaltdome 5 werden dabei aufgrund ihres Abstandes zum Ort der eingeleiteten Kraft nicht betätigt sondern stützen vielmehr das plattenförmige Element 8 ab, welches somit eine Kippbewegung vollführt.
Durch die schräg zur Fläche des Substrats 3 und somit auch schräg zur Fläche des plattenförmigen Elements 8 verlaufende Bewegungsrichtung der Stößel 7 führen diese bei Betätigung neben der erwünschten Hubbewegung auch eine unerwünschte aber unvermeidbare laterale Bewegung aus. Diese seitliche Bewegungskomponente der Stößelenden 7' führt aber in dieser Konstellation nicht zu einem schrägen Einknicken der Schaltdome 6 sondern wird in eine Gleitbewegung auf dem plattenförmigen Element 8 umgesetzt. Die den Betätigungstasten 1 abgewandten, in direktem, berührenden Kontakt mit dem plattenförmigen Element 8 stehenden Enden 7' der Stößel 7 sind aus diesem Grunde abgerundet ausgeführt. Zusätzlich dazu sind die Materialien der Stößel 7 und des plattenförmigen Elements 8 bevorzugt so gewählt, dass zwischen diesen nur eine geringe Gleitreibung entsteht.

Claims

Elektrische Schalteranordnung umfassend zumindest zwei mit jeweils einer Betätigungstaste (1) versehene Tastschalter, deren ortsfeste Kontaktelemente (2) als Kontaktflächen auf einem Substrat (3) ausgebildet sind, und deren bewegbare Kontaktelemente (4) diesen gegenüberliegend in den Schaltdomen (5) einer Domschaltmatte (6) angeordnet sind, wobei zur Übertragung des Hubes der Betätigungstasten (1) auf die Schaltdome (5) axial beweglich geführte Stößel (7) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung der Stößel (7) schräg zur Fläche des Substrats (3) verläuft, dass die Schaltdome (5) von einem gemeinsamen, parallel zu dem Substrat (3) ausgerichteten, plattenförmigen Element (8) überdeckt sind, und dass die Stößel (7) mit ihren den Betätigungstasten (1) abgewandten Enden (7') in direktem, berührenden Kontakt mit dem plattenförmigen Element (8) sind.
Elektrische Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (7) in einem Führungsblock (9) axial beweglich geführt sind, welcher mit seiner Unterseite an dem plattenförmigen Element (8) anliegt und mit Fortsätzen (10) auf dem Substrat (3) befestigt ist.
Elektrische Schalteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) durch eine Leiterplatte gebildet ist, auf der die ortsfesten Kontaktelemente (2) als Kontaktflächen ausgebildet sind, und dass die bewegbaren Kontaktelemente (4) als Kontaktpillen in den Schaltdomen (5) der Domschaltmatte (6) angeordnet sind.