DE3137749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckknopfschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ähnliche Druckknopfschalter sind bereits bekannt (DE-OS 27 06 463); dort ist allerdings der Kopf des nach außen ragenden Gleitstückes auch deshalb, um eine Wendelfeder hinreichend großen Durchmessers abstützen zu können, relativ hoch. Einer Miniaturisierung des Gleitstückkopfes und der Rückstellfeder sind durch die Betriebsicherheit Grenzen gesetzt, wenn es um eine flachere Ausbildung geht. Ferner ist der in das Gehäuse eingeführte Schieberteil des Gleitstückes relativ dick ausgebildet, da eine Aus­ nehmung zur Aufnahme eines von mehreren zusätzlichen Bauteilen gebildet werden muß, wobei solche Bauteile in Form einer zick-zack-förmigen am Gehäuse einseitig ein­ geklemmten Blattfeder sowie eines zusätzlichen elastischen Gliedes benötigt werden, um die Stellbewegung des Gleit­ stücks auf die Kontaktscheibe zu übertragen. Diese Bauart steht einer gedrungenen flachen Form des Druckknopf­ schalters entgegen und es werden trotzdem zusätzliche Bauteile benötigt.

Nach dem Hauptpatent, DE-PS 31 32 918 ist es vorgesehen, die zu einer Kontaktscheibe gehörenden Randarme leisten­ förmig auszubilden und an gegenüberliegenden Seiten der Kontaktscheibe anzuordnen, wobei lediglich einer der Randarme an einem Gehäuse abgestützt ist und ein Gleit­ stück oder sein Flanschteil unmittelbar mit dem, nicht am Gehäuse abgestützten Randarm in Eingriff steht und ferner die Randarme über zwei stegartige Ränder mitein­ ander verbunden sind, die eine gewölbte Oberfläche aufweisen und bei Betätigung der Kontaktscheibe eine Wölbungsumkehr bewirken. Allerdings liegen hier die Randarme, die leistenförmige Längsränder bilden, quer zur Verstellbewegung des Gleitstücks, während die stegartigen Ränder, die als Verbindungsabschnitte an der Kontakt­ scheibe dienen, im wesentlichen in dieser Verstellrichtung des Gleitstücks liegen. Zwar wird das Gleitstück relativ dünn ausgebildet und eine zusätzliche Rückstellfeder entfällt, jedoch ist hier der Schaltzustand an der Fingerkuppe der Bedienungsperson nicht sicher zu erfühlen bzw. verbesserungsbedürftig, somit die Schaltsicherheit nicht hinreichend hoch.

Bekannt ist auch bereits ein Tastenfeld mit einer Vielzahl von Druckknopfschaltern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art für Telefonanlagen (DE-OS 26 14 119). Die dort verwendeten Druckknopf­ schalter weisen eine bewegliche Kontaktscheibe mit nach einwärts abstehenden Kontaktarmen auf, an die sich hierzu schräg abstehende Kontaktzungen anschließen, die gegen­ über Festkontaktstücken liegen. Die zungenartigen Teile der Kontaktarme erstrecken sich zu beiden Seiten von einer durch die Kontaktarme gehende Mittellinie. Die ein­ zelne Zunge der Kontaktarme in einer der Zungengruppen hat die Form eines streifenförmigen Bauteils. Allerdings ist die bekannte Kontaktscheibe mit ihren radialen Kontaktarmen am ganzen Umfang mit einer die Basis bilden­ den Federkontaktplatte starr verbunden bzw. einteilig ausgebildet. Die Randteile der Kontaktscheibe sind dort nicht hochelastisch ausgebildet, weil die Betätigung der Kontaktscheibe senkrecht zur Scheibenebene erfolgt.

Bei einem bekannten Druckknopf-Schalter, vgl. Fig. 1, wird der Mittelteil des beweg­ lichen Kontaktes 11 in Richtung der größten Ausdehnung des Kontaktstückes 11 a niedergedrückt. Deshalb sind die Abmessungen des Schal­ ters relativ groß. Dies ist jedoch ein Nachteil, wenn ein Gerät zu miniaturi­ sieren ist, besonders wenn im Gerät eine grö­ ßere Anzahl von Schaltern dicht nebeneinander anzuordnen sind, also bei mehr­ funktionalen Geräten. Ferner kann beim bekannten Schalter das Tastgefühl nicht feinfühlig genug an die Fingerkuppe der Bedienungs­ person übertragen werden. Die Folge ist, daß die Person die Umschalt­ bewegung nicht genau erkennt, die Betätigung für sie unsicher bleibt, so daß sie nicht mit Sicherheit den jeweiligen Schaltzustand erkennt. Dies ist be­ sonders bei Betätigung in Autoradios während der Dunkelheit von beachtlichem Nachteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckknopfschalter eingangs genannter Art, den Druckknopf­ schalter noch flacher auszuführen, den Schaltzustand durch die Fingerkuppe der Bedienungsperson besser zu erfühlen, sowie die Zuverlässigkeit und die Anwendbarkeit des Schalters für andere Einbauzwecke oder Schaltzustände zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspru­ ches 1 angegebenen Mittel gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäßen Vorteile sind darin zu sehen, daß ausgehend von der hochelastischen und leitenden Metallscheibe als Kon­ taktscheibe, die eine gewölbte, bzw. haubenartige Form hat oder die Form eines umgekehr­ ten V aufweist, und indem ferner besondere Längsränder an bei­ den Seiten der Kontaktscheibe vorgesehen und die parallel zur Ver­ stellrichtung angeordnet sind, wobei diese in vorteilhafter Weise bei Belastung oder beim Biegen so beeinflußt sind, daß sie ihre Steifigkeit gegen die Druckkraft mit fortschreitendem Verstellweg vergrößern.

Nachdem eine derartige Anpassung an die Verstellkraft bzw. die Verstellbewegung erfolgt, erhöht sich die Feinfühligkeit der Schaltbewegung, die eine Umkehrbe­ wegung der Kontakt-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 angepaß­ ten Druckkraft erfolgt, kann die Trennzeit der Kontaktstücke noch kleiner ge­ macht werden, verglichen mit dem bekannten Schalter.

Dadurch werden Schäden am Schalter, die auf Bogenbildung zurückgeht, ver­ ringert unter Beibehaltung des Vorteils, daß der Schalter besonders flach ausgebildet ist, mit hoher Zuverlässigkeit arbeitet und stabile Kontakt­ stellungen gewährleistet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung Fig. 2 und Fig. 3 dar­ gestellt und werden im nachfolgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 2 eine Explosionszeichnung eines Druckknopfschalters und

Fig. 3(a)-3(d) jeweilige Schnitte durch den Druck­ knopfschalter, welche die Arbeisweise dieses Schalters erläutern.

Ein Gehäuse 21 des Schalters besteht aus Kunstharz, in welches dazugehörige Metallteile in einem Arbeitsgang eingegossen sind (sog. insert-molding). Ein Hohlraum 21 a des Gehäuses ist zu einer Seite offen, und es sind eine Öffnung 21 b und eine Nut 21 d vorhanden, welche in einem V-förmigen Abschnitt der seitlichen Wand 21 c gegenüber der Öffnung vorhanden sind; der Boden 21 e besitzt Festkontakte, deren Oberfläche dem Hohlraum zugekehrt ist. Das Gehäuse weist ferner Stifte 21 f an den jeweiligen vier Ecken auf, die da­ zu dienen, den Deckel sowie die Stufen 21 g und 21 g zu montieren. Festkontakte 22 und 23 haben Festkontaktstücke 22 a und 23 a, die der Ober­ fläche des Bodens 21 e des Gehäuses 21 zugekehrt sind, als auch nach außen abgehende Anschlußklemmen 22 b und 23 b.

Die Festkontakte 22 und 23 werden mit dem Gehäuse gleichzeitig bei der Her­ stellung bzw. dem Guß verbunden, indem sie in die Metallform eingesetzt und danach mit Kunstharz ausgegossen werden. Es ist ein bewegliches Kontakt­ stück in Form einer Kontaktscheibe 24 einstückig aus hochelastischem Metallblech hergestellt vorhanden. Sie hat einen Kontaktabschnitt 24 d, der eine kleine Breite aufweist und in der Mitte Kontaktzungen 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 leistenförmigen Längsrändern 24 a und 24 b vorhanden, die parallel an gegenüberliegenden Seiten des Kontaktabschnitts 24 d ausgeformt sind, und Verbindungsabschnitte 24 e und 24 e′, welche die beiden Längsränder miteinander ver­ binden. Die Verbindungsabschnitte 24e und 24 e′ können die Form eines V haben, so daß sie sich in gleiche Richtung erstrecken, wie die Biegerichtung der Kontakt­ zunge 24 c des Kontaktstückes 24 d. Die Längsränder 24 a und 24 a sind so gebogen, daß sie um ein vorbestimmtes Maß zur Richtung, in der sich die Verbindungsabschnitte 24 e und 24 e erstrecken, schräg gestellt sind, um auf diese Weise in Richtung der Pfeile ihre Steifigkeit zu erhöhen, insbesondere im Übergangsbe­ reich zwischen den Bauteilen 24 a und 24 d, bzw. 24 e, vgl. Fig. 2, dritte Teildarstellung von oben.

Die Längsränder 24 a sind umkehrbar ausgebildet und stehen vor in der Rich­ tung, in der die Kraft der 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 Ausschnitte 25 b auf, die mit den Stu­ fen 21 g, 21 g des Gehäuses 21 zusammengreifen und ferner eine Wand oder einen Flansch 25 c. Die Länge l _c der beiden Ausschnitte 25 b ist größer als die Länge lp der Stufen 21 g und 21 g. Somit kann das Gleitstück 25 entweder nach vorne verschoben oder zurückkehren und verbleibt innerhalb des Hohlraumes 21 a des Gehäuses um das Maß l _c -l _p .

Ein Verbindungsabschnitt 24 e′ der Kontaktscheibe 24 liegt am Flansch 25 c an. Ein Deckel 26, um den oberen Bereich des Gehäuses 21 zu bedecken, ist an seinen vier Ecken mit Löchern 26 a versehen, in die Stifte 21 f des Gehäuses 21 eingesetzt sind. Der Deckel 26 kann an das Gehäuse 21 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 Druckknopfschalters beschrieben:

Zunächst wird das Gehäuse 21 zusammen mit den Festkontakten 22 und 23 gleich­ zeitig ausgegossen. Dann wird ein Verbindungsabschnitt 24 e und die bewegliche Kontaktscheibe 24 über die Nut 21 d des Gehäuses 21 montiert. Dann wird das Gleitstück 25 in die Öff­ nung 21 b des Hohlraumes 21 a im Gehäuse 21 eingeführt und der andere Verbindungsabschnitt 24 e′ der Kontaktscheibe 24 an den Flansch 25c des Gleitstückes 25 an­ gelehnt. Dann wird das Gleitstück 25 etwas in Richtung der Kontaktscheibe 24 ge­ drückt, so daß die Stufen 21 g und 21 g des Gehäuses mit den Ausschnitten 25 b in Eingriff kommen. Somit kommt der Mittelteil der Kontaktscheibe 24 die die Form eines umgekehrten V hat, in innige Kontaktberührung mit der rück­ wärtigen Oberfläche des Gleitstückes 25. Letzteres wird in der Ruhestellung durch die Federkraft der beweglichen Kontaktscheibe 24 nach außen gedrückt, wobei die Kontaktscheibe eine Art Tellerfeder ist. Der Druckknopf 25 a steht vom Ge­ häuse 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 einem Gel verbunden. Dann ist der Druckknopfschalter gemäß Fig. 3(a) montiert.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Schalters anhand der Fig. 3(a)-3(d) erläutert:

Wird der Druckknopf 25 a, Fig. 3(a) niedergedrückt, werden die Verbindungsabschnitte 24 e und 24 e′ der Kontaktscheibe 24 jeweils in Eingriff mit der Nut 21 d des Gehäuses 21 bzw. dem Flansch 25 c des Gleitstückes 25 gehalten; des­ halb wird das Gleitstück 25 nach außen in Richtung des Pfeiles A gedrückt. Nun liegt das 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".

Wenn ausgehend von dieser Stellung der Druckknopf 25 a in Richtung des Pfeiles B niedergedrückt wird, werden die Verbindungsabschnitte 24 e und 24 e′ der Kontaktscheibe 24 in Richtung des Pfeiles C, vgl. Fig. 3(b), ausgewölbt bzw. gekrümmt.

Wird der Druckknopf 25 a weiter in Richtung des Pfeiles B niedergedrückt, werden die Längsränder 24 a der Scheibe 24 schlagartig in Richtung des Pfeiles C umge­ kehrt.

Hierbei werden die Längsränder 24 a gebogen, so 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 der Kontaktabschnitt 24 d nicht bzw. noch nicht. Wenn die niederdrückende Kraft jedoch einen vorbestimmten Grenz­ wert überschreitet, wird die Kontaktscheibe schlagartig und haupt­ sächlich in der Mitte, bezogen auf die Längsränder 24 a umbewölbt, d. h. plötzlich umgekehrt. Diese Umkehrung wird begleitet durch die Bewegung der Kontaktscheibe 24 in Richtung des Pfeiles C. Die Kontaktzunge 24 c der Kontaktscheibe 24 wird dann jeweils in Druckberührung mit den Festkontaktstücken 22 a bzw. 23 a durch die jeweilige elastische Kraft der Kontaktscheibe 24 gebracht, so daß der Schalter den Zustand "EIN" annimmt, vgl. Fig. 3(c).

Wird in diesem Zustand der Druckknopf 25 a weiter niedergedrückt, ge­ langen Kontaktzungen 24 c der Kontaktscheibe 24 gleitend in eine Kontaktberührung mit den Festkontaktstücken 22 a, 23 a, während sie gleichzeitig, wie Fig. 3(d) veranschau­ licht, bis zu ihrer elastischen Grenze deformiert werden. Der Verstellbereich des Gleitstückes 25 kann aber, im Einzelfall, innerhalb der Länge l _c und l _p der Ausschnitte 25 b 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 Fig. 3(a) in der umgekehrten Folge der Arbeitsschritte wiederhergestellt, und der Schalter nimmt den Zustand "AUS" ein.

Claims (3)

1. Druckknopfschalter mit einem Gehäuse und einer vorge­ spannten gewölbten Kontaktscheibe aus hochelastischem Metallblech, deren Kontaktabschnitt gegen eine Mehrzahl von festen, am Boden des Gehäuses vorhandenen Kontakt­ stücken zur Kontaktbildung durch Umkehr der Wölbung der Kontaktscheibe über ein mittels eines Druckknopfs im Gehäuse verschiebbares Gleitstück anpreßbar ist, aber bei entlastetem Druckknopf die Kontaktunterbrechung durch eigene Elastizität bewirkt, wobei der Kontaktab­ schnitt schräg zum Gehäuseboden hin abstehende Kontakt­ zungen aufweist, die gegenüber den Festkontaktstücken liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktscheibe (24) zwei vom Kontaktabschnitt (24 d) miteinander verbundene und zueinander parallel verlaufende Längsränder (24 a) aufweist, deren Enden von jeweils einem Verbindungsab­ schnitt (24 e, 24 e′) miteinander verbunden sind, von denen einer an einer Gehäuseinnenwand (21 c) und der andere am Gleitstück (25) abgestützt ist, welches parallel zu den Längsrändern (24 a) der Kontaktscheibe (24) bewegbar ist und an dessen dem Gehäuseinneren zugewandter Oberfläche der Kontaktabschnitt (24) im unbetätigten Schaltzustand anliegt.

2. Druckknopfschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsränder (24 a), bezogen auf die mittlere Kontaktscheibenebene, in Richtung der Längs­ seitenwand des Hohlraumes (21 a) hin schräg und gewölbt verlaufen.

3. Druckknopfschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (24 c) der Kontaktscheibe (24) parallel zur Verstellrichtung des Gleitstückes (25) verlaufen.