DE3137288A1 - ELECTRIC SWITCH - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit mindestens zwei einander zugeordneten, elektrisch leitenden Schaltkontaktflächen, mit einem zwischen den Schaltkontaktflächen angeordneten, elektrisch leitfähigen Schaltelement und mit einem elastisch verformbaren Element, bei dessen Verformung das Schaltelement die einander zugeordneten Schaltkontaktflächen berührt, in dessen nichtverformtem Zustand das Schaltelement jedoch mindestens zu einer der Schaltkontaktflachen im Abstand liegt, wobei das Schaltelement das elastisch verformbare Element ist und im wesentlichen kreisförmige Außenflächen aufweist undThe invention relates to an electrical switch with at least two mutually associated, electrically conductive switch contact surfaces, with one between the Electrically conductive switching element arranged on switch contact surfaces and with an elastically deformable element, when it is deformed, the switching element touches the switching contact surfaces assigned to one another, in its non-deformed one State, however, the switching element is at a distance from at least one of the switching contact surfaces, the Switching element is the elastically deformable element and has substantially circular outer surfaces and
wobei mittels eines Betätigungselementes eine Verformungskraft auf das Schaltelement ausübbar ist, nach Patent .„ (Patentanmeldung P 31 2£ 438.0).whereby a deformation force can be exerted on the switching element by means of an actuating element, according to the patent. (Patent application P 31 2 £ 438.0).
Wesentlicher Grundgedanke des Stammpatentes (Patentanmeldung P 31 2J 438.0) ist es, als Schaltelement einen flexiblen, elektrisch leitfähigen Körper, insbesondere in Form einer Kugel zu verwenden, die durch mechanischen Druck so verformt wird, daß sie mindestens zwei einander zugeordnete Schaltkontaktflächen berührt.An essential basic idea of the parent patent (patent application P 31 2J 438.0) is to use a switching element flexible, electrically conductive body, in particular to be used in the form of a ball, which by mechanical Pressure is deformed so that it touches at least two associated switch contact surfaces.
Mit der vorliegenden Erfindung soll dieser Schalter dahingehend weiterentwickelt werden, daß er von innen beleuchtbar
ist.
15With the present invention, this switch is to be further developed in such a way that it can be illuminated from the inside.
15th
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltelement eine durchgehende mittige Öffnung aufweist, in die eine Lampe einsetzbar ist, daß das Betätigungselement mindestens in einem der Lampe gegen-This object is achieved according to the invention in that the switching element has a continuous central opening into which a lamp can be inserted that the Actuating element in at least one of the lamps opposite
überliegenden Bereich aus lichtdurchlässigem Material ist und daß das Betätigungselement einen im wesentlichen hohlzylinderförmigen Ansatz aufweist, dessen Stirnfläche dem Schaltelement rings um die Öffnung gegenüberliegt.Overlying area is made of translucent material and that the actuating element is a substantially Has a hollow cylindrical extension, the end face of which is opposite the switching element around the opening.
Da der Durchmesser von im Handel erhältlichen Lampen und insbesondere von lichtemittierenden Dioden häufig schwankt, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen der Lampe und der Innenwandung der Öffnung ein Führungszylinder angeordnet ist. Dies hat den weiteren Vorteil, daß die Lampe auch bei Verformung des Schaltelementes eindeutig fixiert ist.As the diameter of commercially available lamps, and especially light emitting diodes, often fluctuates, is provided according to a development of the invention that between the lamp and the inner wall a guide cylinder is arranged in the opening. This has the further advantage that the lamp is also deformed of the switching element is clearly fixed.
Zur einfachen Herstellung und zur Verbesserung der Stabilität des Schalters ist dieser Führungszylinder vorzugsweise mit einem Gehäuseboden verbunden und insbesondere einstückig mit ihm ausgebildet.This guide cylinder is preferred for simple manufacture and to improve the stability of the switch connected to a housing base and in particular formed in one piece with it.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Betätigungselement aus einer Drucktaste und dem hieran einstückig angebrachten hohlzylinderförmigen Ansatz, wobei in diesem Falle das Betätigungselement in einem Gehäuse verschiebbar geführt ist. Selbstverständlich ist Sorge dafür getragen, daß das Betätigungselement auch unverlierbar in dem Gehäuse geführt ist.According to one embodiment of the invention, the actuating element consists of a push button and the a hollow cylindrical shape attached to it in one piece Approach, in which case the actuating element is guided displaceably in a housing. Of course care is taken that the actuating element is also guided captively in the housing.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung besteht das Betätigungselement aus einer flexiblen Membran und dem zylinderförmigen Ansatz. Der zylinderförmige Ansatz kann hierbei durch die Außenwandung des Führungsgehäuses für die Lampe geführt sein oder er kann zusätzlich an der flexiblen Membran angebracht sein.According to an alternative embodiment of the invention, the actuating element consists of a flexible one Membrane and the cylindrical extension. The cylindrical Approach can be guided through the outer wall of the guide housing for the lamp or he can also be attached to the flexible membrane.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse rechteckig, wobei an seinen vier innenliegenden Seitenwänden die Schaltkontaktflächen angebracht sind. Ist das Gehäuse quadratisch, so werden die jeweils um 90° versetzt liegenden Schaltkontaktflächenpaare bei Verformung des Schaltelementes im wesentlichen gleichzeitig geschaltet. Bei nicht-quadratischem Gehäuse ist im nicht-betätigten Zustand des Schalters der Abstand zwischen dem Schaltelement und den jeweiligen Schaltkontaktpaaren unterschiedlich, so daß man bei Betätigung des Schalters ein zeitlich nacheinander erfolgendes Schalten erhält.According to a further development of the invention, the housing is rectangular, with on its four inner side walls the switch contact surfaces are attached. If the housing is square, they are each turned by 90 ° offset pairs of switching contact surfaces essentially simultaneously when the switching element is deformed switched. In the case of a non-square housing, the distance is when the switch is not actuated between the switching element and the respective switching contact pairs different, so that when actuated of the switch receives a switching that takes place one after the other.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei Schaltkontaktpaare vorgesehen sein, wobei dann das Gehäuse sechseckig, achteckig, usw. ist.Of course, more than two pairs of switching contacts can also be provided, in which case the housing is hexagonal, octagonal, etc.
Für relativ kleine Schalter ist es vorteilhaft, als Lampe eine lichtemittierende Diode (LED) zu verwenden, die zusätzlich die Vorteile geringen Strombedarfes und geringer Wärmeentwicklung mit sich bringt.For relatively small switches, it is advantageous to use a light-emitting diode (LED) as the lamp, which also has the advantages of low power consumption and low heat generation.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zur Beleuchtung des Schalters ein Lichtleiterstab verwendet, an dessen dem Schalter abgewandten Ende eine Lichtquelle angeordnet ist. Der Lichtleiterstab ragt hierbei von unten durch den Gehäuseboden in den Schalter hinein und kann gleichzeitig als Führung für das Betätigungselement dienen. Dementsprechend kann der Führungszylinder fortgelassen werden.According to a further advantageous embodiment of the invention a light guide rod is used to illuminate the switch, on the one facing away from the switch End of a light source is arranged. The light guide rod protrudes from below through the housing base into the Switch in and can also serve as a guide for the actuator. Accordingly, the Guide cylinder can be omitted.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Lichtleiterstab einstückig mit dem Gehäuseboden verbunden^ Somit können der Lichtleiterstab, der Gehäuseboden und gegebenenfalls auch das ganze Gehäuse in einem einzigen Spritzgußvorgang hergestellt werden. Werden mehrere Schalter zu einem Tastenfeld zusammengebaut, so kann es auch vorteilhaft sein, die Lichtleiterstäbe mehrerer benachbarter Schalter zu einer gemeinsamen einzigen Lichtquelle zu führen, sofern alle entsprechenden Schalter gemeinsam beleuchtet werden sollen.According to a further embodiment of the invention, the light guide rod is integrally connected to the housing base ^ Thus, the light guide rod, the housing base and possibly also the entire housing in a single Injection molding process are produced. If several switches are assembled to form a keypad, it can It can also be advantageous to use the light guide rods of several adjacent switches to form a common single light source to lead, provided that all relevant switches are to be illuminated together.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing explained. It shows:
Figur 1 eine geschnittene Seitenansicht des Schalters;Figure 1 is a sectional side view of the switch;
Figur 2 eine Schnittansicht längs der Linie A-B der Figur 1.FIG. 2 is a sectional view along the line A-B of FIG.
Der Schalter des in den Figuren dargestellten Ausführurigs beispiels besitzt ein quadratisches Gehäuse 10, das zumindest nach oben offen ist. An den nach innen weisenden Wänden des Gehäuses 10 sind Schaltkontaktflächen 11, 11" und 13, 13' angebracht und zwar in Schwalbenschwanzführungen 14, die an den Ecken des Gehäuses nach innen ragen, so daß Ausnehmungen 15 gebildet werden, in die die Schaltkontaktflächen eingreifen. Die Schaltkontaktflächen 11 und 11' bzw. 13 und 13' bilden jeweils ein Schaltkontaktflächenpaar. Die Schaltkontaktflächen sindD he switch of the embodiment shown in the figures, for example, has a square housing 10 which is at least open at the top. On the inwardly facing walls of the housing 10 switch contact surfaces 11, 11 "and 13, 13 'are attached in dovetail guides 14 which protrude inward at the corners of the housing so that recesses 15 are formed into which the switch contact surfaces engage. The switch contact surfaces 11 and 11 'or 13 and 13' each form a switch contact surface pair
vorzugsweise einstückig mit Lötfahnen 12, 12' verbunden, die aus dem Schaltergehäuse herausragen, im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Gehäuseboden 16. Der Gehäuseboden ist einstückig mit einem in den würfelförmigen Innenraum des Gehäuses ragenden Führungszylinder 20 verbunden. Über diesen Führungszylinder 20 ist ein flexibles, elektrisch leitfähiges Schaltelement 30, das eine mittige öffnung 31 aufweist, geschoben. Das Schaltelement 30 besitzt hierbei die Form einer mittig durchbohrten sowie oben und unten abgeschnittenen Kugel bzw. die Form einer mittig ausgebohrten Tonne. Somit besitzt das Schaltelement 30 obere und untere Abplattungen 32 bzw. 33. Die Abplattung 33 liegt hierbei auf dem Gehäuseboden 16 auf. Der Führungszylinder 20preferably integrally connected to soldering lugs 12, 12 ', which protrude from the switch housing, in the illustrated embodiment from a housing base 16. The housing base is in one piece with a guide cylinder protruding into the cube-shaped interior of the housing 20 connected. About this guide cylinder 20 is a flexible, electrically conductive switching element 30, which has a central opening 31, is pushed. The switching element 30 here has the shape of a center drilled through and cut off at the top and bottom Sphere or the shape of a barrel drilled in the middle. Thus, the switching element 30 has upper and lower flattened areas 32 or 33. The flattened portion 33 rests on the housing base 16. The guide cylinder 20
ist so lang, daß sein den Gehäuseboden 16 abgewandtes 35is so long that its the housing bottom 16 facing away 35
Ende aus dem Schaltelement 30 herausragt. Dieses herausragende Teil dient als Führung für einen hohlzylinderförmigen Ansatz 54 eines Betätigungselementes 50. Das obere Ende des Führungszylinders 20 weist an seinerThe end protrudes from the switching element 30. This protruding part serves as a guide for a hollow cylinder-shaped one Approach 54 of an actuating element 50. The upper end of the guide cylinder 20 has at its
Außenseite eine Anfasung 22 auf, die das "Auffädeln" des Schaltelementes 30 auf den Führungszylinder 20 erleichtert und ebenfalls des zentrierenden hohlzylinderförmigen Ansatzes 54.Outside a chamfer 22, which the "threading" of the switching element 30 on the guide cylinder 20 and also of the centering hollow cylinder-shaped Approach 54.
Der Führungszylinder 20 ist innen hohl und besitzt in seinem Inneren eine Stufe 21, die als Anschlag für einen Sockel 41 einer in den FührungszylInder 2o einge- \ setzten Lampe, vorzugsweise einer lichtemittierenden Diode (LED) dient. Anschlußdrähte bzw. Lötfahnen 42 der Lampe 40 ragen nach unten aus dem Führungszylinder 20 und dem Gehäuseboden 16 heraus.The guide cylinder 20 is hollow inside and has in its inside a step 21, which as a stop for a socket 41 of a set in the guide cylinder 2o einge- \ lamp, preferably a light emitting diode (LED) is used. Connecting wires or soldering lugs 42 of the lamp 40 protrude downward from the guide cylinder 20 and the housing base 16.
An der dem Gehäuseboden 16 gegenüberliegenden, offenen Seite des Gehäuses 10 ist ein Betätigungselement 50 in Form einer bewegbaren Drucktaste 51 angebracht/ die über nach unten ragende Seitenführungen 52 mit dem Gehäuse 10 in Verbindung steht. Die Drucktaste 51 ist mittels bekannter (nicht dargestellter) Einrichtungen verschiebbar und unverlierbar mit dem Gehäuse verbunden« beispielsweise über Führungsnuten in dem Gehäuse, hinter welche Nasen der Seitenführungen 52 einrasten. Die Drucktaste 51 ist zumindest in dem der Lampe 40 gegenüberliegenden Bereich aus lichtdurchlässigem bzw. transluzentem Material. Von der Innenseite der Drucktaste 51 ragt der hohlzylInderförmlge Ansatz 54 nach unten in das Gehäuse hinein, so daß seine Stirnseite der oberen Abplattung 32 des Schaltelementes 30 gegenüberliegt. Der Innendurchmesser des Ansatzes 54 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des FührungsZylinders 20, so daß der Ansatz 54 über den Führungszylinder 20 geschoben werden kann.On the opposite to the housing base 16, open Side of the housing 10 is an actuating element 50 in the form of a movable push button 51 attached / the is in connection with the housing 10 via downwardly projecting side guides 52. The push button 51 is Slidably and captively connected to the housing by means of known (not shown) devices « for example, via guide grooves in the housing, behind which lugs of the side guides 52 snap. The push button 51 is at least in the area opposite the lamp 40 made of translucent or translucent. translucent material. From the inside of the pushbutton 51, the hollow cylinder-shaped extension 54 protrudes downwards into the housing so that its end face lies opposite the upper flattening 32 of the switching element 30. The inner diameter of the extension 54 is slightly larger than the outer diameter of the guide cylinder 20, so that the extension 54 can be pushed over the guide cylinder 20.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Schalters ist wie folgt: wird auf die Drucktaste 51 von außen mechanischer Druck ausgeübt, so gleitet die Drucktaste 51 nach unten, wodurch der Ansatz 54 auf die obere Abplattung des χ Schaltelementes 30 drückt. Hierdurch wird das SchaltelementThe operation of the switch described is as follows: mechanical pressure is applied to the pushbutton 51 from the outside exercised, the push button 51 slides down, whereby the projection 54 on the upper flattening of the χ switching element 30 presses. This is the switching element
AO,AO,
zunehmend verformt, so daß es sich aufgrund seiner Abstützung an dem Gehäuseboden 16 verbreitert. Hierdurch gelangen seine Seiten in Berührung mit den Schaltkontaktflächen 11 und 11' bzw. 13 und 13', wodurch die jeweils einander gegenüberliegenden Schaltkontaktflächen aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Schaltelementes 30 elektrisch miteinander verbunden werden.increasingly deformed, so that it widens due to its support on the housing base 16. As a result, its sides come into contact with the switch contact surfaces 11 and 11 'or 13 and 13', whereby the respective opposing switch contact surfaces due to the electrical conductivity of the switching element 30 are electrically connected to one another.
Durch die Elastizität des Schaltelementes 30 wird dieses nach Loslassen der Drucktaste 51 seine ursprüngliche in Figur 1 gezeigte - Form wieder einnehmen und hierbei auch den Ansatz 54 und die Drucktaste 51 nach oben in die Ruhestellung drücken.Due to the elasticity of the switching element 30, this after releasing the push button 51 its original shape shown in Figure 1 - take again and here also press the approach 54 and the push button 51 up into the rest position.
Bei einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung ist die Drucktaste 51 durch eine flexible, lichtdurchlässige Membran ersetzt, die in Berührung mit dem hohlzylinderförmigen Ansatz 54 steht. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders für sogenannte "Tastenfelder" geeignet, bei dem mehrere Schalter in einer Ebene nebeneinander liegen.In an alternative (not shown) embodiment of the invention, the push button 51 is through a replaces flexible, translucent membrane which is in contact with the hollow cylindrical extension 54. This embodiment is especially for so-called "Keypads" are suitable where several switches are next to each other on one level.
Selbstverständlich können auch mehrere Schalter der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Art zu einem Tastenfeld zusammengesetzt werden. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß eines der Schaltkontaktflächenpaare 11, 11' bzw. 13, 13' fortgelassen werden kann.Of course, several switches of the type shown in FIGS. 1 and 2 can also form a key field be put together. Finally, it should be noted that one of the switch contact surface pairs 11, 11 'or 13, 13' can be omitted.
Auch ist der Führungszylinder 20 nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr kann der Lampenkörper selbst als Führung für das Schaltelement 30 dienen.The guide cylinder 20 is also not absolutely necessary. Rather, the lamp body itself can be as Serve guide for the switching element 30.
Das Gehäuse besteht selbstverständlich aus Xsolierma- ^° terial, während das Schaltelement aus elektrisch leitfähigem Material, wie z.B. Silikonkautschuk besteht.The housing is of course made of insulating material, while the switching element is made of electrically conductive material Material such as silicone rubber.
Will man bei einem quadratischen Gehäuse - wie in Fig. dargestellt - unterschiedliche "Schaltwege" für die Kontaktflächenpaare erhalten, so ist es auch möglich, die Schaltkontaktflächen des einen Paares durch geeignete Krümmung stärker in den Innenraum des Gehäuses ragen zu lassen als das andere Schaltkontaktflächenpaar.If you want a square housing - as shown in Fig. - Different "switching paths" for the Pairs of contact surfaces are obtained, so it is also possible to use suitable switching contact surfaces of one pair To let curvature protrude more into the interior of the housing than the other pair of switch contact surfaces.
Mit der Erfindung wird ein beleuchtbarer elektrischer Schalter angegeben, der aus wenigen Einzelteilen besteht, praktisch keine Verschleißteile und damit hohe Betriebssicherheit und hohe Lebensdauer aufweist. Auch ist die Montage sehr einfach und kann weitestgehend automatisiert werden.With the invention, an illuminable electrical switch is specified, which consists of a few individual parts, has practically no wear parts and thus high operational reliability and a long service life. The assembly is also very simple and can be done as much as possible be automated.
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15connected is.
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