DE19726486A1 - Schaltelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement mit einer zum Überbrücken von auf einer Platine angeordneten Kontakten vorgesehenen Schaltmatte und mit einem Betätigungselement zum Niederdrücken der Schaltmatte.

Solche Schaltelemente werden in der Technik vielfach ein­ gesetzt und sind damit bekannt. Häufig hat ein Kombinati­ onsinstrument eines Kraftfahrzeuges mehrere, beispiels­ weise zum Umschalten oder als Resettaste von LCD-Anzeigen vorgesehene Schaltelemente. Die Schaltmatte ist in der Regel als Elastomerhut mit einer Kontaktbrücke auf ihrer Unterseite gestaltet. Auf der Platine sind zwei Kontakte angeordnet, die durch die Kontaktbrücke der Schaltmatte beim Niederdrücken des Betätigungselementes miteinander verbunden werden. In einer unbelasteten Grundstellung des Betätigungselementes spannt die Schaltmatte durch ihre Eigenelastizität die Kontaktbrücke in eine von den Kon­ takten der Platine entfernte Stellung vor. Um die Schalt­ matte in einer vorgesehenen Lage zu halten, wird ein äu­ ßerer Rand der Schaltmatte von einem Niederhalter gegen die Platine gedrückt.

Nachteilig bei dem bekannten Schaltelement ist zum einen, daß die Schaltmatte durch Toleranzen des Niederhalters und der Platine häufig nicht zuverlässig gegen die Platine gedrückt wird und sich daher aus ihrer vorgesehenen Lage herausbewegen kann und zum anderen, daß der Einspannrand - aufgrund z. B. eines nur geringen zur Verfügung stehenden Einbauraumes - zu klein ist und somit ein sicheres Niederhalten nicht gewährleistet ist. Weiterhin kann sich die Platine beim Niederdrücken des Betätigungselementes von dem Niederhalter wegbiegen, so daß ein Verklemmen der Schaltmatte zwischen dem Nieder­ halter und der Platine in der vorgesehenen Position ebenfalls nicht gewährleistet ist. Ein Herausbewegen der Schaltmatte aus ihrer vorgesehenen Lage führt in der Regel zu ihrem Verklemmen im niedergedrückten Zustand und anschließend zu einer dauernden Überbrückung der Kontakte der Platine oder zu einem instabilen Zustand (Wackel­ kontakt) mit veränderter Schaltcharakteristik.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Schaltele­ ment der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sich die Schaltmatte nicht unter einem Niederhalter ver­ klemmen kann.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltelement Anschläge zum Begrenzen der seitlichen Bewegung der Schaltmatte hat.

Durch diese Gestaltung benötigt das erfindungsgemäße Schaltelement keinen Niederhalter zum Halten der Schalt­ matte in einer vorgesehenen Position gegenüber der Pla­ tine. Durch die Anschläge kann sich die Schaltmatte selbst bei großen Toleranzen der Platine oder beim Durch­ biegen der Platine nicht aus ihrer vorgesehenen Lage her­ ausbewegen. Eine dauernde Überbrückung der Kontakte der Platine ist deshalb ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, daß sich die Schaltele­ mente besonders platzsparend fertigen lassen, da das er­ findungsgemäße Schaltelement keinen breiten Rand als Auf­ lage für den Niederhalter benötigt. Dies ist insbesondere bei einem Kombinationsinstrument eines Kraftfahrzeuges von Vorteil, da hier häufig eine Vielzahl von Schaltele­ menten auf einem besonders engen Raum angeordnet sind.

Die Anschläge sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung der Erfindung besonders kostengünstig herstellbar und weisen eine hohe Stabilität auf, wenn sie au einer die Schaltmatte umgebenden Wand angeordnet sind.

Die Schaltmatte ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch bei einem starken Durch­ biegen der Platine zuverlässig in ihrer vorgesehenen Lage gehalten, wenn die die Anschläge aufweisende Wand auf der Platine befestigt ist.

Das Schaltelement gestaltet sich gemäß einer anderen vor­ teilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kosten­ günstig, wenn die die Anschläge aufweisende Wand eintei­ lig mit einer Führung des Betätigungselementes gefertigt ist. Hierdurch kann wie bei dem bekannten Schaltelement eine ebene, kostengünstig zu fertigende Platine einge­ setzt werden. Die Anschläge lassen sich besonders kosten­ günstig herstellen, da die Führung des Betätigungselemen­ tes in der Regel aus Kunststoff im Spritzgießverfahren gefertigt ist und daher keine zusätzlich zu montierenden Bauteile erfordert.

Die Schaltmatte verformt sich beim Niederdrücken durch das Betätigungselement gleichmäßig in einem von der Pla­ tine beabstandeten Bereich, wenn die Schaltmatte einen umlaufenden, an der Platine anliegenden Rand aufweist. Dieser Rand hat im Vergleich zu den übrigen Bereichen der Schaltmatte eine höhere Eigenstabilität, so daß ein Um­ knicken der Schaltmatte in einem an der Platine anliegen­ den Bereich zuverlässig verhindert wird. Dies führt zu einer besonders hohen Funktionssicherheit des Schaltele­ mentes.

Zur weiteren Erhöhung der Funktionssicherheit des erfin­ dungsgemäßen Schaltelementes trägt es bei, wenn die An­ schläge in einer unbelasteten Grundstellung der Schalt­ matte von dem Rand beabstandet sind. Hierdurch gleitet der Rand der Schaltmatte beim Niederdrücken zunächst über die Platine bis zu den Anschlägen. Anschließend ist die Schaltmatte gegenüber den Kontakten und dem Betätigungs­ element ausgerichtet. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verformung der Schaltmatte sichergestellt. Ein Abstand zwischen dem Rand und den Anschlägen vereinfacht zudem die Montage der Schaltmatte, die selbstfindend ihren Ein­ bauort erreichen kann.

Die Montage der Schaltmatte und des Betätigungselementes gegenüber den Kontakten der Platine gestaltet sich beson­ ders einfach, wenn das erfindungsgemäße Schaltelement eine Führung für das Betätigungselement gegenüber den Kontakten der Platine aufweist.

Das erfindungsgemäße Schaltelement besteht aus besonders wenigen Bauteilen, wenn die Führung eine an der Platine befestigte, in eine Ausnehmung des Betätigungselementes hineinragende Führungsstange aufweist.

Das erfindungsgemäße Schaltelement gestaltet sich kons­ truktiv besonders einfach, wenn das Führungselement für das Betätigungselement eine im Zentrum des Betätigungs­ elementes befestigte und eine in der Platine eingearbei­ tete Ausnehmung durchdringende Führungsstange aufweist. Dies trägt zudem zu einer weiteren Vereinfachung der Mon­ tage des erfindungsgemäßen Schaltelementes bei.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungs­ gemäßes Schaltelement in einer Grundstellung,

Fig. 2 das Schaltelement aus Fig. 1 in einer niedergedrückten Stellung,

Fig. 3, Fig. 4 Schnittdarstellungen durch weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaltelementes.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein er in­ dungsgemäßes, in einer elektronischen Baugruppe angeord­ netes Schaltelement 1 in einer Grundstellung. Das Schalt­ element 1 hat ein in einem Führungsgestell 2 verschieb­ liches, als Stößel ausgebildetes Betätigungselement 3. Das Führungsgestell 2 dient gleichzeitig als Abstandhal­ ter zwischen einer Platine 4 und einem Deckglas 5 der elektronischen Baugruppe.

Bei der elektronischen Baugruppe kann es sich beispiels­ weise um ein Kombinationsinstrument oder eine Uhr für ein Kraftfahrzeug handeln. Das Schaltelement 1 kann bei­ spielsweise als Resettaste oder als Druckschalter für eine Anzeigeumschaltung des Kombinationsinstrumentes oder der Uhr ausgebildet sein.

Das Betätigungselement 3 ist an einer aus einem elasti­ schen Material gefertigten Schaltmatte 6 befestigt. Es ist aber auch hinreichend, wenn das Betätigungselement 3 auf der Schaltmatte 6 lediglich aufliegt. Die Schaltmatte 6 ist hutförmig gestaltet und weist an ihrer Unterseite eine aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigte Kontaktbrücke 7 auf. Diese Kontaktbrücke 7 steht zwei auf der Platine 4 angeordneten elektrischen Kontakten 8, 9 gegenüber. In der dargestellten Grundstellung des Schalt­ elementes 1 ist das Betätigungselement 3 durch die Elastizität der Schaltmatte 6 in eine obere Stellung vor­ gespannt. Die Kontakte 8, 9 sind über nicht dargestellte Leiterbahnen mit ebenfalls nicht dargestellten Bauteilen der elektronischen Baugruppe verbunden.

Die Schaltmatte 6 hat in ihrem an der Platine 4 anliegen­ den Bereich zur Erhöhung ihrer Stabilität einen umlaufen­ den Rand 10. Dieser Rand 10 steht einer um die Schalt­ matte 6 umlaufenden, einteilig mit dem Führungsgestell 2 gefertigten Wand 11 mit geringem Abstand gegenüber.

Durch einen Druck auf das Betätigungselement 3 läßt sich die Schaltmatte 6 niederdrücken, bis die Kontaktbrücke 7 die auf der Platine angeordneten Kontakte 8, 9 über­ brückt. Diese Stellung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Schaltmatte 6 befindet sich hierbei in einem zusammenge­ drückten Zustand. Der Rand 10 der Schaltmatte 6 gelangt hierbei gegen die umlaufende Wand 11 des Führungsgestells 2. Die Innenseite der Wand 11 des Führungsgestells 2 weist damit Anschläge 11a (Fig. 1) für die seitliche Bewegung des an der Platine 4 anliegenden Bereiches der Schaltmatte 6 auf. Wenn man den Druck von dem Betäti­ gungselement 3 nimmt, bewegt sich die Schaltmatte 6 durch ihre Eigenelastizität wieder in die in Fig. 1 darge­ stellte Grundstellung.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Schaltelementes 12. Das Schaltelement 12 unterscheidet sich von dem aus Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Betätigungselement 3 eine Führungs­ stange 13 und die Schaltmatte 6 eine ringförmige Kontakt­ brücke 14 aufweist. Die Führungsstange 13 durchdringt eine Ausnehmung 15 der Platine 4. Hierdurch läßt sich das Schaltelement 12 besonders einfach montieren. Bei ei­ nem Niederdrücken des Betätigungselementes 3 verformt sich die Schaltmatte 6 wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines er­ findungsgemäßen Schaltelementes 16 in einem Längsschnitt, bei der eine Anschläge 17a zur Begrenzung einer seitli­ chen Bewegung der Schaltmatte 6 aufweisende Wand 17 auf der Platine 4 angeordnet ist. Die Wand 17 ist mittels ei­ ner Rastverbindung auf der Platine 4 befestigt und läßt sich daher besonders einfach montieren. In der Platine 4 ist eine senkrecht nach oben weisende Führungsstange 18 eingepreßt. Das Betätigungselement 3 hat eine Ausnehmung 19 und wird bei einem Niederdrücken von der Führungs­ stange 18 geführt. Das Schaltelement 16 benötigt daher kein Führungsgestell wie die Schaltelemente 1, 12 aus den Fig. 1 und 3.

Claims (9)

1. Schaltelement mit einer zum Überbrücken von auf einer Platine angeordneten Kontakten vorgesehenen Schaltmatte und mit einem Betätigungselement zum Niederdrücken der Schaltmatte, dadurch gekennzeichnet, daß es Anschläge (11a, 17a) zum Begrenzen der seitlichen Bewegung der Schaltmatte (6) hat.

2. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (11a, 17a) auf einer die Schaltmatte (6) umgebenden Wand (11, 17) angeordnet sind.

3. Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Anschläge (17a) aufweisende Wand (17) auf der Platine (4) befestigt ist.

4. Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Anschläge (11a) aufweisende Wand (11) einteilig mit einer Führung (Führungsgestell 2) des Betätigungselementes (3) gefertigt ist.

5. Schaltelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmatte (6) einen umlaufenden, an der Platine (4) anliegenden Rand (10) aufweist.

6. Schaltelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (Wand 11, 17) in einer unbelasteten Grundstellung der Schaltmatte (6) von dem Rand (10) beabstandet sind.

7. Schaltelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Führung (Führungsstange 13, 18) für das Betätigungselement (3) gegenüber den Kontakten (8, 9) der Platine (4) aufweist.

8. Schaltelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung eine an der Platine (4) befestigte, in eine Ausnehmung (19) des Betätigungselementes (3) hineinragende Führungsstange (18) aufweist.

9. Schaltelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für das Betätigungselement (3) eine im Zentrum des Betäti­ gungselementes (3) befestigte und eine in der Platine (4) eingearbeitete Ausnehmung (15) durchdringende Führungs­ stange (13) aufweist.