DE2624251B1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Für verschiedene Anwendungsfälle werden Schalter benötigt, mit denen eine Diode in Reihe geschaltet wird. Das trifft insbesondere für Tastenschalter zu, bei denen durch matrixartige Anordnung und Verdrahtung Tastaturen gebildet werden. Aber auch bei anderen Schalterarten und anderen Anwendungsfällen ist es vielfach erforderlich, ein den Strom nur in einer Richtung durchlassendes Bauteil, also eine Diode, zu verwenden.

Bei einer bekannten Tastatur (DT-OS 25 35 786), die durch matrixartige Anordnung und Verdrahtung der Schalter gebildet wird, sind jeweils mehrere Schalter mit einer als Spaltenleitung bezeichneten Leitung und mehrere Schalter mit einer als Zeilenleitung bezeichneten Leitung verbunden. Hier wird in Reihe mit jedem Schalter eine Diode vorgesehen, um die Schalter gegeneinander zu entkoppeln und dadurch ein mögliches Übersprechen bei mehreren gleichzeitig geschlossenen Schaltern zu verhindern. Bei anderen Tastaturen wirken die einzelnen Schalter oftmals mit sogenannten Decodiermatrizen zusammen, die bei Betätigung eines Schalters ein codiertes Ausgangssignal abgeben und zur gegenseitigen Entkopplung der Leitungen und Schalter ebenfalls Dioden aufweisen. Andere Anwendungsfälle, in denen Dioden mit Schaltern in Reihe geschaltet werden, liegen beispielsweise dann vor, wenn von einem an den Schalter angelegten Wechselstromsignal beispielsweise nur die positiven oder nur die negativen Halbwellen durchgeschaltet werden sollen.

Solche Schaltungsaufbauten werden dadurch gelöst,

daß die Dioden als diskrete Bauteile in dem jeweiligen Strompfad angeordnet und dort eingelötet werden.

ίο Diese Lösung aber ist teuer und aufwendig und läßt sich nur schwer automatisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte und billigere Lösung für Reihenschaltungen aus Schaltern und Dioden zu finde.
i% Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nunmehr in jedem Schaltungsaufbau, in dem eine Reihenschaltung aus Schalter und ίο Diode benötigt wird, diese Schaltungsgruppe mit Einsetzen eines einzigen Bauteiles bereits vollständig vorgesehen ist. Damit wird der gesamte Schaltungsaufbau beispielsweise einer Tastatur erheblich vereinfacht und billiger. Auch die Baugruppe Schalter/Diode wird 2< an sich billiger, weil für die Diode weder ein eigenes Gehäuse noch eigene Kontakte erforderlich sind. Schließlich wird auch die Störanfälligkeit der gesamten Schaltungsanordnung dadurch verringert, daß eine beträchtliche Anzahl von Lötstellen entfällt.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist einer der Kontakte des Schalters oder auch die Kontaktbrücke als Diode ausgebildet. Durch diese Maßnahme werden auch innerhalb des Schalters Verbindungsstellen, die wiederum zu Fehlern führen können, vermieden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 ein Prinzipschaltbild einer Variante,

Fig.4 ein Prinzipschaltbild einer zweiten Variante und
F i g. 5 ein Prinzipschaltbild einer dritten Variante.

In F i g. 1 ist in einem Schaltergehäuse 1 ein

Kontaktelement 2 eingebettet, das in seinem oberen, im Inneren des Gehäuses 1 liegenden Teil als Gegenlager für eine Kontaktbrücke 3 ausgestaltet ist. Ein als Anschluß ausgebildeter Teil des Kontaktelementes 2 ragt nach unten aus dem Gehäuse 1 hervor. Durch eine Blattfeder 4, die sich an der rechten Gehäusewand abstützt, wird die Kontaktbrücke 3 einerseits in das Lager des Kontaktelementes 2 und andererseits gegen

5^ einen nicht dargestellten Anschlag gedrückt. Eine in Richtung des Pfeiles 5 — z. B. durch einen Tastenstößel — wirkende Kraft bewegt die Kontaktbrücke gegen die Kraft der Blattfeder 4 bis zur Totpunktlage nach unten, wonach sie durch die Wirkung der Blattfeder 4 sprungartig eine geschlossene Stellung einnimmt.

In dieser Stellung liegt die Kontaktbrücke 3 mit ihrer Erhebung 6 auf der Oberseite des zweiten Kontaktelementes 7 auf, und der Leitungszug vom Anschlußteil des ersten Kontaktelementes 2 über die Kontaktbrücke 3 ^6t> und das zweite Kontaktelement 7 bis zu dessen Anschlußteil ist geschlossen.

Das zweite Kontaktelement 7 ist als Diode aufgebaut. Hierzu ist auf einer Fläche 8 am oberen Ende des durch

das Gehäuse 1 hindurchgehenden Anschlußteiles des Kontaktelementes 7 eine Halbleiterpille 9 aus z. B. Ge oder Si aufgelötet, die durch einen vergoldeten Kontaktkopf IO abgedeckt ist.

In einer anderen Ausführungsform nach F i g. 2 ist r wiederum im Bodenteil eines Gehäuses 11 ein erstes Kontaktelement 12 eingebettet, das aus einem lageplattierten CuZn-Band gestanzt ist. In seinem oberen, im Gehäuse 11 liegenden Teil ist eine Al-Schicht 13 einlageplattiert. Auf diese Al-Schicht 13 ist beispielsweise Selen aufgedampft. Dieses erste Kontaktelement 12 bildet somit wiederum eine Diode.

Eine aus Federmaterial hergestellte Kontaktbrücke 14 ist zwischen dem ersten Kontaktelement 12 und der Gehäusewand eingespannt, so daß eine elektrisch κ leitende Verbindung entsteht. Die Kontaktbrücke 14 stützt sich mit Vorsprüngen 15 an einem Steg 16 im Gehäuse 11 ab. Bei einer in Richtung des Pfeiles 17 auf die Kontaktbrücke 14 einwirkenden Kraft erfolgt wiederum ein sprungartiges Umschalten, wodurch der iq Kontaktkopf 18 an einem zweiten Kontaktelement 19 zur Anlage kommt. Nunmehr ist wiederum ein Leitungszug vom ersten, die Diode bildenden Kontaktelement 12 über die Kontaktbrücke 14 bis zum zweiten Kontaktelement 19 geschlossen.

Die folgenden Jrei Prinzipbilder zeigen Ausführungsbeispiele für verschiedene Schalterausführungsformen, die mehrere Ein- und/oder Ausgänge aufweisen. So hat der Schalter nach F i g. 3 beispielsweise einen gemeinsamen Eingang 20, der über eine Kontaktbrücke 21 mit vier Ausgängen 22 bis 25 verbindbar ist.

Davon werden zwei Ausgänge 22, 25 wiederum von als Dioden ausgebildeten Kontaktelementen gebildet, während zwei andere Ausgänge 23,24 keine Diodenwirkung aufweisen. Ein solcher Schalter kann beispielsweise dafür benutzt werden, von einem am Eingang 20 angelegten Wechselstromsignal über zwei Ausgänge nur die positiven bzw. negativen Halbwellen durchzulassen und auf zwei anderen Ausgängen das volle Wechselstromsignal durchzulassen.

Ein Schalter entsprechend F i g. 4 weist für jeden der drei Eingänge 26 bis 28 einen eigenen Ausgang 29 bis 31 auf. Bei geschlossenen Kontaktbrücken 32 bis 34 entstehen somit drei geschlossene Leitungszüge, von denen zwei wiederum als Dioden ausgebildete Kontaktelemente aufweisen.

F i g. 5 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei der bei geschlossenen Kontaktbrücken 35,36 Leitungszüge entgegengesetzter Durchlaßrichtung entstehen. Von einem am Eingang 37 angelegten Wechselstromsignal wird beispielsweise an die Anschlußkontakte 38 und 39 nur jeweils die positive Halbwelle durchgelassen, während an die Anschlußkontakte 40 und 41 von einem am Eingang 42 anliegenden Wechselstromsignal nur die negativen Halbwellen durchgelassen werden.

Bei den Schaltern kann es sich beispielsweise um Tastenschalter handeln, deren Kontaktbrücke nur so lange in die entgegengesetze Lage geschaltet ist, wie der Betätigungsdruck anhält, um Schalter, bei denen die Kontaktbrücke nach Betätigung in der entgegengesetzten Lage verharrt oder auch um Schalterarten und Zeitverzögerungen im Funktionsablauf. Auch kann der Diodenaufbau statt in einem Kontaktelement in der Kontaktbrücke oder einem Zwischenbauteil angeordnet sein. Schließlich sind auch die in der Figurenbeschreibung erwähnten Werkstoffe nur als beispielhaft anzusehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einer Betätigungshandhabe und mindestens zwei durch eine Kontaktbrücke verbindbaren Kontaktelementen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode in den Schalter integriert und in dem Leitungszug von dem einen Kontaktelement über die Kontaktbrücke zu dem anderen Kontaktelement angeordnet ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Kontaktelemente als Diode ausgebildet ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke als Diode ausgebildet ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kontaktelemente oder die Kontaktbrücke mit einem Halbleitermaterial versehen ist, das mit einem Kontaktmaterial abgedeckt ist.

5. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Kontaktelement mit mehreren Gegenkontaktelementen verbindbar ist. wobei nur in einem Teil der Leitungszüge Dioden angeordnet sind (F i g. 3).

6. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktelemente, Gegenkontaktelemente und Schaltbrücken vorgesehen sind, wobei nur in einem Teil der parallelen Leitungszüge Dioden angeordnet sind (F i g. 4).

7. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktelemente und Schaltbrücken für mehrere Leitungszüge vorgesehen sind, wobei in einem Teil der Leitungszüge Dioden mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung wie in einem anderen Teil angeordnet sind (F i g. 5).