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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Technisches Gebiet
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Die vorlegende Erfindung betrifft einen Tastschalter und insbesondere eine Schalterstruktur mit Anzeige und Wiedergabefunktion.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Eine verbesserte elektrische Verbindungsstruktur zur Verwendung in einem Tastschalter ist momentan im Handel erhältlich. Grundsätzlich ist dabei ein flexibles Flachbandkabel in einer Basis vorgesehen und mit der Leiterplatte verbunden, die auf einem beweglichen Träger gelagert ist. Wenn das Schaltergehäuse gedrückt wird, werden ein Rahmen darin und der bewegliche Träger nach unten bewegt, derart, dass die elektrischen Kontakte am Boden des beweglichen Trägers mit den leitenden Anschlüssen in der Basis in Kontakt gelangen, um die elektrische Verbindung bereitzustellen. Auf das flexible Flachbandkabel, das mit der Auf- und Abwärtsbewegung des Rahmens und des beweglichen Trägers seine physische Konfiguration ändert, muss keine weitere Kraft ausgeübt werden, wenn das Schaltergehäuse gedrückt wird. Sobald der bewegliche Träger an der Basis angeordnet wurde, stehen die Grate an den vier Innenwänden des Bodenaufnahmeraums des beweglichen Trägers jeweils mit den Positionsbegrenzungsblöcken in den Führungsnuten in den vier lateralen Außenseiten der Basis in Eingriff. Die Führungsnuten dienen dazu, die Grate des beweglichen Trägers zu führen, und erlauben es dem beweglichen Träger, sich ungehindert auf und ab zu bewegen. Die leitenden Anschlüsse und das flexible Flachbandkabel sind jeweils in Durchgangsöffnungen bzw. einem Durchgangsschlitz in der Basis angeordnet und können direkt von der Basis gelöst werden, um das Ersetzen und Warten zu erleichtern.
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Obwohl das genannte Produkt die erforderliche Druckkraft wirksam reduziert, die Leichtgängigkeit der Bewegung des gesamten Mechanismus erhöht und eine einfache Wartung und Ersetzung ermöglicht, weist die interne Struktur zum elektrischen Verbinden der Leiterplatte mit dem LED-Bildschirm – implementiert durch Kontakt zwischen den elektrischen Kontakten am Boden des beweglichen Trägers und den leitenden Anschlüssen in der Basis – die folgenden Nachteile auf, obwohl die genannte Auslegung eine ungehinderte Auf- und Abwärtsbewegung des beweglichen Trägers ermöglicht und die elektrischen Kontakte zugehörige Erschütterungsdämpfungs- und Stoßabfederungswirkungen aufweisen. Erstens gestalten die leitenden Anschlüsse, die in der Basis angeordnet sind, die interne Struktur des Druckschalters äußerst kompliziert. Zweitens erhöht der Abstand zwischen der Basis und dem beweglichen Träger die Dicke des Schalters, was dem gegenwärtigen Trend zur Herstellung kleinerer und kompakterer Schalter zuwider läuft.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Milderung oder Überwindung der im Stand der Technik auftretenden Probleme.
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Diese Aufgabe wird durch einen Tastschalter mit Anzeige- und Wiedergabefunktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine erfindungsgemäße Schalterstruktur mit Anzeige- und Wiedergabefunktion ist dazu konfiguriert, an einer externen Leiterplatte an einem externen Befestigungsrahmen angebracht zu werden, und weist eine Basis, eine Leiterplatte, einen Halter, ein Anzeigedisplay und eine Betätigungskappe auf. Die Basis weist einen Aufnahmeraum auf. Der Boden der Basis ist auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten mit mehreren Durchgangsöffnungen versehen. Die Leiterplatte ist im Aufnahmeraum aufgenommen und ist an ihrem Umfang mit mehreren Anschlusspins versehen, die in ihrer Position jeweils mit den Durchgangsöffnungen übereinstimmen und dazu dienen, mit der externen Leiterplatte verbunden zu werden. Die Leiterplatte ist an der Oberfläche mit elektrischen Kontaktstellen versehen. Ein Trageteil und ein flexibles Flachbandkabel sind unter dem Halter vorgesehen. Das Trageteil weist eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist mit einem elastischen Domelement versehen, das in seiner Position mit den elektrischen Kontaktstellen übereinstimmt. Das elastische Domelement weist einen darin aufgenommenen elektrischen Kontakt auf.
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Das Anzeigedisplay ist am Halter vorgesehen und ist über das Flachbandkabel elektrisch mit der Leiterplatte verbunden. Die Betätigungskappe deckt den Halter und das Anzeigedisplay ab. Ein geeigneter Abschnitt der Betätigungskappe ist lichtdurchlässig, sodass das Anzeigedisplay von außerhalb der Betätigungskappe her zu sehen ist.
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Vorzugsweise ist die Betätigungskappe teilweise oder vollständig transparent oder durchscheinend. Vorzugsweise ist der Halter an jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten mit einem Vorsprung versehen, damit der Halter fest mit der Betätigungskappe in Eingriff stehen kann. Vorzugsweise ist die Basis auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Außenseiten mit wenigstens einem Eingriffabschnitt versehen. Vorzugsweise ist die Betätigungskappe auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Außenseiten mit wenigstens einer Eingriffnut versehen, wobei die Eingriffnuten in ihrer Position jeweils mit den Eingriffabschnitten übereinstimmen und fest damit in Eingriff stehen. Vorzugsweise ist das elastische Domelement aus einem flexiblen Nichtmetall hergestellt und kann Erschütterungen dämpfen und Stöße abfedern. Vorzugsweise ist der elektrische Kontakt aus Graphit hergestellt, das elektrisch leitend ist. Vorzugsweise sind die elektrischen Kontaktstellen aus zwei beabstandeten halbkreisförmigen Teilen aufgebaut. Vorzugsweise sind die zwei halbkreisförmigen Teile elektrisch verbunden, wenn der elektrische Kontakt mit ihnen in Kontakt steht.
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Bei der genannten Schalterstruktur mit Anzeige- und Wiedergabefunktionen wird der elektrische Kontakt mit den elektrischen Kontaktstellen in Kontakt gebracht, wenn die Betätigungskappe nach unten gedrückt wird und das elastische Domelement mit dem Halter zusammendrückt. Bei einem solchen Kontakt werden die elektrischen Kontaktstellen aus ihrem ursprünglichen offenen Schaltkreiszustand in einen Zustand gebracht, wobei der Schaltkreis zwischen dem Anzeigedisplay und der Leiterplatte geschlossen ist, sodass das Anzeigedisplay die Aufforderungsinformationen anzeigen kann, die von der Leiterplatte übertragen werden. Da die elektrischen Kontaktstellen unmittelbar an der Oberfläche der Leiterplatte vorgesehen ist, muss die Basis nicht mit zusätzlichen leitenden Anschlüssen versehen werden, was bedeutet, dass der Innenraum des Schalters stark verkleinert werden kann. Daher senkt die vorliegende Erfindung nicht nur auf vorteilhafte Weise die erforderliche Druckkraft, erhöht die Leichtgängigkeit der Bewegung des gesamten Mechanismus und erlaubt ein einfaches Ersetzen und Warten wie die oben beschriebene Vorrichtung des Stands der Technik, sondern weist auch eine geringere Schalterdicke auf.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen am besten aus der folgenden detailliertem Beschreibung einiger veranschaulichender Ausführungsformen und der begleitenden Zeichnungen hervor, wobei:
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1 eine zusammengesetzte perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 eine perspektivische Ansicht eines Halters in der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Betätigungskappe in der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine Draufsicht auf ein elastisches Domelement in der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine Schnittansicht zeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Normalzustand darstellt;
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7 eine Schnittansicht zeigt, die die Ausführungsform aus 6 in gedrücktem Zustand darstellt;
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8 eine Schnittansicht zeigt, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Normalzustand darstellt; und
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9 eine Schnittansicht zeigt, die die Ausführungsform aus 8 in gedrücktem Zustand darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend auf 1 bis 5 ist ein Tastschalter 1 mit Anzeige- und Wiedergabefunktion dazu ausgelegt, an einer Leiterplatte (nicht dargestellt) an einem Befestigungsrahmen (nicht dargestellt) angebracht zu werden, und weist die folgenden wesentlichen Bauteile auf, angeordnet von unten nach oben: eine Basis 2, eine Leiterplatte 3, einen Halter 4, ein Anzeigedisplay 5 und eine Betätigungskappe 6. Die Basis 2 weist einen Aufnahmeraum 20 auf und ist auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Außenseiten mit wenigstens einem Eingriffabschnitt 21 versehen. Der Boden der Basis 2 ist auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten mit mehreren Durchgangsöffnungen 22 versehen. Die Leiterplatte 3 ist im Aufnahmeraum 20 aufgenommen und an ihrem Umfang mit Anschlusspins 32 versehen, die in ihrer Position jeweils mit den Durchgangsöffnungen 22 übereinstimmen. Die Anschlusspins 32 dienen dazu, mit der Leiterplatte an der Befestigungsrahmen verbunden zu werden. An einer Oberfläche der Leiterplatte 3 sind elektrische Kontaktstellen 31 vorgesehen, die aus zwei beabstandeten halbkreisförmigen Teilen aufgebaut sind, wobei die elektrischen Kontaktstellen 31 einen offenen Schaltkreis bilden.
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Ein Trageteil 42 und ein flexibles Flachbandkabel 43 sind unter dem Halter 4 vorgesehen und ein Vorsprung 41 ist auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Seiten des Halters 4 vorgesehen. Das Trageteil 42 weist eine Ausnehmung 421 auf.
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Die Ausnehmung 421 ist mit einem elastischen Domelement 30 versehen, das in seiner Position mit den elektrischen Kontaktstellen 31 übereinstimmt. Das elastische Domelement 30, das aus einem flexiblen Nichtmetallmaterial hergestellt ist, dient zum Dämpfen von Erschütterungen und zum Abfedern von Stößen und weist einen darin aufgenommenen elektrischen Kontakt 301 auf. Der elektrische Kontakt 301 ist aus Graphit hergestellt, das elektrisch leitend ist. Der elektrische Kontakt 301 kann mit den zwei halbkreisförmigen Teilen in Kontakt gebracht werden, um die zwei halbkreisförmigen Teile elektrisch zu verbinden. Das Anzeigedisplay 5 ist am Halter 4 vorgesehen und ist über das Flachbandkabel 43 elektrisch mit der Leiterplatte 3 verbunden. Die Betätigungskappe 6 deckt den Halter 4 und den Anzeigebildschirm 5 ab und kann vollständig oder teilweise lichtdurchlässig sein, sodass das Anzeigedisplay 5 von außerhalb der Betätigungskappe 6 her zu sehen ist. Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Begriff „lichtdurchlässig” transparent oder durchscheinend. Die Betätigungskappe 6 ist auf jeder von zwei gegenüberliegenden lateralen Außenseiten mit wenigstens einer Eingriffnut 61, 62 versehen. Die Eingriffnuten 61, 62 stimmen in ihrer Position jeweils mit den Eingriffabschnitten 21 überein und stehen fest mit diesen in Eingriff. Der Halter 4 steht über die Vorsprünge 41 fest mit der Betätigungskappe 6 in Eingriff.
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Der Tastschalter 1 mit Anzeige- und Wiedergabefunktion ist derart ausgelegt, dass die Betätigungskappe 6, wenn sie von einer äußeren Kraft nach unten gedrückt wird, den Halter 4 antreibt, sodass dieser das elektrische Domelement 30 an der Leiterplatte 3 zusammendrückt. Wenn das elektrische Domelement 30 zwischen dem Halter 4 und der Leiterplatte 3 zusammengedrückt ist, steht der elektrische Kontakt 301 in Kontakt mit den zwei beabstandeten halbkreisförmigen Teilen der elektrischen Kontaktstellen 31 an der Oberfläche der Leiterplatte 3. Die zwei halbkreisförmigen Teile werden somit aus ihrem ursprünglichen Zustand des offenen Schaltkreises in einen Zustand des geschlossenen Schaltkreises gebracht, sodass der Schaltkreis zwischen dem Anzeigedisplay 5 und der Leiterplatte 3 geschlossen wird, damit der Anzeigebildschirm 5 die Aufforderungsinformationen anzeigen kann, die von der Leiterplatte 3 übertragen werden.
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Im Folgenden soll auf 1 bis 9 und insbesondere auf 6 und 8 Bezug genommen werden. Da das elastische Domelement 30 der vorliegenden Erfindung aus einem flexiblen Nichtmetallmaterial hergestellt ist, nimmt es eine tragende Konfiguration an, wenn es nicht von einer äußeren Kraft zusammengedrückt wird. In diesem Zustand dient das elastische Domelement 30 dazu, Erschütterungen zu dämpfen und Stöße abzufedern, während der elektrische Graphitkontakt 301 nicht in Kontakt mit den elektrischen Kontaktstellen 31 an der Leiterplatte 3 steht. Der Schaltkreis zwischen dem Anzeigedisplay 5 wird der Leiterplatte 3 ist offen, was bedeutet, dass die Leiterplatte nicht elektrisch mit dem Leiterplatte 3 verbunden ist und daher keine Aufforderungsinformationen an diesen übertragen kann.
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Wie in 7 und 9 gezeigt, treibt die Betätigungskappe 6 der vorliegenden Erfindung, sobald sie von einer äußeren Kraft nach unten gedrückt wird, den Halter 4 an, sodass dieser das elastische Domelement 30 an der Leiterplatte 3 zusammendrückt, wobei das elastische Domelement 30 verformt wird, d. h. zwischen dem Halter 4 und der Leiterplatte 3 zusammengedrückt wird. Auf diese Weise gelangt der elektrische Graphitkontakt 301 in Kontakt mit den elektrischen Kontaktstellen 31 an der Leiterplatte 3. Aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Graphits verbindet der elektrische Kontakt 301, der jetzt in Kontakt mit den zwei halbkreisförmigen Teilen der elektrischen Kontaktstellen 31 steht, die zwei halbkreisförmigen Teile elektrisch miteinander und schließt auf diese Weise den Schaltkreis zwischen dem Anzeigedisplay 5 und der Leiterplatte 3. Wenn die Leiterplatte 3 elektrisch mit dem Anzeigedisplay 5 verbunden ist, kann das Anzeigedisplay 5 die von der Leiterplatte 3 übertragenen Aufforderungsinformationen anzeigen.
