DE1640444C - Druckbetatigbare elektrische Schalter anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung botrilTt eine druckbetlUlgbare olok- schenschicht aufweist, die die genannten Nachteile

Irische Schalteranordnung, bei der auf einer Unter- kompresslbler Materialien γοπηοιαοι. .

lage aus Isoliermaterial mindestens ein Kontakt- Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung

element angeordnet ist, Über dem mit Abstand je ein dadurch gelöst, daß die Zwischenschicht eine vor-

«weites Kontaktelement an der Unterseite einer 3 gegebene konstante Dicke aufweist und aus einem

Membran befestigt ist, die auf einer auf der Unter- formbeständigen, den Ruheabstand jeweils zweier

lage befindlichen, im Bereich der Kontaktciemente zusammengehöriger Kontaktelemente mit Mcneriieit

pro Kontaktstelle ein Loch aufweisenden isolieren- · aufrechterhaltendem Werkstoff besteht,

don Zwischenschicht aufliegt und mit einer Deck- Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der ErUn-

ichicht aus einem Elastomer bedeckt ist. io dung, insbesondere Anordnungen mit mehr als einer

Eine Schalteranordnung nach der vorliegenden Er- Kontaktgabe in flächiger oder gar räumlicher Anfindung gestattet, Schalter in Reihen oder Flächen Ordnung sind in den Unteransprüchen genannt,
zusammenzustellen, wobei jedes einzelne Schalter- Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der element wesentlich kleiner ist als herkömmliche Zeichnung dargestellt und wird »m folgenden näher Hebel- oder Druckknopfschalter. Die einzelnen »5 beschrieben. Es zeigt

Schaltelemente können so klein gestaltet werden, Fig. 1 den Querschnitt eines einzelnen Schalters

daß sie nur mit Hilfe eines spitzen Griffels, eines in geöffneter Stellung, _

Bleistiftes oder eines Federhalters betätigt werden F ig. 2 den Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten

können. Der erforderliche Betfitigungsdruck ist dabei Schalters in geschlossenem Zustand und

relativ klein. Auch bei Anwendung eines stärkeren ao Fig. 3 mehrere in einer Tafel angeordnete Schalter

Druckes mit einem spitzen Griffel darf die Membran nach den F i g. 1 und 2.

keinen Schaden erleiden. Es ist daher zweckmäßig, . Die Unterlage 10 ist mit streifenformigen Kontaktentweder eine von sich aus starke Membran oder elementen 12 (im folgenden kurz als Kontaktstreifen noch besser eine schützende Deckschicht auf dieser bezeichnet) aus leitendem Material plattiert und zu verwenden. Eine starke Membran ohne Deck- as trägt uie Zwischenschicht 14 aus Isoliermaterial, schicht könnte die mögliche Schalterdichte pro Lan- welche im Gebiet des Kontaktstreifens 12 Löcher gen- oder Flächeneinheit begrenzen. Eine enge aufweist. Auf der Zwischenschicht 14 liegt die Mem-Packung ist aber bei gewissen Anwendungen der- bran 18 auf, die an den Stellen der Löcher 16 an artiger Schalteranordnungen, z. B. in Lochkarten- ihrer Unterseite das Kontaktelement 20 (ebenfalls als lesern oder bei Handschriftaufzeichnungs-Vorrich- 3» Kontaktstreifen ausgebildet und im folgenden so betungen, erwünscht. Eine formbeständige isolierende zeichnet) aus leitendem Material trägt. Auf der Zwischenschicht ist bei einer solchen Schalteranord- Membran 18 ruht die Deckschicht 22 aus einem nung von Vorteil, damit ein schnelles Wiederöffnen elastischen Material, wobei zwischen die genannten der einzelnen Kontaktelemerite und eine definierte beiden Schichten die Schicht 24 aus einem Schmier-Kontaktöffnung garantiert werden. Bei der Schalter- 35 stoff eingefügt ist. Die für die verschiedenen Schichanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist eine ten verwendeten Materialien und die Dicke derselben Verunreinigung der leitenden Kontaktflächen durch sind abhängig vor. tlci Anwendung der Schalterorganische Moleküle oder anderen Staub weitgehend anordnung. Die nachstehend angeführten Materiaben ausgeschlossen. Geringe Verunreinigung, die sich als ergeben eine zufriedenstellende Arbeitsweise,
dünner Film über den Kontaktflächen bilden kann, 4° Die Unterlage 10 verkörpert eine kupferüberzogene wird beim walkenden Schließen durdil:~cL·:;, Glasfolie odei eine \>αγ'χ.' .<*· 'ärkte Harzfolie von daß eine gute Kontaktg.v - .'■ ' ·.* :<;t Schal- "-'i'-ev P^;cke vou tiwa 5,3: v.r. Die .-ViWhcnschieht

!,.. *„.»,::,j.,~_if irinungszeit sind bei der 14 besteht aus einem Pohes'erfirm ί»υ* Äthylen-

vorliegenden Anordnung besonders kurz. glykol und Terephtalsäure und ist 0,02 bis 0,1 mm

Es sind bereits nach der schweizerischen Patentschrift 45 dick.Die Membran 18 besteht aus einer Folie aus 319 093, nach der USA.-Patentschrift 3 056 005 und elastischem Polyesterfilm, der kupferbezogen sein nach der britischen Patentschrift 923 891 Schalter- kann und 0,06 bis 0,12 mm dick ist. Die Kontaktanordnungen ähnlicher Art bekanntgeworden. Der streifen 12 und 20 bestehen vorzugsweise aus Gold wesentliche Nachteil aller dieser Anordnungen ist und sind 0,0006 bis 0,00075 mm dick. Die Deckjedoch, daß sich zwischen den beiden zusammen- 5° schicht 22 besteht aus einem uretansynthetischen drückbaren Kontaktelementen gemäß den genannten Gummi oder aus einem anderen geeigneten Elastomer Patentschrifien elastisch nachgiebige, kompressible von einer Dicke zwischen 0,1 bis 0,6 mm. Die Schicht und wieder rückfedernde Zwischenschichten befin- 24 besteht aus einem Silikonschmierfett,
den. bei denen unter verschiedenen Temperatur- und Wird auf die Deckschicht 22 ein Druck ausgeübt Alterungsbedingungen keine definierte Öffnungszeit 55 (Fig. 2), wird die nach unten wirkende Druckimd kein definierter ülfnungsabstand garantiert wer- kraft P durch die Deckschicht in eine in der Verden kann. Des weiteren befassen sich die drei ge- tikalen wirkende Druckkomponente Pa und in Komnanntcn Patentschriften lediglich mit bodenbelagarti- ponenten F₁ zerlegt, wobei die letzteren in allen gen, mattenförmigcn Vorrichtungen, die nur eine Richtungen in einer zur Unterlage 10 parallelen einzige Kontaktschließung nach außen melden. Sie 6o Ebene ausstrahlen. Dadurch wird das Gebiet der sind im wesentlichen daher nur für solche Zwecke Membran !8, auf welches Druck ausgeübt wird, geeignet, wie etwa das automatische öffnen einer vergrößert. Dieses Gebiet ist mit D bezeichnet, das Tür, wenn die davor befindliche Matte betreten wird. größer ist als die Fläche d des Schreibstiftes 26. In

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine dem Gebiet /) wird der Kontaktstreifen 20 in Be-

cingangs beschriebene druckbetätigbare Schalter- 65 rührung mit dem Kontaktstreifen 12 gebracht. Die

Unordnung, die einerseits die dichte Packung von relativ große Kontaktlläche /) reduziert den Kontakt-

gctrcnnlcn Koiitaktclemeii'teii pro Längen- oder widerstand und die Stromdichte, so daß der Schulter

Niiclieneinheil gestattet und andererseits eine Zwi- verwendbar isl für relativ große Ströme von etw;i

Claims (5)

1. > if ei.«,, ι . « £^berhit?^{en eln{rlttl MU slnd ext}«m dünne Sehaltertafeln herstellbar, wie

   niedrigen btrümen In der Größenordnung von einigen aus den weiter oben angegebenen Abmessungen

   , Milliampere ist der Schalter für eine nahezu unbe- ersichtlich Ist. Außerdem ruft das Zusammenpressen

   grenzte Anzahl von SchaKvoraUngen verwendbar. der einzelnen Schichten in dem Rahmen 28 ein Ab-

   Die Kontaktgabefahigkeit des Schalters ist außerdem 5 gedichtetsein hervor, welches es der Schaltertafcl

   erhöht durch den Abrollyorgang, der dadurch ent- ermöglicht, auch unter ungünstigen Temperatur-,

   steht, daß das Zentrum des Kontaktstreifens 20 zu- Feuchtigkeits- und Verunreinfgungsverhaitnissen ohne

   erst ^n Kontaktstreifen 12 berührt und anschließend nachteilige Wirkung zu arbeiten. Sollte weiterhin eine

   nach und nach benachbarte Teile dieses Kontakt- Sicherheit gegen schädliche Umgebungsverhältnisse

   Streifens in Kontaktgabestellung geraten, bis schließ- to erwünscht sein, ist die geschilderte Schaltertafcl

   lieh die gesamte Flache D die Kontaktgabe über- hermetisch abzudichten. Irgendwelche Verunreini-

   nimml. bin umgekehrter Abrollvorgang tritt ein, gungen der Kontakte, die noch bestehen könnten,

   wenn der Schalter geöffnet wird. Die anfangliche sind durch den weiter oben beschriebenen Abroll-

   Punktkontaktgabe verursacht einerseits einen hohen Vorgang für die Kontaktsicherheit unschädlich. Es

   Druck über ein kleines Qebiet, wodurch ein etwaiger ,5 kann auch über der Deckschicht 22 ein Blatt aus

   Verschmutzungsfilm, der sich auf den Kontaktflachen Papier oder einem ähnlichen Material angeordnet

   gebildet haben könnte, durchstoßen wird, und ver- werden, das beschreibbar ist ohne dabei in irgend-

   ursaclit andererseits einen hohen Kontaktwiderstand einer Weise die Schalterbetätigung der Ebene zu

   und cne hohe Stromdichte über eine kurze Zeit- behindern, so daß gleichzeitig mit der elektrischen

   spanne hinweg. Die Dauer dieses Zustandes reicht ao Aufzeichnung eine Aufzeichnung der gleichen Infor-

   aus für ein Abbrennen eines etwaigen Verschmut- mation in visuell wahrnehmbarer Form erfolgen

   zungsfilmes, ist jedoch nicht so lang, um die Kontakt- kann,

   flächen angreifen zu können. Während in der Fig. 3 Kontakte 12 und 20 ge-

   Aus F1 g. 1 ist ersichtlich, daß der Schalterhub zeigt sind, die als sich rechtwinklig kreuzende Streischr klein ist (0,07 bis 0,7 mm bei den vorher er- 05 fen aus leitendem Material bestehen, so daß die wähnten Abmessungen), so daß die Ansprechzeit des einzelneu Schalterpunkte matrixartig angeordnet Schalters zufriedenstellend ist und die erforderliche sind, ist es auch möglich, die Schaltertafel so aus-Betätigungskraft niedrig ist. Die zwischen der Mem- zubilden, daß beispielsweise die Unterseite der Membran 18 und der Deckschicht 22 befindliche Schmier- bran 18 mit einem leitenden Material überzogen wird schicht 24 verringert die Reibung zwischen den zuvor 30 oder die Membran selbst aus einem leitenden Mategenannten Schichten, wenn dieselben sich relativ rial hergestellt wird und an jeder Indexposition ein gegeneinander bewegen, und verringert außerdem einzelnes Kontaktelement 12 angeordnet wird. Hierdadurch die erforderliche Betätigungskraft des Schal- bei muß die leitende Fläche unter der Membran ters und ieine Ansprechzeit. Dadurch, daß lediglich mit einer Leitung verbunden werden und an jedes die dünne Membran 18 in die öffnung 16 sich be- 35 der Kontaktelemente 12 ist eine einzelne Ausgangsvrjr. ."P, ''ann letztere rcL;I, klein ausgebildet leitung anzi^chließeT In Hwni. Falle kann die sein, Wkjujrch wiederum die Anzahl von Srhaltern SchaltertaM in jeder gewü: ioht.ü hour. aur.gJiUu'i pro Flächeneinheit, d. h die Schalterdic!'..: groß werden, sein kann. · Wenn M^-r^Isc -^ .v.ünscht sind, die durch

   Die β Pig. 3 dargestellte Schaltertafel ist bei- 40 ein einziges G».<ü Utä.riar sind, trägt auch Ji? spicisivc^e in einem Lochkartenleser verwendbar O'vci-iiV -..er Memhiaw ein Ko, r· ktelemeßi 'as ?.u-E.i Ve!v..i.)i.(.; h einer Kurvenlesvoirich'tinr, V: ■ - .. ,r>im· ■;.» i kt i;iit ek.cu. Kontaktteil.^.;, Jas auf der uiwaw jcny.ic.tafel eine Serie von X-K-Koordinaten Unterseite einer weiteren über einen auf der erstfesthalten. Bei dieser Schaltertafel sind die Schichten genannten Membran liegenden Zwischenschicht an-10, 12, 14, 18, 20 und 22 in dem Rahmen 28 ein- 45 geordneten Membran befestigt ist. Bei einer derart gespannt, um ein Verschieben gegeneinander zu ver- ausgebildeten Schaltertafel, bei der demnach zwei hindern. Die Kontaktstreifen 12 verlaufen zueinan- Membranschalter übereinander geschichtet sind, der parallel, und die Kontaktstreifen 20 verlaufen schließt die obere Schicht zuerst und öffnet zuletzt, ebenfalls zueinander parallel und rechtwinklig zu wenn auf die Deckschicht 22 Druck ausgeübt wird, den Kontaktstreifen 12. Mit jedem Kontaktstreifen 12 50 Auf diese Weise ist es ohne weiteres möglich, auch ist je eine Leitung 30, und mit jedem Kontaktstreifen mehrschichtige Schaltertafeln zu bilden. 20 je eine Leitung 32 verbunden

   Die in F i g. 3 gezeigte Schaltertafel ist betätigbar Patentansprüche: durch Bewegen des Schreibstiftes 26 über die Deckschicht 22 hinweg. Wenn der Schreibstift über eine 55 |. Druckbetätigbare elektrische Schaltcranordöffnung 16 kommt, werden die Membran 18 und ein nung, bei der auf einer Unterlage aus Isolicrentsprechender Kontaktstreifen 20 durch die öffnung material mindestens ein Kontaktelement ange- !6 hindurchbewegt und in Berührung mit dem ordnet ist, über dem mit Abstand je ein zweites Kontaktstreifen 12 gebracht. Durch aufeinander- Kontaktelement an der Unterseite einer Membran folgendes Anlegen eines Signals auf die Leitungen 30 60 befestigt ist, die auf einer auf der Unterlage und ein Abfühlen der auf den Leitungen 32 auf- befindlichen, im Bereich der Konlaktelemente tretenden Ausgangssignale ist es möglich, zu be- pro Kontaktstelle ein Loch aufweisenden isoliestimmen, welche der öffnungen 16 zu einem be- renden Zwischenschicht aufliegt und mit einer stimmten Zeitpunkt von dein Schreibstift 26 über- Deckschicht aus einem Elastomer bedeckt ist, fuhren wurden. 65 dadurch gekcnnzc ichnc t, daß die Zwi-

   Die Schallertafel ist leicht herstellbar durch schensehicht (14) eine vorgegebene konstante

   Anwendung bekannter Dünnfilmtechniken, wie bei- Dicke aufweist und aus einem formbeständigen,

   -.picIsweise Photolinen. Mit derartigen Verfahren den Ruhestand jeweils zweier zusammenei-hörigcr

   Kontaktelemente (12 und 20) mit Sicherheit aufrechterhaltendem Werkstoff besteht.
2. 2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage (10) mehrere Kontaktelemente (12) angeordnet sind, die als parallel zueinander verlaufende, an je eine Leitung (30) angeschlossene Streifen ausgebildet sind, und daß an der Unterseite der Membran (18) mehrere Kontaktelemente (20) angeordnet sind, die ebenfalls als parallel zueinander verlaufende, an je eine Leitung (32) angeschlossene Streifen ausgebildet sind und einen Winkel mit den zuerst genannten Streifen (12) bilden, daß in der Zwischenschicht (14) an jedem Kreuzungspunkt der beiden Streifenscharen (12, 20). ein Loch (16) angeordnet ist und daß auf der Deckschicht (22) ein mit der Unterlage (10) verbundener Rahmen (28) aufliegt.
3. 3. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (14) eine Vielzahl von Löchern (16) aufweist, denen je ein auf der Unterlage (10) befindliches, an je eine Leitung angeschlossenes Kontaktelement (12) zugeordnet ist, daß die gesamte Unterseite der Membran (18) in an sich bekannter Weise mit einer an eine Leitung angeschlossenen Schicht aus elektrisch leitendem Material überzogen ist und daß auf der Deckschicht (22) ein mit einer beliebig geformten Unterlage verbundener Rahmen aufliegt.
4. 4. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Membran (18) den' Kontaktelementen (20) an ihrer Unterseite gegenüberliegende Kontaktelemente aufweist und mit einer Zwischenschicht bedeckt ist, in der mit den Löchern (16) der auf der Unterlage (10) aufliegenden Zwischenschicht (14) fluchtende Löcher angeordnet sind, daß auf dieser weiteren Zwischenschicht eine zweite Membran aufliegt, die an ihrer Unterseite Kontaktelemente aufweist, die den Kontaktelementen auf der Oberseite der zuerst genannten Membran (18) gegenüberliegen und daß auf dieser zweiten Membran die Deckschicht (22) aus einem Elastomer aufliegt.
5. 5. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch/die Löcher (16) in der/den Zwischenschichten) (14) einen Durchmesser von einer Größe aufweist/aufweisen, durch die ein stiftförmiges Betätigungselement (26), z. B. ein Bleistift, für die Betätigung je einer Kontaktstelle oder eines übereinanderliegenden Kontaktstellenpaares erforderlich ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen