DE3624666A1 - Elektrischer membranschalter - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Elektrischer Membranschalter (Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 14 41 83/85 vom 24. September 1985.) Die Erfindung betrifft einen elektrischen Membranschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Es ist bereits ein Membranschalter bekannt, dessen Querschnitt in Fig. 3 dargestellt ist und einen unteren Film (1) zeigt, versehen mit einer unteren Elektrode (2), die auf der in das Schalterinnere bzw. oberen Fläche des Filmes aufgedruckt ist, wobei andererseits ein oberer Film (3) mit einer oberen Elektrode (4) versehen ist, die entsprechend an der nach einwärts weisenden bzw. unteren Oberfläche, ebenfalls durch Aufdrucken, auf gebracht ist, und ferner ist ein Abstandsfilm (5) und ein Haftmittel (6) vorhanden und dargestellt. Der untere Film (1), der obere Film (3) und der Abstandsfilm (5) sind miteinander durch das Haftmittel (6) vereinigt (integriert), wobei das Haftmittel in Form einer Schicht sowohl an der oberen als auch unteren Oberfläche des Abstandsfilmes (53 aufgebracht wird und ferner die oberen Elektroden (4) und die unteren Elektroden (2) einander gegenüberliegen, aber auch jeweils zueinander mit Hilfe von Perforationen (5a) in dem Abståndsfilm (5) voneinander getrennt sind. Wenn ein Druck, z. B.
• ein Fingerdruck, auf den oberen Film (3) aufgebracht wird, und da dieser Film flexibel bzw. biegsam ist, wird er um einen vorbestimmten Weg nach unten verstellt, und die obere Elektrode (4) und die untere Elektrode (2) kommen miteinander in Kontaktberührung und der Schalter ist in den Zustand "Ein" überführt. Wird dieser Film entlastet bzw. der Finger weggenommen, kehrt der Schalter in den aus Fig. 3 erkennbaren Zustand, wegen der Flexibilität des oberen Filmes (3), zurück, wobei die obere Elektrode (4) und die untere Elektrode (2) voneinander getrennt sind und der Schalter den Zustand "Aus" einnimmt.
• Bei dieser Schalterausführung mit dem Abstands film (5) müssen der obere Film (3) und der untere Film (1) an den Abstandsfilm (5) in einem Zustand angehängt werden, in welchem entlastende Papierblätter (nicht dargestellt), die vorher sowohl an die obere als auch untere Oberfläche des Abstandsfilms (5) angehängt waren, entfernt sind.
• Es hat sich jedoch gezeigt, daß es außerordentlich schwierig ist und große Montagefähigkeit verlangt, diese Filme (1, 3 und 5) so miteinander zu vereinigen, daß zwischen dem Haftmittel (6) und den beiden Filmen (1, 3) keine Bläschen auf- bzw. eintreten und doch noch eine genaue Positionierung der oberen Elektrode (4) zu unterer Elektrode ( 2) gegeben wäre.
• Um diese Befestigungsarbeit zu erleichtern ist zwar gemäß japanischer offengelegter Patentanmeldung Nr. 13 87 25/1982 ein Membranschalter vorgeschlagen worden, bei dem aus synthetischem Kunstharz bestehende Tinte verwendet wird und dieses Element anstelle eines Abstandsfilmes an den oberen und unteren Film aufgedruckt wird.
• In dem Querschnitt gemäß Fig. 4 eines bekannten Membranschalters, nach dieser japanischen Vorveröffentlichung, ist eine Isolationsschicht (7) vorhanden, während andere Bezugsziffern zu denjenigen gemäß Fig. 3 identisch sind.
• Die Abstandsschicht (7) wird durch Drucktinte hergestellt, die aus isolierendem Werkstoff besteht und wird aufgeformt auf den unteren Film (1) mit Ausnahme des Bereiches für die untere Elektrode (2), und zwar durch Siebdruck oder äquivalente Drucktechnik. Dann wird ein Haftmittel (6) schichtartig auf die Abstandsschicht (7) aufgebracht und nunmehr der obere Film (3), die Abstandschicht (7) und der untere Film (1) miteinander vereinigt, indem die untere Oberfläche des unteren Filmes (3) an das Haftmittel (6) angedrückt oder herangebracht wird.
• Da aber in diesem Membranschalter, der eine aufgedruckte Abstands schicht hat, der Aufwand zur Verbindung des unteren Filmes (1) und der Abstandsschicht (7) eingespart wird, wird an Arbeitseffektivität gewonnen verglichen mit der zuerst genannten, bekannten Schalterausführung. Allerdings tritt folgender Nachteil auf: Zur Verbindung des oberen Filmes (1) und der isolierenden Abstandsschicht (7) sind nach wie vor aufwendige Arbeitsschritte erforderlich, und ferner kann das Haftmittel (6) in den Spalt zwischen den Elektroden (2) und (4) auf Kriechwegen gelangen und so den Schalter unbrauchbar machen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und einen Membranschalter, eingangs genannten Art, anzugeben, bei dem die Montage vereinfacht wird, der Membranschalter betriebsfest bleibt und die Herstellungskosten niedrig sind.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches (1) angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verfahrensschritte zur Herstellung des Schalters sind in den Unteransprüchen dargestellt.
• Die hauptsächlichen Vorteile des neuen Membranschalters bzw. die seiner Herstellung liegen darin, daß man einen flachen (laminierten) Membranschalter in Hitze versiegeln kann, ohne Haft- oder Klebemittel zu verwenden, die Betriebsfestigkeit gewährleistet bleibt und an Arbeitszeit gespart wird.
• Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den Membranschalter Fig. 2(a) bzw. 2(b) schematische, perspektivische Ansichten des Membranschalters, während eines Arbeitsschrittes in noch nicht vereinigtem Zustand In der Schnittdarstellung des Membranschalters gemäß Fig. 1 ist eine Abstandsschicht (8) dargestellt. Der untere Film (1), die untere Elektrode (2), der obere Film (3) und die obere Elektrode (4) sind in gleicher Weise ausgebildet wie diejenigen, die mit gleichen Bezugsziffern in Fig. 3 bezeichnet sind, so daß zugehörige Teilbeschreibung hier entfällt.
• Die Abstandsschicht (8) ist zwischen der oberen bzw.
• schaltereinwärts weisenden Fläche des unteren Filmes (1) und derunteren bzw. ebenfalls schaltereinwärts weisenden Fläche des oberen Filmes (3) ausgebildet, mit Ausnahme derjenigen Bereiche, die für die jeweiligen Elektroden (2 oder 4) freibleiben, und zwar durch Aufdrucken, wobei ferner der obere Film (3) und der untere Film (1) durch den Abstandsfilm (8) laminiert (aneinandergedrückt) werden und so den Membranschalter bilden. Man stellt die Abstands schicht (8) aus einer isolierenden Paste her, im wesentlichen ein thermoplastisches Harz enthält, und die Abstands schicht entweder auf den unteren Film (1), den oberen Film (3) oder auf diese beiden Filme aufgebracht wird und zwar durch Aufdrucken und nachfolgendes Erwärmen, so daß die Paste einem Druck ausgesetzt ist. Eine isolierende Paste auf der Basis von Plastisol ist geeignet, vorzugsweise eine solche, in der Pulver aus thermoplastischem Harz, z. B. Vinylchloridharz, in einem flüssigen Weichmacher (Plastifizierer) dispergiert wird; der Weichmacher kann ein DOP-Weichmacher, also ein solcher auf Dioctylphthalatbasis, versehen mit einem stabilisierenden Mittel, einem Viskositätssteuermittel, einem Pigment o. dgl. versehen sein. Für den Schalter werden die Eigenschaften des Plastisols ausgenutzt, der einen beachtlich hohen und filmformenden Festkörpergehalt in der Flüssigkeit aufweist, verglichen mit anderen bekannten Stoffen wie z. B. Organosol o. dgl., bei welchen ein organisches Lösungsmittel als Dispergiermedium verwendet wird. In vorteilhafter Weise kann die Filmdicke nunmehr sofort mit dem Aufdrucken vergrößert werden, so daß die Anzahl der Druckarbeitsschritte beachtlich verringert wird.
• Vorteilhafte Arbeitsschritte gemäß Erfindung zur Herstellung des Membranschalters werden anhand der Fig. 2(a) und 2(b) erläutert: Zunächst wird, vgl. Fig. 2(a), ein unterer, mit der unteren Elektrode (2) als Muster versehener Film (1) und ein oberer, mit einem Muster der oberen Elektrode (4) versehener Film (3) hergestellt.
• Wenn auch in diesem Ausführungsbeispiel davon ausgegangen wurde, daß der untere Film (1) und der obere Film (3) aus einem gleichen Blatt oder einem gleichen Film hergestellt sind, so können die Filme (1, 3) in Einzelfall getrennt hergestellt werden.
• Dann, vgl. Fig. 2(b), wird die jeweilige aus elektrisch isolierendem Materig bestehende Paste (8', 8") aufgedruckt, z. B. durch Siebdruck o. dgl. und zwar auf diejenigen Bereiche des unteren Filmes (1) und des oberen Filmes (3), die nicht die jeweiligen Elektroden (2 , 4) enthalten, danach wird getrocknet, dann erhitzt und die Paste in einen gelartigen Zustand überführt.
• Dann wird der Film im mittleren Teil (9), der als eine Art Scharnier aufzufassen ist, gefalzt bzw. umgeklappt, so daß die eine isolierende Paste (8") auf der anderen Isolierpaste (8') übereinander zu liegen kommt, wobei gleichzeitig jede der Elektroden (2, 4) mit Hilfe einer Mehrzahl von der Positionierung dienenden Löchern (la, 3a) positioniert wird, die jeweils in dem unteren Film (1) bzw.
• in dem oberen Film (3) ausgeformt sind; danach werden die beiden isolierenden Pasten (8', 8") erwärmt, sowohl einem Druck ausgesetzt über ein nicht dargestelltes Druckgerät, welches mit einem Heizaggregat o. dgl. entsprechend versehen ist.
• Dann werden beide isolierende Pasten (8', 8") in die isolierende Abstandsschicht (8) eingeschmolzen und man erhält den Membranschalter gemäß Fig. 1.
• Da bei diesen Arbeitsschritten die isolierende Paste (8') auf dem unteren Film (1) durch Aufdrucken und die isolierende Paste (8't) auf dem oberen Film (3), ebenfalls hergestellt durch Aufdrucken, miteinander verschmolzen werden und so die isolierende Abstandsschicht (8) bilden, tritt eine außerordentlich vorteilhafte, innige Verbindung zwischen dem unteren Film (1) und dem oberen-Film (3) auf.
• Andererseits ist im bekannten Membranschalter, vgl. Fig. 3, 4, die Abstandsschicht (8) üblicherweise von einer Dicke von etwa 30rm m oder auch mehr und auch zwingend erforderlich, um zu vermeiden, daß ein unerwünschter bzw. spontaner Kontakt zwischen der unteren Elektrode (2) und der oberen Elektrode (4) auftritt. Da aber erfindungsgemäß die isolierenden Pasten (8', 8tut) in einer Dicke bis etwa loo/m durch nur einen aufdruckenden Arbeitsschritt ausgeformt werden können, ist es möglich, den Druckarbeitsschritt zu vereinfachen und die Überwachung der Schichtdicke, der Abstandsschicht (8) leichter, besonders bei Serienerzeugnissen durchzuführen.
• Abweichende Ausführungsformen und Ausführungsschritte sind, im Einzelfall, möglich: Wenn beispielsweise die vorhergehende Ausführungsform vors ah, daß die isolierende Paste (8', 8tut) jeweils auf dem unteren Film (1) bzw. dem oberen Film (3) aufgebracht wurde, so kann aber auch die isolierte Paste dadurch aufgebracht bzw. ausgeformt werden, daß sie als Aufdruck, entweder auf den unteren Film (1) oder auf den oberen Film (3) als auch in einer solchen Dicke aufgebracht wird, die der Summe der Dicken der isolierenden Paste (8', 8't) entspricht und die isolierende Paste kann mit der anderen dieser Filme durch Heizen unter Druck vereinigt bzw. integriert werden. Aus Vorstehendem sind die Vorteile der Erfindung erkennbar. Da der obere Film, die isolierende Abstands schicht und der untere Film miteinander integriert werden können unter Anwendung von Hitze und Druck, da die isolierende Paste im wesentlichen aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht, der im vorhergehenden Arbeitsschritt an diese Filme aufgedruckt wurde, vorteilhaft ohne Einsatz von Haft- und Klebemitteln, mit nachfolgender Laminierung und Vereinigung dieser Filme wird ein Membranschalter betriebssicherer Bauart durch vereinfachte Montage und somit bei verringerten Kosten hergestellt.

Claims (4)

1. Patentansprüche 1) Elektrischer Membranschalter, der eine untere Elektrode auf einem unteren Film seines Schaltergehäuses, eine obere Elektrode auf dem oberen Film des Schaltergehäuses aufweist, wobei die unteren und oberen Elektroden jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind sowie der untere und der obere Film zwischen sich einen isolierenden Abstandsraum oder eine Abstandsschicht einschließen sowie die Elektroden kontaktierbar und wieder voneinander lösbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Abstandsschicht (8) durch Aufdrucken einer isolierenden Paste (8', 8"), welche aus einem thermoplastischen Harz besteht, auf mindestens einen dieser oberen bzw. unteren Filme (1, 3), ausgenommen die der Ausbildung der Elektroden dienenden Filmbereiche, unter Anwendung von Druck und Hitze auf die Abstandsschicht, hergestellt ist derart, daß der obere Film (3), die isolierende Abstandsschicht (8) und der untere Film (1) miteinander vereinigt sind.
2. 2) Membranschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Paste (8', 8") eine Plastisol-Paste ist, in welche pulverförmiges thermoplastisches Harz, dispergiert in einen flüssigen Weichmacher, vorhanden ist.
3. 3) Verfahren zur Herstellung eines Membranschalters nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Abstands schicht aus durch Aufdrucken einer isolierenden Paste (8', 8"), die aus thermoplastischem Harz besteht, auf mindestens den oberen Film oder mindestens den unteren Film hergestellt wird, die isolierende Paste aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht, daß hierbei die zur Unterbringung der Elektroden vorhandenen Filmbereiche keinen Aufdruck erhalten und danach die isolierende Abstandsschicht unter Druck erhitzt und dabei der obere Film, die isolierende Abstandsschicht und der untere Film miteinander vereinigt werden, wobei die isolierende Abstandsschicht zwischen den oberen und unteren Elektroden zu liegen kommt derart, daß die Elektroden kontaktierbar und wieder lösbar sind.
4. 4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Abstandspaste eine Plastisol enthaltende Paste ist, in welcher pulverförmiger thermoplastischer Kunstharz in einem flüssigen Weichmacher dispergiert worden ist.