DE19726486A1

DE19726486A1 - Switch element

Info

Publication number: DE19726486A1
Application number: DE1997126486
Authority: DE
Inventors: Eberhard Koenig
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-06-21
Filing date: 1997-06-21
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2017-06-22
Also published as: DE19726486B4

Abstract

The switch element has a switch mat (6) for bridging contacts arranged on a plate. The element also has an actuator element for pressing the switch mat down. The switch element has stops (11a,17a) for limiting the lateral movement of the switch mat (6). Preferably the stops are arranged on a wall surrounding the mat. This wall may be fastened to the plate or may be formed integrally with an actuator guide. The switch mat may have a circumferential edge lying on the plate. The stops are preferably spaced from the edge when the mat is in its relaxed position.

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.The invention relates to a switching element with a Bridging contacts arranged on a circuit board provided safety mat and with an actuator to depress the safety mat.

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.Such switching elements are widely used in technology set and are known. Often a Kombinati onsinstrument of a motor vehicle several, for example way to switch or as reset button of LCD displays provided switching elements. The safety mat is in the Usually as an elastomer hat with a contact bridge on it Bottom designed. There are two contacts on the board arranged by the contact bridge of the safety mat when depressing the actuator with each other get connected. In an unloaded basic position of the Actuating element tensions the safety mat through your Self-elasticity the contact bridge in one of the con clock the remote position. To the switching To keep the mat in an intended position, an external the edge of the safety mat against a hold-down pressed the board.

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.One disadvantage of the known switching element is that the safety mat by tolerances of the hold-down and the board is often not reliable against the PCB is pressed and therefore out of it can move out the intended position and on the other hand, that the clamping edge - due to z. B. only a small one available installation space - is too small and safe hold-down is therefore not guaranteed. Furthermore, the board can be depressed when the Bend the actuator away from the hold-down device, so that jamming of the safety mat between the low holder and the circuit board in the intended position is also not guaranteed. Moving the Safety mat from its intended position leads in the Rule for jamming when depressed and then a permanent bridging of the contacts the circuit board or to an unstable state (wobble contact) with changed switching characteristics.

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.The invention is based on the problem, a Schaltele ment of the type mentioned in such a way that the safety mat does not move under a hold-down device can jam.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltelement Anschläge zum Begrenzen der seitlichen Bewegung der Schaltmatte hat.This problem is solved according to the invention in that the switching element stops to limit the lateral Has movement of the safety mat.

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.Due to this design, the invention requires Switching element no hold-down to hold the switching mat in an intended position opposite the pla tine. Due to the stops, the safety mat even with large tolerances on the board or when going through do not bend the board out of its intended position move out. A permanent bridging of the contacts of the Circuit board is therefore excluded. Another advantage this design is that the Schaltele elements can be produced in a particularly space-saving manner, as switching element according to the invention no wide edge as on location required for the hold-down device. This is particularly so in a combination instrument of a motor vehicle an advantage, since there are often a large number of switching elements elements are arranged in a particularly narrow space.

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.The attacks are according to an advantageous development extension of the invention can be produced particularly inexpensively and have a high stability if they are on one the safety mat surrounding the wall are arranged.

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.The switch mat is advantageous according to another Development of the invention even with a strong through bend the board reliably in its intended position held when the wall having the stops on the Board is attached.

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.The switching element is designed according to another partial further development of the invention particularly cost favorable if the wall having the stops divides lig manufactured with a guide of the actuator is. As a result, as in the known switching element a flat, inexpensive to manufacture circuit board inserted be set. The attacks can be particularly expensive Manufacture favorably because the guidance of the actuating elements tes usually made of plastic by injection molding is manufactured and therefore no additional to be assembled Components required.

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.The safety mat deforms when pressed down the actuator evenly in one of the pla tine spaced area when the safety mat a has all-round, adjacent to the board edge. This edge has compared to the other areas of the Switch mat a higher intrinsic stability, so that an order kink the switch mat in a lie on the circuit board the area is reliably prevented. this leads to a particularly high functional reliability of the 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.To further increase the functional reliability of the inventions Inventional switching element, it contributes when the to shocks in an unloaded basic position of the switching are spaced apart from the edge. This slides the edge of the safety mat when depressed first over the board up to the stops. Then the Safety mat opposite the contacts and the actuation element aligned. This will make it even Deformation of the safety mat ensured. A distance between the edge and the stops also simplified the assembly of the safety mat, which finds its own can reach the construction site.

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.The assembly of the safety mat and the actuating element compared to the contacts on the circuit board easy if the switching element according to the invention a guide for the actuator opposite the Contacts of the board.

Das erfindungsgemäße Schaltelement besteht aus besonders wenigen Bauteilen, wenn die Führung eine an der Platine befestigte, in eine Ausnehmung des Betätigungselementes hineinragende Führungsstange aufweist.The switching element according to the invention consists of special few components if the guide is one on the board attached, in a recess of the actuating element protruding guide rod.

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.The switching element according to the invention is designed cons truktiv particularly simple if the guide element for the actuator one in the center of the actuator element attached and one incorporated into the board tete recess penetrating guide rod. This also helps to further simplify the Mon days of the switching element according to the invention.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention permits numerous embodiments. For further clarifying their basic principle are several of which are shown in the drawing and are shown below described. This shows in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungs gemäßes Schaltelement in einer Grundstellung, Fig. 1 is a sectional view through a fiction, according to switching element in an initial position,

Fig. 2 das Schaltelement aus Fig. 1 in einer niedergedrückten Stellung, Fig. 2, the switching element of Fig. 1 in a depressed position,

Fig. 3, Fig. 4 Schnittdarstellungen durch weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schaltelementes. Fig. 3, Fig. 4-sectional views through further embodiments of the switching element according to the invention.

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. Fig. 1 shows a longitudinal section through a manure he invention, angeord scribed in an electronic assembly switching element 1 in a basic position. The switching element 1 has a movable in a guide frame 2 , designed as a plunger actuator 3 . The guide frame 2 also serves as a spacer between a circuit board 4 and a cover glass 5 of the electronic assembly.

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. The electronic assembly can be, for example, a combination instrument or a watch for a motor vehicle. The switching element 1 can be designed for example as a reset button or as a pressure switch for switching the display of the combination instrument or the clock.

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.The actuating element 3 is attached to a switching mat 6 made of an elastic material. However, it is also sufficient if the actuating element 3 merely rests on the switching mat 6 . The switching mat 6 is hat-shaped and has on its underside a contact bridge 7 made of an electrically conductive material. This contact bridge 7 is opposite two electrical contacts 8 , 9 arranged on the circuit board 4 . In the illustrated basic position of the switching element 1, the actuator 3 is biased by the elasticity of the switching mat 6 in an upper position before. The contacts 8 , 9 are connected via conductor tracks, not shown, to components of the electronic assembly, also not shown.

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.The switching mat 6 has a region around its edge 10 in order to increase its stability in contact with the circuit board 4 . This edge 10 is opposite to the switching mat 6 , one-piece with the guide frame 2 wall 11 made at a short distance.

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. By pressure on the actuating member 3, the switching mat 6 can press down until the contact bridge 7 which are arranged on the printed circuit board contacts 8, 9 via bridged. This position is shown in Fig. 2. The switching mat 6 is in a compressed state. The edge 10 of the switch mat 6 comes against the circumferential wall 11 of the guide frame 2 . The inside of the wall 11 of the guide frame 2 thus has stops 11 a ( FIG. 1) for the lateral movement of the area of the switch mat 6 which is in contact with the circuit board 4 . If one takes the pressure of the actuation supply element 3 , the switching mat 6 moves through its inherent elasticity back into the basic position shown in FIG. 1.

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. Fig. 3 shows a further embodiment of he inventive switching element 12. The switching element 12 differs from that of FIG. 1 essentially in that the actuating element 3 has a guide rod 13 and the switching mat 6 has an annular contact bridge 14 . The guide rod 13 penetrates a recess 15 in the circuit board 4 . As a result, the switching element 12 can be installed particularly easily. When the actuating element 3 is pressed down, the switching mat 6 deforms as shown in FIG. 2.

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. FIG. 4 shows a further embodiment of he inventive switching element 16 in a longitudinal section, a wall having 6 17 is disposed on the board 4 in which a stops 17 for limiting a seitli chen movement of the switching mat. The wall 17 is fixed by means of egg ner snap connection on the circuit board 4 and can therefore be installed particularly easily. A vertically upward-pointing guide rod 18 is pressed into the board 4 . The actuating element 3 has a recess 19 and is guided by the guide rod 18 when depressed. The switching element 16 therefore does not require a guide frame like the switching elements 1 , 12 from FIGS. 1 and 3.

Claims

1. Switching element with a switching mat provided for bridging contacts arranged on a circuit board and with an actuating element for depressing the switching mat, characterized in that it has stops ( 11 a, 17 a) for limiting the lateral movement of the switching mat ( 6 ).

2. Switching element according to claim 1, characterized in that the stops ( 11 a, 17 a) on a switching mat ( 6 ) surrounding the wall ( 11 , 17 ) are arranged.

3. Switching element according to claim 1 or 2, characterized in that the stops ( 17 a) having wall ( 17 ) on the board ( 4 ) is fixed.

4. Switching element according to claim 1 or 2, characterized in that the stops ( 11 a) having wall ( 11 ) is made in one piece with a guide (guide frame 2 ) of the actuating element ( 3 ).

5. Switching element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the switching mat ( 6 ) has a circumferential edge ( 10 ) resting on the circuit board ( 4 ).

6. Switching element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stops (wall 11 , 17 ) in an unloaded basic position of the switch mat ( 6 ) are spaced from the edge ( 10 ).

7. Switching element according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has a guide (guide rod 13 , 18 ) for the actuating element ( 3 ) relative to the contacts ( 8 , 9 ) of the circuit board ( 4 ).

8. Switching element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide has a on the circuit board ( 4 ), in a recess ( 19 ) of the actuating element ( 3 ) projecting guide rod ( 18 ).

9. Switching element according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guide for the actuating element (3) fixed to a solute element in the center of Actuate the (3) and incorporated in the circuit board (4) recess (15) rod penetrating guide (13 ) having.