DE3109313A1 - Elektrischer schalter, insbesondere fuer elektronische uhren - Google Patents

Elektrischer schalter, insbesondere fuer elektronische uhren

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Description

Henkel, Kern, Feiler &Hänzet Patentanwälte
Registered Representatives before the f. European Patent Office
Citizen Watch Co., Ltd., MöhlstraBe37
_ . . _ D-8000 München 80
Tokxo, Japan
Tel.: 089/982085-87
Telex: 0529802 hnkl d
Telegramme: ellipsoid
CG-56-50
11. März 1981
Elektrischer Schalter, insbesondere für elektronische Uhren
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere einen Mehrfach-Drucktastenschalter für elektronische Uhren.
Es ist ein Mehrfach-Drucktastenschalter dieser Art bekannt, der eine Membran mit einer Anzahl von flexiblen, konvexen Teilen, je einem an der Unterseite jedes flexiblen Teils vorgesehenen bewegbaren Kontaktteil und je zwei jedem bewegbaren Kontaktteil zugeordnete feste Kontaktteile aufweist. Der konvexe flexible Teil wird durch eine Drucktaste ausgelenkt, um den bewegbaren Kontaktteil in elektrischen Kontakt mit den festen Kontaktteilen zu bringen, so daß letztere elektrisch miteinander verbunden bzw. überbrückt werden. Bei diesem Schalter kann der konvexe flexible Teil bei wiederholter Auslenkung mittels der Drucktaste brechen.
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Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Mäng'el des Standes der Technik durch Schaffung eines Mehrfach-Drucktastenschalters, der eine lange Betriebslebensdauer aufgrund einer kleineren Zahl von beweglichen Teilen besitzt und der mit kleinen Abmessungen ausgebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Schalter der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine aus einem Isoliermaterial bestehende Grundplatte, durch eine unter Druck leitende Gummilage, die unter einem sie beaufschlagenden Druck leitfähig wird und die auf der Grundplatte angeordnet ist, durch neben der Gummilage angeordnete, aufgedruckte Leiterzüge zur Bildung mehrerer Schalterkontaktpaare, durch an die Schalterkontakte angeschlossene und (dicht) nebeneinander angeordnete Anschlüsse, durch ein in der Grundplatte vorgesehenes, leitfähiges Verbindungselement zur Verbindung der Anschlüsse mit einer in der Nähe der Rückseite der Grundplatte vorzusehenden elektrischen Vorrichtung, durch Mittel zum Zusammendrücken der unter Druck leitenden Gummilage an Stellen entsprechend den verschiedenen Schalterkontaktpaaren und durch eine an der Grundplatte befestigte Abdeckung zur Aufnahme der unter Druck leitenden Gummilage.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine elektronische ühr, die mit einem Mehrfach-Drucktastenschalter gemäß der Erfindung versehen ist,
Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines leitenden Verbindungs-Gummistücks,
Fig. 6 eine Aufsicht auf eine unter Druck leitende Gummilage,
Fig. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite einer oberen Platte oder Lage, auf die Leiterzüge aufgedruckt sind,
Fig. 8 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9 eine Schnittansicht noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10 einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. 9,
Fig. 11 eine Fig. 9 ähnelnde Darstellung noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12 eine Fig. 9 ähnelnde Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 13 einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. 12,
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines beim Schalter nach Fig. 12 und 13 vorgesehenen leitenden Verbindungs-Gummistücks,
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Fig. 15 eine Aufsicht auf ,eine Grundplatte,
Fig. 16 eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 17 einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. 16,
Fig. 18 eine Aufsicht auf eine unter Druck leitende Gummilage,
Fig. 19 eine Aufsicht auf einen elektrisch leitenden Gummirahmen,
Fig. 20 eine Aufsicht auf eine obere Lage und Fig. 21 eine Aufsicht auf eine Grundplatte.
Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Uhrengehäuse 10 weist an der einen Seite seiner Oberseite eine Ausnehmung 11 für die Aufnahme einer Mehrfach-Drucktastenschaltereinheit 20 auf. Im Mittelbereich der Ausnehmung 11 ist ein rechteckiger Durchbruch 12 vorgesehen, der mit einem Raum 13 zur Aufnahme eines Moduls 30 des elektronischen Teils der Uhr in Verbindung steht. Die Schaltereinheit 20 umfaßt eine Grundplatte 21, eine auf dieser angeordnete, unter Druck leitfähige Gummilage oder -scheibe 22, eine auf letzterer angeordnete obere Lage oder Platte 23 und eine Abdeckung 24. Die Grundplatte 21, die obere Lage 23 und die Abdeckung 24 bestehen aus Kunststoff. Die unter Druck leitende Gummilage 22 besteht aus Gummi, in den ein elektrisch leitendes Pulver eingearbeitet ist. Wenn die Gummilage mit einem Druck beaufschlagt wird, wird sie elektrisch leitend. Die Grundplatte 21 besteht aus einem Plattenteil 21a und einem in den Durchbruch 12 eingreifenden Schenkelteil 21b. Der Plattenteil 21a weist eine den Durchbruch 12 umschließende
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Nut 21c für einen O-Ring 25 und eine Vertiefung 21d in seiner Oberfläche auf. Der Schenkelteil 21b weist einen umlaufenden bzw. Umfangs-Vorsprung 21e und eine Öffnung 21f zur Aufnahme eines elektrisch leitenden Verbindungs-GummiStücks 27 auf.
Das elektrisch leitende Verbindungs-Gummistück 27 enthält ein elektrisch leitfähiges Pulver und besteht aus einer Anzahl von leitfähigen Elementen 27a, die gemäß Fig. 5 durch elektrisch isolierende Elemente bzw. Isolierelemente 27b voneinander getrennt sind. Die unter Druck leitende Gummilage 22 ist mit einem Durchbruch 22a versehen, der mit der Öffnung 21f des Schenkelteils 21b übereinstimmt.
Gemäß Fig. 7 ist auf die Unterseite der oberen Lage 23 ein Leiterzugmuster aufgedruckt, das aus Sammel-Leiterzügen 40 und getrennten Leiterzügen 41 besteht. Jeder Sammel-Leiterzug 40 bildet mit gegabelten, getrennten Leiterzügen 41 ein Schalterkontaktpaar. Die Sammel-Leiterzüge sind über Verbindungsteile 42 mit einem Klemmen- oder Anschlußteil 43 verbunden, während die einzelnen getrennten Leiterzüge 41 jeweils über einen Verbindungsteil 45 mit einem Klemmen- oder Anschlußteil 44 verbunden sind. Der Anschlußteil 43 für die Sammel-Leiterzüge befindet sich im Mittelbereich der oberen Lage 23, und die anderen Anschlußteile 44 für die getrennten Leiterzüge sind auf beiden Seiten des Anschlußteils 43 angeordnet, so daß sie auf noch zu beschreibende Weise mit den leitfähigen bzw. Leiterelementen 27a des Verbindungs-Gummistücks 27 in Berührung bringbar sind.
Die Abdeckung 24 weist in der Unterseite eine Ausnehmung 24a zur Aufnahme der Grundplatte 21 sowie der oberen Lage 23 und zudem Öffnungen 24b entsprechend den Schalterkontakten auf. Um jede öffnung 24b herum ist eine Vertiefung 24c zur Aufnahme eines Flansches 28a einer Drucktaste 28 ausgebildet.
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Beim Zusammenbau des Schalters wird die unter Druck leitende Gummilage 22 in die Vertiefung 21d der Grundplatte 21 eingesetzt, und die obere Lage 23 wird so auf die Gummilage 22 aufgelegt, daß ihr Leiterzugmuster an der Gummilage anliegt. Sodann wird der Umfangsrand der oberen Lage 23 zur wasserdichten Abdichtung auf passende Weise, z.B. durch ültraschallschweißung, an der Grundplatte befestigt. Die einzelnen Drucktasten 28 werden in die jeweilige öffnung 24b eingesetzt, und die Grundplatte 21 wird mit der Abdekkung verbunden und an dieser mit Hilfe eines Klebmittels befestigt. Weiterhin wird an der Abdeckung 24 eine Beschriftungsplatte 29 angeklebt. Das leitende Verbindungs-Gummistück 27 wird in die Öffnung 21 f der Grundplatte 21 so eingesetzt, daß die einzelnen Anschlußteile 43 und 44 mit dem zugeordneten leitfähigen Element 27a verbunden sind. Nach dem Einsetzen des O-Rings 25 in die Nut 21c ist die Mehrfach-Drucktastenschaltereinheit 20 fertiggestellt. Die Schaltereinheit 20 wird in die Ausnehmung 11 des Uhrengehäuses 10 eingesetzt, indem die Schenkelteile 21b der Grundplatte 21 in den Durchbruch 12 eingeführt werden. Zwischen den Ansatz 21e und das Uhrengehäuse wird ein E-förmiger Sicherungs- bzw. Sprengring 26 eingesetzt. Die Schaltereinheit 20 ist sodann am Uhrengehäuse 10 befestigt. Im Zusammenbauzustand ist jedes leitfähige Element 27a mit einer nicht dargestellten Klemme bzw. einem Anschluß am Modul (elektrisch) verbunden.
Wenn eine der Drucktasten 28 gedrückt wird, wird die obere Lage oder Platte 23 gegen die unter Druck leitende Gummilage 22 angedrückt. Dabei wird der die Schalterkontakte, die durch die Leiterzüge 40 und 41 gebildet sind, überspannende Teil der Gummilage 22 zusammengedrückt.· Der betreffende Teil der Gummilage 22 wird dabei leitend, so daß die Kontaktteile über die unter Druck leitende Gummilage 22 (elektrisch) miteinander verbunden sind und somit der die Anschlüsse und 44 enthaltende Schaltkreis geschlossen ist.
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- ίο -
Erfindungsgemäß werden die Schalterkontakte durch Zusammendrücken der unter Druck leitenden Gunamilage miteinander verbunden bzw. überbrückt. In der Schaltereinheit sind daher nur wenig auslenkbare bzw. durchbiegbare Teile vorhanden, so daß die Gummilage eine verbesserte Haltbarkeit besitzt. Weiterhin sind die Schalterkontakte des Mehrfach-Drucktastenschalters mit den leitfähigen Verbindungselementen 27a verbunden, die in einem Mittelbereich zusammengefaßt sind. Infolgedessen kann die Anschlußfläche in der Schaltereinheit und am Modul der elektronischen Uhr verkleinert werden. Mit der Erfindung wird also ein Mehrfach-Drucktastenschalter geschaffen, der mit kleinen Abmessungen ausgebildet sein kann und eine lange Betriebslebensdauer besitzt.
Bei der in Fig. 8 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist die Schaltereinheit nicht mit Drucktasten versehen. Die obere Lage 23 liegt dabei über öffnungen 24e in der Abdeckung 24 nach außen frei. Durch Niederdrücken der nach außen freiliegenden Teile der oberen Lage 23 mit einem geeigneten Gegenstand können die betreffenden Schalterkontakte auf dieselbe Weise wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform geschlossen werden.
Bei der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform weist die Grundplatte 21 zwei Vertiefungen 21d auf. Die unter Druck leitende Gummilage 22 ist dabei in zwei Teile unterteilt, die jeweils in die Vertiefungen 21d eingesetzt sind. In jeder anderen Hinsicht entspricht diese Ausführungsform der zuerst beschriebenen Ausführungsform, weshalb ihre Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 2 und 4 bezeichnet sind.
Fig. 11 veranschaulicht noch eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Schalter dem Schalter gemäß Fig.8 ähnelt und bei welcher die Grundplatte 21 mit vier Vertiefungen 21d versehen ist. Die unter Druck leitende Gummilage
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ist in vier Teile unterteilt, die jeweils in eine der Vertiefungen 21d eingesetzt sind. Wie bei*der Ausfuhrungsform nach den Fig. 9 und 10 kann auch hierbei der Schalter wirtschaftlich mit einer kleinen Menge des unter Druck leitenden Gummilagenmaterials hergestellt werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 15 ist die Schaltereinheit ohne die vorher beschriebene obere Lage 23 ausgelegt. Gemäß Fig. 15 ist das Leiterzugmuster mit den Sammel-Leiterzügen 40 und den getrennten Leiterzügen, 41 auf die Grundplatte 21 aufgedruckt. Die Anschlüsse 43 und 44 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 21 f in der Grundplatte 21 angeordnet. Andererseits weist das leitfähige Verbindungs-Gummistück 27 an seiner Oberseite gemäß Fig. 14 einen Flansch 27c auf. Die unter Druck leitende Gummilage 22 weist einen Durchbruch 22a zur Aufnahme des Flansches 27c des Verbindungs-Gummistücks 27 auf.
Zum Zusammensetzen der Schaltereinheit werden die unter Druck leitende Gummilage 22 und die Grundplatte 21 in die Ausnehmung 24a der aus Metall· bestehenden Abdeckung 24 eingesetzt. Ansätze 24d der Abdeckung 24 werden umgebogen, um die Lage 22 und die Grundplatte 21 so an der Abdeckung zu befestigen, daß die Anschlußteile 43 und 44 gegen die leitfähigen Elemente 27a eines Flansches 27c angedrückt werden. Die Leiterzüge an der Grundplatte 21 sind dann mit dem leitenden Verbindungs-Gummistück 27 verbunden.
Beim Drücken der Drucktaste 28 wird der entsprechende Teil der Gummilage 22 zusammengedrückt, so daß die Schalterkontakte auf der Grundplatte durch die Gummilage 22 überbrückt werden.
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Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 8 kann dabei die unter Druck leitende Gummilage über eine öffnung unmittelbar zusammengedrückt werden, um die Schalterkontakte zu schließen.
Bei der weiteren Ausführungsform gemäß den Fig. 16 bis 21 weist eine Schaltereinheit 50 eine Grundplatte 51, eine auf dieser angeordnete, unter Druck leitende Gummilage 52, einen letztere umschließenden, elektrisch leitenden Gummirahmen 53, eine obere Lage oder Platte 54 auf der Gummilage 52 und dem Rahmen 53 sowie eine Abdeckung 55 auf. Die Grundplatte 51 und die obere Lage 54 bestehen aus einem Kunststoff, während die Abdeckung 55 aus Metall hergestellt ist.
Die unter Druck leitende Gummilage 52 ist gemäß Fig. 18 mit einem Durchbruch bzw. einer Öffnung 52a versehen. Der leitende Gummirahmen 53 gemäß Fig. 19 ist auf die Gummilage 52 aufsetzbar.
Gemäß Fig. 20 ist auf die Unterseite der oberen Lage 54 ein Leiterzugmuster aufgedruckt, das einen gemeinsamen bzw. Sammel-Leiterzug 56 sowie einzelne bzw. getrennte Kontakte
57 aufweist. Der Leiterzug 56 ist mit einem Anschlußteil
58 verbunden, und die einzelnen Kontakte 57 sind über einen Verbindungsteil 59 mit einem Anschlußteil 63 verbunden.
Auf die Grundplatte 51 ist andererseits ein weiteres Leiterzugmuster aufgedruckt, das gemäß Fig. 21 einen Sammel-Leiterzug 60, den Kontakten 57·entsprechende Kontakte 61 und einen Verbindungsteil 62 umfaßt, welcher die Kontakte 61 mit dem Leiterzug 60 verbindet. Letzterer ist über den leitfähigen Gummirahmen 53 elektrisch mit dem Sammel-Leiterzug 56 verbunden.
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Die anderen Teile sind dieselben wie bei der Schaltereinheit gemäß Fig. 2 und daher mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet. Der Zusammenbau der Schaltereinheit erfolgt durch Umbiegen der Ansätze 55d der Abdeckung 55.
Beim Drücken einer der Drucktasten 28 wird die obere Lage 54 gegen die unter Druck leitende Gummilage 52 angedrückt, so daß der betreffende Teil der Gummilage 52 zusammengedrückt wird. Dabei sind die betreffenden Kontakte 57 und 61 durch den zusammengedrückten Teil der Gummilage 52 elektrisch miteinander verbunden. Der das Verbindungs-Gummielement 27a, den Anschluß 58, das Leiterzugmuster 56, die Kontakte 61 und 57 sowie den Anschluß 63 verbindende Schaltkreis ist somit geschlossen.
Während die Schaltereinheit bei den beschriebenen Ausführungsformen in der Oberseite des Uhrengehäuses angeordnet ist, kann sie auch in einem Seitenabschnitt oder an der Rückseite des Uhrengehäuses angeordnet sein.
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Leerseite

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    ( 1.) Elektrischer Schalter, insbesondere für elektronische Uhren, gekennzeichnet durch eine aus einem Isoliermantel bestehende Grundplatte (21), durch eine unter Druck leitende Gummilage (22), die unter einem sie beaufschlagenden Druck leitfähig wird und die auf der Grundplatte angeordnet ist, durch neben der Gummilage (22) angeordnete, aufgedruckte Leiterzüge (40, 41 usw.) zur Bildung mehrerer Schalterkontaktpaare, durch an die Schalterkontakte angeschlossene und (dicht) nebeneinander angeordnete Anschlüsse (43, 44), durch ein in der Grundplatte vorgesehenes/ leitfähiges Verbindungselement (27) zur Verbindung der Anschlüsse mit einer in der Nähe der Rückseite der Grundplatte vorzusehenden elektrischen Vorrichtung, durch Mittel (28) zum Zusammendrücken der unter Druck leitenden Gummi-
    lage an Stellen entsprechend den verschiedenen Schalterkontaktpaaren und durch eine an der Grundplatte befestigte Adeckung (24) zur Aufnahme der unter Druck leitenden Gummilage.
  2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgedruckten Leiterzugmuster und die Anschlüsse an der Grundplatte vorgesehen sind.
  3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammendrücken der unter Druck leitenden Gummilage in der Abdeckung angeordnete Drucktasten sind. "
  4. 4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammendrücken der unter Druck leitenden Gummilage in der Abdeckung vorgesehene öffnungen sind, über welche die unter Druck leitende Gummilage nach außen hin freiliegt.
  5. 5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der unter Druck leitenden Gummilage eine obere Lage oder Platte aus einem Isoliermaterial angeordnet ist und daß die aufgedruckten Leiterzugmuster sowie die Anschlüsse an der Unterseite der oberen Lage vorgesehen sind.
  6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck leitende Gummilage mehrere Gummilagenstücke umfaßt.
  7. 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der unter Druck leitenden Gummilage eine obere Lage oder Platte aus einem Isoliermaterial angeordnet ist
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    und daß die aufgedruckten· Leiterzugmuster und die Anschlüsse an der Unterseite der oberen Lage und an der Grundplatte vorgesehen sind, so daß sie mehrere Schalterkontaktpaare durch Leiterzüge auf beiden Seiten der unter Druck leitenden Gummilage bilden.
  8. 8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Verbindungselement mehrere durch Isolierstücke getrennte Leiterelemente umfaßt.
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