EP0072446A1 - Flache Schalteranordung - Google Patents

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EP0072446A1
EP0072446A1 EP82106458A EP82106458A EP0072446A1 EP 0072446 A1 EP0072446 A1 EP 0072446A1 EP 82106458 A EP82106458 A EP 82106458A EP 82106458 A EP82106458 A EP 82106458A EP 0072446 A1 EP0072446 A1 EP 0072446A1
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EP
European Patent Office
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wires
conductors
switch arrangement
conductor
layer
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EP82106458A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dieter Lamm
Dieter Michalski
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TDK Micronas GmbH
Rudolf Schadow GmbH
ITT Inc
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
Rudolf Schadow GmbH
ITT Industries Inc
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Publication date
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    • H01H13/785—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites characterised by the material of the contacts, e.g. conductive polymers
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    • H01H2229/03—Laminating

Definitions

  • the invention relates to a flat switch arrangement with matrix-shaped, pressure-actuated switches, in which a first set of mutually parallel conductors and a second set of mutually parallel conductors are arranged on a base of insulating material such that the conductors of the second set perpendicular to those of the first set, a cover sheet of insulating material on the second set of conductors and an elastic layer of insulating material between the two sets of conductors, which has holes at the intersections of the conductors of the first conductor set with those of the second conductor set, so that by pressure the cover film in the area of the crossing points, the crossing conductors can be brought into contact with one another.
  • Such a switch arrangement is known for example from DE-AS 1 640 444.
  • the conductors are plated onto the underlying insulating material layer.
  • the layers of insulating material must be provided with a metal layer, which is then coated with a light-sensitive lacquer, followed by a development process and an etching process, after which the light-sensitive lacquer must finally be removed.
  • the plated conductors still have to be provided with electrical connections.
  • the known embodiment has the further disadvantage that at least one of the insulating material layers coated with conductors must be bent for the purpose of contacting the intersecting conductors. With frequent actuation, there is a risk that the thin conductor tracks become detached from the load-bearing insulating material layer.
  • the object of the invention is to design a switch arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that it can be easily and automatically manufactured and at the same time has very robust contacts.
  • the base made of insulating material. This consists either of a plate or a film made of a suitable insulating material, for example plastic.
  • the first set of conductors consists of tensioned elastic wires 2 which run parallel to one another.
  • the second set of conductors also consists of tensioned elastic wires 7, which, however, are arranged at right angles to the wires 2.
  • An elastic insulating material layer 3 is arranged between the wires 2 and 7 and has holes 4 at the crossing points of the conductors 2 and 7.
  • the layer 3 can consist, for example, of a foam plastic layer.
  • the layer 3 is expediently coated on both sides with adhesive layers 5 and 6.
  • the switch arrangement is covered by an insulating film 8.
  • the two sets of wires 2 and 7 are clamped in suitable holders 9, so that they are held taut and parallel to one another in the correct position.
  • the tensioned wires 2 and 7 are embedded in the adhesive layer 6 and 5 on the elastic insulating material layer 3 and at the same time the insulating material parts 1 and 8 are firmly connected to the layer 3.
  • only the wires 2 and 7 have to be cut along the edge of the arrangement. This is advantageously done in such a way that the wires protrude from at least one side of the arrangement and thus serve as connections. This completes the entire switch arrangement.
  • the wires 2 and 7 are provided, at least at the crossing points, with an electrically well-conductive cover.
  • the wires 2 and 7 can be designed as so-called sheathed wires, i.e. Wires with a core made of elastic material and an outer cover made of electrically conductive material.
  • the switch assembly In some cases it is desirable to illuminate the switch assembly. This can be done in a simple manner in that the insulating base 1 is also made of translucent material, so that the entire switch arrangement can be illuminated from the base 1. The individual contact arrangements are then clearly marked through the holes 4 in the elastic insulating material layer 3 and the symbol attached to the cover film 8 is clearly visible. Since the wires 2 and 7 need only be very thin, the passage of light is hardly influenced.
  • both wires can be arranged so close to one another instead of one wire per contact point in at least one set of wires that they are assigned to the same crossing points. In this way, double contacts are obtained when double wires are used in one of the wire sets.
  • both sets of wires can also consist of double wires.
  • Figure 2 shows a perspective view of a switch arrangement according to the invention.
  • the insulating material base 1, the elastic intermediate layer 3 and the transparent cover film 8 are connected to one another by the adhesive layers 5 and 6, the wires 2 and 7 being embedded in the adhesive layers 5 and 6, respectively.
  • the wires protrude at the edge of the arrangement as connections and the crossing points between the wires 2 and 7 are each arranged in the middle of a hole 4 in the elastic intermediate layer 3. By pressing the film 8 in the area of one of the holes 4, an electrical contact is made between the two crossing wires.

Abstract

Elektrischer Flachschalter mit matrixförmig angeordneten Schaltereinheiten, bestehend aus einer Isolierstoffunterlage (1), einem ersten Satz von gespannten elastischen Drähten (2), einer elastischen Zwischenschicht (3) mit Löchern (4), einem zweiten Satz von gespannten elastischen Drähten (7), die senkrecht zu dem ersten Satz verlaufen und sich mit diesen im Bereich der Löcher der Zwischenschicht kreuzen, und einer Deckfolie (8) aus Isoliermaterial. Bei einem Druck auf die Deckfolie (8) im Bereich der Löcher (4) der Zwischenschicht (3) kommt jeweils ein Draht des ersten Satzes mit einem Draht des zweiten Satzes in elektrischen Kontakt. Die Unterlage (1) und die Deckfolie (8) können aus lichtdurch-lässigem Material bestehen, so daß die Schalteranordung von der Unterlage her durchleuchtet werden kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine flache Schalteranordnung mit matrixförmig angeordneten, durch Druck betätigbaren Schaltern, bei der auf einer Unterlage aus Isolierstoff ein erster Satz von zueinander parallelen Leitern und darüber ein zweiter Satz von zueinander parallelen Leitern so angeordnet ist, daß die Leiter des zweiten Satzes senkrecht zu denen des ersten Satzes verlaufen, einer Deckfolie aus Isolierstoff auf dem zweiten Satz von Leitern und einer elastischen Isolierstoffschicht zwischen den beiden Leitersätzen, die an den Kreuzungsstellen der Leiter des ersten Leitersatzes mit denen des zweiten Leitersatzes Löcher hat, so daß durch einen Druck auf die Deckfolie im Bereich der Kreuzungsstellen die sich kreuzenden Leiter miteinander in - Kontakt gebracht werden können.
  • Eine solche Schalteranordnung ist beispielsweise aus der DE-AS 1 640 444 bekannt. Die Leiter sind bei der bekannten Ausführungsform auf die darunterliegende Isolierstoffschicht aufplattiert. Zu diesem Zweck müssen die Isolierstoffschichten mit einer Metallschicht versehen werden, die dann mit einem lichtempfindlichen Lack beschichtet wird, wonach sich ein Entwicklungsvorgang und ein Ätzvorgang anschließen, nach denen schließlich der lichtempfindliche Lack entfernt werden muß. Außerdem müssen die aufplattierten Leiter noch mit elektrischen Anschlüssen versehen werden.
  • Abgesehen von dem umständlichen Herstellungsverfahren hat die bekannte Ausführungsform noch den weiteren Nachteil, daß zum Zweck der Kontaktierung der sich kreuzenden Leiter mindestens eine der mit Leitern beschichteten Isolierstoffschichten durchgebogen werden muß. Bei oftmaliger Betätigung besteht hierbei die Gefahr, daß sich die dünnen Leiterbahnen von der tragenden Isolierstoffschicht ablösen.
  • Schließlich sind zur Herstellung verschieden großer Schalter jeweils verschiedene Ätzmasken erforderlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteranordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie sich sehr einfach automatisch fertigen läßt und gleichzeitig sehr robuste Kontakte besitzt.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die Erfindung soll anhand der Figuren näher erläutert werden.
    • Figur 1 zeigt perspektivisch in Explosionsdarstellung die einzelnen Teile der Schalteranordnung gemäß der Erfindung.
    • Figur 2 zeigt in perspektivischer Anordnung eine Ausführungsform der Schalteranordnung gemäß der Erfindung.
  • Die einzelnen Teile der Schalteranordnung können aus der Figur 1 entnommen werden.
  • Mit 1 ist eine Unterlage aus Isolierstoff bezeichnet. Diese besteht entweder aus einer Platte oder einer Folie aus einem geeigneten Isolierstoff, beispielsweise Kunststoff. Der erste Satz von Leitern besteht aus gespannten elastischen Drähten 2, die parallel zueinander verlaufen. Der zweite Satz von Leitern besteht ebenfalls aus gespannten elastischen Drähten 7, die jedoch in rechtem Winkel zu den Drähten 2 angeordnet sind. Zwischen den Drähten 2 und 7 ist eine elastische Isolierstoffschicht 3 angeordnet, die an den Kreuzungsstellen der Leiter 2 und 7 Löcher 4 aufweist. Die Schicht 3 kann beispielsweise aus einer Schaumkunststoffschicht bestehen. Zweckmäßig ist die Schicht 3 beiderseits mit Kleberschichten 5 und 6 beschichtet. Auf der Oberseite ist die Schalteranordnung durch eine Isolierstoffolie 8 abgedeckt.
  • Zur Herstellung des Schalters sind die beiden Sätze von Drähten 2 und 7 in geeigneten Halterungen 9 eingespannt, so daß sie straff und zueinander parallel in der richtigen Lage gehalten sind. Zwischen die Sätze von gespannten Drähten 2 und 7 wird die gelochte und beiderseits mit einer Kleberschicht versehene Isolierstoffschicht 3 eingebracht, während unterhalb der Drähte 2 die Unterlage 1 und oberhalb der Drähte 7 die Deckfolie 8 angeordnet wird. Dann werden alle Teile zusammengepreßt und gegebenenfalls dabei erwärmt. Dabei werden die gespannten Drähte 2 und 7 in die Kleberschicht 6 bzw. 5 auf der elastischen Isolierstoffschicht 3 eingebettet und gleichzeitig werden die Isolierstoffteile 1 und 8 mit der Schicht 3 fest verbunden. Dann müssen nur noch die Drähte 2 und 7 längs des Randes der Anordnung abgeschnitten werden. Dies geschieht zweckmäßig in der Weise, daß die Drähte an mindestens einer Seite der Anordnung herausstehen und damit als Anschlüsse dienen. Damit ist auch schon die ganze Schalteranordnung fertiggestellt.
  • Es ist leicht ersichtlich, daß durch Variieren des Abstandes der Halterungen 9, der Anzahl der eingelegten Drähte 2 und 7 und durch Ausschneiden einer geeigneten Größe der Isolierstoffteile 1, 3 und 8 Schalter beliebiger Größe und Form in sehr einfacher Weise hergestellt werden können. Die Schalteranordnung ist vollkommen dicht und die Drähte werden durch Einbetten in die Kleberschicht in gespanntem Zustand gehalten. Bei einem Druck auf die Deckfolie 8 wird einer der Drähte 7 durchgebogen und kommt in elektrischen Kontakt mit einem der Drähte 2. Da die Drähte 7 und 2 selbst aus elastischem Material bestehen, kehren sie nach Aufhören des Druckes, auch nach vielfacher Betätigung, zuverlässig in ihre Ausgangslage zurück.
  • Es ist zweckmäßig, auf der Deckfolie 8 die Kreuzungsstellen der Drähte in geeigneter Weise zu kennzeichnen. Vorteilhaft geschieht dies in der Weise, daß als Folie 8 eine lichtdurchlässige Folie verwendet wird, die an der Unterseite, d.h. der Seite, die den Drähten 7 zugewandt ist, mit einem entsprechenden Symbol bedruckt wird. Dieses Symbol ist dann auf der Oberseite der Folie 8 sichtbar, aber kann durch äußere Einflüsse nicht verwischt oder entfernt werden.
  • Zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes werden die Drähte 2 und 7, mindestens an den Kreuzungsstellen, mit einem elektrisch gut leitenden Oberzug versehen. Insbesondere können die Drähte 2 und 7 als sogenannte Manteldrähte ausgebildet sein, d.h. Drähte mit einem Kern aus elastischem Material und einem äußeren Oberzug aus elektrisch gut leitendem Material.
  • In manchen Fällen ist es erwünscht, die Schalteranordnung zu beleuchten. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß auch die Isolierstoffunterlage 1 aus lichtdurchlässigem Material hergestellt wird, so daß die ganze Schalteranordnung von der Unterlage 1 her durchleuchtet werden kann. Dabei werden dann durch die Löcher 4 in der elastischen Isolierstoffschicht 3 die einzelnen Kontaktanordnungen deutlich markiert und das auf der Deckfolie 8 angebrachte Symbol ist gut zu erkennen. Da die Drähte 2 und 7 nur sehr dünn sein brauchen, wird der Lichtdurchtritt kaum beeinflußt.
  • Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit können bei mindestens einem Satz von Drähten anstelle eines Drahtes pro Kontaktstelle zwei Drähte so dicht nebeneinander angeordnet sein, daß sie den gleichen Kreuzungsstellen zugeordnet sind. Es werden auf die Weise Doppelkontakte erhalten, wenn bei einem der Drahtsätze Doppeldrähte verwendet werden. Es können aber auch beide Sätze von Drähten aus Doppeldrähten bestehen.
  • Figur 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Schalteranordnung gemäß der Erfindung. Die Isolierstoffunterlage 1, die elastische Zwischenschicht 3 und die durchsichtige Deckfolie 8 sind durch die Kleberschichten 5 und 6 zu einer festen Einheit miteinander verbunden, wobei die Drähte 2 und 7 in die Kleberschichten 5 bzw. 6 eingebettet sind. Die Drähte ragen am Rand der Anordnung als Anschlüsse heraus und die Kreuzungsstellen zwischen den Drähten 2 und 7 sind jeweils in der Mitte eines Loches 4 in der elastischen Zwischenschicht 3 angeordnet. Durch einen Druck auf die Folie 8 im Bereich eines der Löcher 4 wird ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden sich kreuzenden Drähten hergestellt.

Claims (7)

1. Flache Schalteranordnung mit matrixförmig angeordneten, durch Druck betätigbaren Schaltern, bei der auf einer Unterlage aus Isolierstoff ein erster Satz von zueinander parallelen Leitern und darüber ein zweiter Satz von zueinander parallelen Leitern so angeordnet ist, daß die Leiter des ersten Satzes senkrecht zu denen des zweiten Satzes verlaufen, einer Deckfolie aus Isolierstoff auf dem zweiten Satz von Leitern und einer elastischen Isolierstoffschicht zwischen den beiden Leitersätzen, die an den Kreuzungsstellen der Leiter des ersten Leitersatzes mit denen des zweiten Leitersatzes Löcher hat, so daß durch einen Druck auf die Deckfolie im Bereich der Kreuzungsstellen die sich kreuzenden Leiter miteinander in Kontakt gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der beiden Leitersätze (2, 7) aus gespannten federnden Drähten bestehen.
2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdrähte (2, 7) mindestens an den Kreuzungsstellen einen Öberzug aus elektrisch gut leitendem Material haben.
3. Schalteranordnung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einem Leitersatz (2 bzw. 7) je zwei Drähte dicht nebeneinander angeordnet sind, so daß sie den gleichen Kreuzungsstellen zugeordnet sind.
4. Schalteranordnung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Isolierstoffschicht (3) beiderseits mit einer Kleberschicht (5, 6) versehen ist, in welche die Leiterdrähte (2, 7) eingebettet sind.
5. Schalteranordnung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfolie (8) aus licht, durchlässigem Material besteht und im Bereich der Löcher (4) der elastischen Zwischenschicht (3) auf der der Zwischenschicht (3) zugewandten Seite mit Symbolen bedruckt ist.
6. Schalteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Isolierstoffunterlage (1) aus lichtdurchlässigem Material besteht und die Anordnung von der Unterlage (1) her beleuchtbar ist.
7. Schalteranordnung nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdrähte (2, 7) an mindestens einer Seite aus der Schichtanordnung als Anschlüsse herausragen.
EP82106458A 1981-08-05 1982-07-17 Flache Schalteranordung Withdrawn EP0072446A1 (de)

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Inventor name: MICHALSKI, DIETER