DE2810431B2 - Kontaktloser Schalter und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Kontaktloser Schalter und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Schalter mit einer photoelektrischen Halbleitervorrichtung,
einer ihr gegenüberliegenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, einer zwischen die Halbleitervorrichtungen bewegbaren Lichtblende und mit mit den
Halbleitervorrichtungen verbundenen Anschlußelementen.
Ein Schalter dieser Art ist bekannt (DE-OS 23 48 900). Grundsätzlich ist es im übrigen auch bekannt,
Schnappmechanismen bei Schaltern zu verwenden (DE-AS 10 81924). Bei dem bekannten Schalter der
eingangs genannten Art sind die Anschlußelemente für die photoelektrische Halbleitervorrichtung und die
lichtemittierende Halbleitervorrichtung im Karree angeordnete Stifte. Dadurch benötigt dieser Schalter
eine verhältnismäßig große Anschlußfläche.
Aufgabe der Erfindung ist es gemgegenüber, die Anschlußelemente so auszubilden, daß sie raumsparend
liegen und in möglichst wenigen Arbeitsgängen hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußelemente flach und in einer gemeinsamen Ebene liegend
ausgebildet sind. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.
Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines kontaktlosen Schalters nach den
Ansprüchen 1 bis 5, welches durch das Ausstanzen einer Anschlußeinheit mit wenigstens drei Anschlußelementen aus einem Metallstreifen, wobei jedes Anschlußelement mit einem benachbarten durch mindestens einen
Steg verbunden ist, das Einformen der Anschlußelemente in eine Schalterbasis aus isolierendem Material, das
Entfernen der Stege und das Anbringen wenigstens einer der Halbleitervorrichtungen auf einem bzw.
bestimmten der Anschlußelemente gekennzeichnet ist. Bevorzugt werden dabei die Halbleitervorrichtungen in
eine Schutzabdeckung aus transparentem isolierendem Material eingeformt.
Ausführungsormen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 eine Draufsicht, welche aus einem Metallstreifen gestanzte Anschlußelemente zeigt,
F i g. 2 eine Draufsicht, welche die Anschlußelemente mit einem darauf angebrachten Leuchtdioden-Chip und
photoelektrischen Halbleiter-Chip zeigt,
Fig. 3 eine Draufsicht, welche die Anschlußelemente
mit in Stellung gebrachten und mit transparentem Kunststoff abgedeckten Halbleiterchips zeigt,
Fig.4 eine Draufsicht, welche die Anschlußelemente
mit darauf befindlicher lichtundurchlässiger Kunststoffbasis zeigt,
Fig.5 eine Draufsicht, welche die Anschlußelemente
J5 nach Abschneiden der Randstege zeigt,
F i g. 7 eine Draufsicht, welche die Anschlußelemente teilweise nach innen gekehrt zeigt,
Fig.8 eine Draufsicht, weiche die Anschlußelemente
und eine mit diesen im Eingriff stehende Blendeneinrichtung zeigt,
Fig.9 eine zu Fig.8 um 90° gedrehte Ansicht von
oben,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Blendeneinrichtung,
F i g. 11 eine teilgeschnittene Draufsicht, welche einen
kontaktlosen Schalter gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 12 eine Schnittansicht ähnlich der von F i g. 6, die
eine weitere Ausführungsform zeigt,
Fig. 13 ein Beispiel der elektrischen Verschaltung einer photoelektrischen Halbleitervorrichtung, und
Fig. 14 eine graphische Darstellung, welche die Ausgangsspannung als Funktion des Hubs eines
Druckknopfes zeigt.
F i g. 11 zeigt ein Beispiel des vollständigen Schalters
gemäß der Erfindung, und die Fig. 1 bis 8 geben ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für einen solchen
Schalter wieder.
Gemäß Fig. 1 werden zunächst Anschlußelemente 21,22,23 und 24 aus einem Metallstreifen 20 gestanzt.
Es kann eine beliebige Anzahl von Einheiten solcher ebener Anschlußelemente in einer gemeinsamen Ebene
aus einem langen Metallstreifen gleichzeitig oder fortlaufend gestanzt werden. Wie in F i g. 2 gezeigt,
werden ein Leuchtdioden-Chip 31 bzw. ein photoelektrischer Halbleiter-Chip 32 auf den Anschlußelementen
24 und 22 befestigt, wobei Drähte 311,321,322 und 323
für ihren elektrischen Anschluß verwendet werden. Das
Chip 32 enthält wenigstens ein photoelektrisches Wandelelement, wobei auch andere notwendige Elemente,
wie etwa verstärkende Schaltkreiselemente darin integriert sein können. Es sollte erwähnt werden,
daß wenigstens eines dieser Chips 31 und 32 auf irgendeinem der Anschlußelemente angebracht ist
Beispielsweise kann nur das Chip 32 der photoelektrischen Halbleitervorrichtung auf dem Anschlußelement
22 angebracht bein, während eine Leuchtdiode auf einer getrennten Metallplatte befestigt und in ein transparentes
Kunststoffmaterial eingebettet ist, welches mit den Anschlußelementen 23 und 24 verbunden wird, nachdem
eine im folgenden beschriebenen Schalterbasis SO an die Anschlußelemente angeformt worden ist. Schutzabdekkungen
41 und 42 aus elektrisch isolierendem transparentem Kunststoff werden um die Halbleiter-Chips 31
bzw. 32 herum ausgeformt, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Ein schalterträger bzw. eine Schalterbasis 50 aus
elektrisch isolierendem lichtundurchlässigem Kunststoff wird, wie in F i g. 4 gezeigt, ar. die Anschlußelemente 21,
22, 23 und 24 angeformt. Der Umfangsrand des
transparenten Kunststofformteils 42 ist ebenfalls von dem lichtundurchlässigen Kunststofformteil 50 abgedeckt,
wobei ein Vorsprung 53 in einer aus der Zeichenebene herauslaufenden Richtung ausgebildet ist.
In der Basis 50 sind zwei Befestigungslöcher 51 und 52
zur Befestigung des Schalters an irgendeinem Steuergerät oder zum mechanischen Koppeln mehrerer Schalter
vorgesehen. Ein Vorsprung 54 und ein weiterer ähnlicher Vorsprung auf der gegenüberliegenden Seite
sind zur Befestigung eine im folgenden beschriebenen Schalterabdeckung 70 an der Basis 50 ebenfalls
vorgesehen. Am Umfang befindliche Stege 201,202,203
und 204 werden dann, wie in Fig. 5 gezeigt, abgeschnitten. Fig.6 ist eine Schnittansicht längs Linie
6-6 der F i g. 5. Wie in F i g. 7 gezeigt, werden zwei Lappen 211 und 212 nach innen gekehrt, wobei der
Lappen 212 weiter in die Form eines L gebogen wird, so daß er an einer Blendeneinrichtung 60 angreifen kann.
Das Anschlußelement 24 und ein schmal gehaltener Abschnitt 231 des Anschlußelements 23 werden
ebenfalls nach innen gedreht, so daß die Leuchtdiode 31 dem photoelektrischen Halbleiter-Chip 32 gegenüberliegt.
Die Blendeneinrichtung 60 wird dann in der in Fig.8 gezeigten Weise auf den Anschlußelementen
angebracht.
Die Blendeneinrichtung 60, die aus einer einzigen Metallplatte besteht, umfaßt, wie in Fig. 10 dargestellt,
ein Loch 61, einen auf Druck beanspruchten Abschnitt 62. einen auf Zug beanspruchten Abschnitt 63, 64 und
einen Lichiunterbrecherabschnitt 65. Das Loch 61 und der Druckabschnitt 62 sind so ausgebildet, daß sie an
den Lappen 211 bzw. Lappen 212 angreifen.
Aus Fig.8 und aus Fig.9, die eine Draufsicht zur
Fig. 8 ist, ist ersichtlich, daß der Lichtunterbrecherabschnitt 65 zwischen Leuchtdiode 31 und photoelektrischem
Halbleiter-Chip 32 liegt, und dabei in seiner Normalstellung außerhalb des Lichtwegs von der
Leuchtdiode 31 zum photoelektrischen Halbleiter-Chip 32. Es ist zu beachten, daß der Lichtunterbrecherabschnitt
65 auch so ausgebildet sein kann, daß er nach unten weist, so daß er in seiner Normalstellung
innerhalb des Lichtwegs liegt. Die Gegenuhrzeigerdrehung der Blendeneinrichtung 60, die durch den auf
Druck beanspruchten Abschnitt 62 geliefert wird, \n
durch einen Vorsprung 53 begrenzt Wie im folgenden beschrieben, liefert die Blendeneinrichtung 60 den
Schnappvorgang für den Schalter, Falls gewünscht, kann irgendein anderer bekannter Schnappmechanismus
ebenso verwendet werden. Eine aus einem lichtundurchlässigen Kunststoffmaterial geformte
Schalterabdeckung 70 ist, wie in F i g. 11 gezeigt, an der
ίο Basis 50 befestigt Ein Druckknopf 80 zur Betätigung der
Blendeneinrichtung 60 ist in einem Loch 71 der Schalterabdeckung 70 vorgesehen. Der Druckknopf 80
befindet sich normalerweise durch Druck durch die Blendeneinrichtung 60 in einer angehobenen Stellung.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Beispiel der formhergestellten
Basis 50. Die Basis 50, die einen Schlitz 921 aufweist, der sich in einer Richtung aus der Zeichenebene
heraus erstreckt ist an das transparente Kunststoffformteil 42 angeformt so daß das Formteil 42 noch mit
einem Abschnitt 92der lichtundurcb'.issigen Kunststoffbasis
50 abgedeckt ist.
Die photoelektrische Halbleitervorrichtung 32 empfängt Licht von der Leuchtdiode durch den Schlitz 921.
Eine Solche weitgehende Abschließvorrichtung 921 ist nicht ■ nabdingbar, trägt jedoch zu einem stabilen
Arbeiten des Schalters bei. Der Abschnitt 92 kann durch eine nahe der photoelektrischen Halbleitervorrichtung
oder der Leuchtdiode angeordnete lichtundurchlässige Platte mit einem Schlitz ersetzt sein.
JO Fig. 13 zeigt ein Beispiel der bei dem Schalter
verwendeten Schaltung. Gemäß der Figur empfängt ein Phototransistor 102 Licht von der Leuchtdiode 31, und
sein Ausgangssigna! wird durch eine Transistoren 103 bis 106 enthaltende Schaltung verstärkt und geformt.
J5 Die mit ausgezogenen Linien dargestellte Schaltung ist
in den oben beschriebenen Schalter eingbaut, während der durch gestrichelte Linien angedeutete Teil, welcher
eine Last 107 und eine Batterie 108 enthält, jn den
Schalter angeschlossen ist.
In dem in der Fig. Il gezeigeten Zustand ist der Scl.nappmechanismus unbetätigt. Wenn sich der Lichtunterbrecherabschnitt
65 außerhalb des Lichtwegs befindet, empfängt die photoelektrische Halbleitervorrichtung
32 Licht von der Leuchtdiode 31. Beim Niederdrücken des Druckknopfes 80 befindet sich am
Anfang der Bewegung des Druckknopfes der Lichtunterbrecherabschnitt 65 immer noch außerhalb der
Lichtbahn, bei einer weiteren Bewegung des Druckknopfes wird jedoch der Lichtunterbrecherabschnitt 65
schnell im Uhrzeigersinn gedreht und im Lichtweg angeordnet so daß die photoelek;rische Halbleitervorrichtung
32 kein Licht mehr von der Leuchtdiode 31 empf irgen kann, selbst wenn der Druckknopf 80 wieder
leicht nach oben bewegt wird.
Fig. 14 zeigt die Arbeitscharakteristik des Schalters.
Die Ausgangsspannung zwischen den in Fig. 13 gezeigten Anschlüssen 21 und 22 ändert sich mit der
Bewegung des Druckknopfes 80 gemäß einer weggehenden Linie 110 uiid einer zurückkehrenden Linie 111.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der Erfindung ein kontaktloser Schalter, der
einer einfachen Massenfertigung zugänglich ist, geschaffen wird.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Kontaktloser Schalter mit einer photoelektrischen Halbleitervorrichtung, einer ihr gegenüberliegenden lichtetnittierenden Halbleitervorrichtung,
einer zwischen die Halbleitervorrichtungen bewegbaren Lichtblende und mit mit den Halbleitervorrichtungen verbundenen AnschluQelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (21, 22, 23, 24) flach und in einer
gemeinsamen Ebene liegend ausgebildet sind.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte der Anschlußelemente (22,
24) als Träger der Halbleitervorrichtungen (31, 32) ausgebildet sind.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Halbleitervorrichtungen (31)
auf einem vor die andere Halbleitervorrichtung (32) gebogenen Fortsatz eines der Anschlußelemente
angebracht ist.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtblende (60) in einer zur Ebene
der Kontaktelemente (21, 22, 23, 24} parallelen Ebene zwischen die Halbleitervorrichtungen (31,32)
bewegbar ist.
5. Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines
der Anschlußelemente (21) wenigstens einen Lappen (212) aufweist, an welchem die Lichtblende (60)
angreift.
6. Verfahl^n zur Herstellung eines kontaktlosen
Schalters nach einem der verteilenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Ausstanzen einer Anschlußeinheit mit wenigstens & ^i Anschlußelementen aus einem Metallstreifen, wobei jedes Anschlußelement mit einem benachbarten durch mindestens
einen Steg verbunden ist, das Einformen der Anschlußelemente in eine Schalterbasis aus isolierendem Material, das Entfernen der Stege und das
Anbringen wenigstens einer der Halbleitervorrichtungen auf einem bzw. bestimmten der Anschlußelemente.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitervorrichtungen in eine
Schutzabdeckung aus transparentem isolierendem Material eingeformt werden.
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