-
-
Druckknopfschalter
-
(Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 159695/80 vom 8.November
1980) Die Erfindung betrifft einen Druckknopfschalter mit einem Gehäuse und einer
beweglichen, federnden, gewölbten Kontaktscheibe aus hochelastischem Metallblech,
die gegen eine Mehrzahl von festen am Boden des Gehäuses vorhandenen Kontaktstücken
zur Kontaktbildung über ein von einem Druckknopf verschiebbares Gleitstück anpreßbar
ist, aber bei entlastetem Druckknopf die Kontaktunterbrechung durch Abheben durch
eigene Elastizität bewirkt, wobei der mittlere Bereich der beweglichen Kontaktscheibe
nach innen gerichtete Kontaktarme und hierzu schräg oder quer abstehende Kontaktzungen
aufweist, die gegenüber den Festkontaktstücken liegen und ferner ein seitlich angeordnetes
Stellteil oder ein Flansch eines Gleitstückes mit der Kontaktscheibe in Verbindung
steht oder einen Anschlag bildet, so daß das Gleitstück über die Kontaktscheibe
hinweg verschiebbar ist, nach Patentanmeldung P 31 32 918.7 (Patent ...
-
Das Anwendungsgebiet betrifft elektronische Rechner, Fernsehgeräte,
Radios, Magnettongeräte und dergleichen.
-
Es ist bereits ein Druckknopfschalter bekannt, der im Querschnitt
in Fig.1 dargestellt ist. Er weist einen beweglichen Kontakt 11 mit einem Kontaktstück
11a auf, bestehend aus hochelastischem Metallblech, etwa in Form einer Haube und
Festkontakte 12,13 , die Festkontaktstücke 12a und 13a, in einem Gehäusel4, einander
gegenüberliegend, auf weisen Der bewegliche Kontakt 11 wird durch einen Druckknopf
15 niedergedrückt und das Kontaktstück 11a mit den Festkontaktstücken 12a und 13a
in leitende Verbindung. gebracht. Dies entspricht dem Schaltzustand " EIN Wird der
Druckknopf 15 entlastet, kehrt er sowie das bewegliche Kontaktstück 11a durch Wirkung
einer Feder in die Ruhelage jeweils zurück; der Schaltzustand entspricht der Lage
"AUS".
-
Bei dem bekannten Schalter wird im wesentlichen der Mittelteil des
beweglichen Kontaktes 11 in Richtung der Decke bzw. der größten Ausdehnung des Kontaktstückes
niedergedrückt. Deshalb werden die Abmessungen des Schalters relativ groß. Dies
ist jedoch ein Nachteil, wenn ein Gerät zu miniaturisieren ist. Der Nachteil wird
besonders beachtlich, wenn im Gerät eine grössere Anzahl von Schaltern dicht nebeneinander
anzuordnen sind, also bei mehrfunktionalen Geräten. Ferner ist der bekannte Schalter
insofern nachteilig, als die Umkehrfunktion nicht feinfühlig genug an die Fingerkuppe
der Bedienungsperson übertragen werden kann. Die Folge ist, daß diese Person die
Umschaltbewegung nicht genau erkennt, die Betätigung für sie also unsicher bleibt,
so daß sie nicht mit Sicherheit den jeweiligen Schaltzustand erkennt. Dies ist besonders
bei Betätigung in Autoradios während der Dunkelheit von beachtlichem Nachteil.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen eines Druckknopfschalters
zu verringern und ihn noch flacher auszuführen, den Schaltzustand durch die Fingerkuppe
der Bedienungsperson besser erfüllen zu können, die Zuverlässigkeit zu erhöhen und
die Anwendbarkeit des Schalters für andere Einbauzwecke oder Schaltzustände zu erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruches
1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung Fig.2 und Fig.
3 dargestellt und werden im Nachfolgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig.2 Eine
auseinandergezogene Ansicht eines Druckknopfschalters und Fig.3a - 3d jeweilige
Schnitte durch den Druckknopfschalter, welcher auch die Arbeitsweise des Schalters
erläutert.
-
Das Gehäuse 21 des Schalters besteht aus Kunstharz in welchen dazugehörige
Metallteile in einem Arbeitsgang eingegossen sind (sog. insert -molding) Ein Hohlraum
21a desGehäu'ses ist zu einer Seite offen und es ist eine Öffnung 21b und eine Nut
21 d vorhanden, welche in einem V- förmigen -Abschnitt
der seitlichen
Wand 21 c gegenüber der Öffnung vorhandensind; der Boden 21 e besitzt Festkontakte,
die nachfolgend genauer erläutert werden und die nach oben frei sind, bzw. ihre
Oberfläche ist dem Hohlraum zugekehrt.
-
Das Gehäuse weist ferner Stifte 21 f an den jeweiligen vier Ecken
auf, die dazu dienen,den Deckel zu montieren, sowie Stufen 21 g und 2L g Festkontakte
22 und 23 haben Festkontaktstücke 22a und 23 a, die der Oberfläche des Bodens 21
e des Gehäuses 21 zugekehrt sind, als auch nach rußen abgehende Anschlußklemmen
22b und 23 b.
-
Die Festkontakte 22 und 23 werden mit demGehäuse gleichzeitig bei
der Herstellung bzw. dem Guß verbunden, indem sie in die Metallform eingesetzt und
danach mit Kunstharz ausgegossen werden. Es ist ein bewegliches Kontaktstück,vorzugsweise
in Form einer Kontaktscheibe 24 vorhanden, einstückig aus hochelastischem Metallblech
hergestellt. Sie hat ein Kontaktstück 24 d, die eine kleine Breite aufweist und
in der Mitte Kontaktzungen 24 c, bzw. 24 c, wobei jede von ihnen in eine Mehrzahl
von einzelnen Zungenteilen aufgespalten ist und vorzugsweise die Form eines umgekehrten
V haben; es ist ein Paar von Kontakträndern 24 a und 24 b von etwa Leistenform vorhanden,
die parallel an gegenüberliegenden Seiten des Kontaktstückes 24 d ausgeformt sind
und Kontaktarme 24 e und 24 e' , welche die beiden Kontaktränder miteinander verbinden.
Die Arme 24 e und 24 e' können die Form des Buchstaben V haben, so daß sie sich
in gleiche Richtung erstrecken, als dies die Biegerichtung der Zunge 24 c des Kontaktstückes
24 d hat. Die Scheibenränder 24 a und 24 a sind so gebogen, daß sie um ein vorbestimmtes
Maß zur Richtung, in der sich die Arme 24 e und 24 e erstrecken, schräg gestellt
sind, um auf diese Weise in Richtung der Pfeile ihre Steifigkeit zu erhöhen, insbesondere
im Obergangsbereich zwischen den Teilen 24 a und 24 d, bzw. 24 e.
-
Vgl. Fig.2, dritte Teildarstellung von oben.
-
Die Scheibenränder 24 a sind umkehrbar ausgebildet und stehen vor
in der Richtuno in der die Kraft in Richtung der Pfeile von den Armen 24 e und 24
e ausgeübt wird. Es ist ein Gleitstück 25 vorhanden, das als Schieber dient und
weist einen Druckknopf 25 a und Keile bzw. Kerben 25 b auf, die mit den Stufen 21
g , 21 g des Gehäuses 21 zusammengreifen und ferner eine Wand oder einen Flansch
25 c. Die Länge lc der Ausschnitte oder Kerben 25 b
und 25 b ist
größer gemacht als die Länge lp der Stufen 219 und 21-g. Somit kann das Gleitstück
25 entweder nach vorne verschoben oder zurückkehren und bleibt innerhalb des Hohlraumes
21 a des Gehäuses um das Maß lc - 1p Ein Arm 24 e' der Kontaktscheibe 24 liegt am
Flansch 25 c an. Der Deckel 26 um den oberen Bereich des Gehäuses 21 zu bedecken,
ist an seinen vier Ecken mit Löchern 26 a, 26 a . . . versehen, in die Stifte 21
f . . . des Gehäuses 21 eingesetzt sind. Der Deckel 26 kann an das Gehäuse 21 am
oberen Teil durch eine Klebeschicht befestigt werden, wobei der Deckel gleichzeitig
auf die Stifte 21 f über seine Löcher 26 a aufgedrückt und verbunden wird.-Nachfolgend
wird die Montage des Schalters beschrieben: Zunächst wird das Gehäuse 21 zusammen
mit den Festkontakten 22 und 23 gleichzeitig ausgegossen. Dann wird ein Arm 24 e
, die bewegliche Kentaktscheibe 24 über Nut 21 d des Gehäuses 1 montiert. Dann wird
das Gleitstück 25 in die Öffnung 21 b des Hohiraumes 21 a im Gehäuse 21 eingeführt
und der andere Arm 24 e- ' der Kontaktscheibe 24 wird an den Flansch 25 c des Gleitstückes
25 angelehnt. Dann wird Gleitstück 25 etwas in Richtung der Kontaktscheibe 24 gedrückt,
so daß die Stufen 21 g und 21 g des Gehäuses mit den Kerben 25 b und 25 b in Eingriff
kommen. Somit kommt der Mittelteil der Kontaktscheibe 24 d, die die Form eines umgekehrten
V hat, in innige Kontaktberührung mit der rückwärtigen Oberfläche des Gleitstückes
25. Letzterer wird in der Ruhestellung durch die Federkraft der beweglichen Kontaktscheibe
24 nach außen gedrückt, wobei die Scheibe eine Art Tellerfeder ist, und der Druckknopf
25 steht vom Gehäuse 21 vor.
-
Dann werden die Stifte 21 f des Gehäuses 21 in die Löcher 26 a des
Deckels 26 eingesetzt, so daß der Deckel den oberen Bereich des Gehäuses 21 umfaßt
und mit einer Klebeschicht oder Gel verbunden. Dann ist der Druckknopfschalter Figur
3 a montiert.
-
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Schalters anhand der Figuren
3 a - 3 d erläutert: Wird Druckknopf 25 a, Fig.3a niedergedrückt, werden die Arme
24 e und 24 e' der Kontaktscheibe 24 jeweils in Eingriff, in bzw. an der Nut 21
d des Gehäuses 2L, bzw. dem Flansch, bzw. der Wand 25 c des Gleitstückes 25 gehalten;
des-
halb wird Gleitstück 25 nach außen, in Richtung des Pfeiles
A gedrückt.
-
Nun ' liegt Gleitstück 25 in seiner äußersten linken Stellung, gemäß
Figuren, und die bewegliche Kontaktscheibe 24 ist nicht mit den Festkontaktstücken
22 a und 23 a der Festkontakte 22,23 in Berührung, Schaltzustand " AUS".
-
Bénn, ausgehend von dieser Stellung, Druckknopf 25 a in Richtung
des Pfeiles B niedergedrückt wird, werden Arme 24 e und 24 e' der beweglichen ,
elastischen Kontaktscheibe 24 in Richtung des Pfeiles C , vgl. 1 Fig. 3 b, ausgewölbt,
bzw. gekrümmt.
-
Wird Pruckknopf 25a weiter in Richtung des Pfeiles B niedergedrückt,
werden Ränder 24 a, 24 a der Scheibe 24 schlagartig in Richtung des Pfeiles C umgekehrt.
-
Hierbei werden die Ränder 24 a, 24 a gebogen, daß sie ihre schräge
Lage um ein vorbestimmtes Maß verändern und ihre Steifigkeit in Richtung des Pfeiles
B wird erhöht. Wenn deshalb nicht eine vorbestimmte Kraft in Richtung des Pfeiles
C wirksam wird, bewegt sich die Kontaktscheibe 24 d nicht bzw. noch nicht. Nun,
wenn die niedergedrückte Kraft jedoch einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet,
wird die bewegliche Kontaktscheibe schlagartig und hauptsächlich in der Mitte, bezogen
auf die Ränder 24 a und 24 a, umbewölbt, d.h.
-
plötzlich umgekehrt. Diese Umkehrung wird begleitet durch die Bewegung
der Kontaktscheibe 24 - in Richtung des Pfeiles C. Zunge 24 c der Kontaktscheibe
24 wird dann jeweils in Druckberührung mit den Festkontaktstücken 22 a bzw. 23 a
durch die jeweilige elastische Kraft der Scheibe 24 gebracht, so daß der Schalter
den Zustand " EIN¢' annimmt. vgl. Fig .3 c.
-
tenn im diesem Zustand der Druckknopf 25 a weiter niedergedrückt
wird, gelangen Zungen 24 c der Kontaktscheibe 24 ' gleitend in einen Druckkontakt
mit Festkontaktstücken 22 a, 23 a, während sie gleichzeitig, wie Fig.3 d veranschaulicht,
bis zu ihrer elastischen Grenze deformiert werden. Der Verstellbereich des Kontaktstückes
25 kann aber, im Einzelfall, innerhalb der Länge lc und 1 der p Kerben 25 b, bzw.
der Ausschnitte und der Stufen 21 g variiert werden.
-
Läßt aber der Druck am Druckknopf 25 a nach, indem der Finger der
betäti-
genden Person zurückgenommen wird, wird der Zustand gemäß
Figur 3 a in der umgekehrten Folge der Arbeitsschritte wiederhergestellt, und der
Schalter nimmt den Zustand "AUS" ein.
-
Aus Vorstehendem ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile,insbesondere
wie folgt, ausgehend von der hochelastischen und leitenden Metallscheibe als Kon-.
-
taktscheibe, die eine gewölbte, bzw. haubenartige Form, vgl. Fig 2,
3.Teildarstellung von oben hat oder im wesentlichen die Form eines umgekehrten V
aufweist, und in dem ferner erfindungsgemäß besondere Randteile an beiden Seiten
der Kontaktscheibe vorgesehen sind, und indem diese parallel zur Verstellrichtung
angeordnet werden, werden diese Randteile in vorteilhafter Weise bei Belastung oder
bei Biegen so beeinflußt, daß sie ihre Steifigkeit gegen die Druckkraft mit fortschreitendem
Verstellweg vergrößern.
-
Nachdem eine derartige Anpassung an die Verstellkraft, bzw. Verstellbewegung
erfolgt , erhöht sich die Feinfühligkeit der Schaltbewegung, die eine Umkehrbewegung
der Scheibe ist. Die Fingerkuppe der Bedienungsperson erfühlt den Schaltzustand
jetzt feinfühliger als bisher. Da ferner die Umkehrbewegung der Kontaktscheibe während
der Verstellbewegung, in Abhängigkeit von der angepaßten Druckkraft, erfolgt, kann
die Trennzeit der Kontaktstücke noch kleiner gemacht werden, verglichen mit dem
bekannten Schalter.
-
Dadurch werden Schäden am Schalter, die auf Bogenbildung zurückgeht,
verringert, unter Beibehaltung des Vorteils, daß der Schalter besonders flach ausgebildet
ist, mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet und stabile Kontaktstellungen gewährleistet.