EP0250433A1 - Slide switch - Google Patents

Slide switch

Info

Publication number
EP0250433A1
EP0250433A1 EP86902311A EP86902311A EP0250433A1 EP 0250433 A1 EP0250433 A1 EP 0250433A1 EP 86902311 A EP86902311 A EP 86902311A EP 86902311 A EP86902311 A EP 86902311A EP 0250433 A1 EP0250433 A1 EP 0250433A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slide switch
contact
switch according
switch
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP86902311A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Koslar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Createc Gesellschaft fuer Elektrotechnik mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Createc Gesellschaft fuer Elektrotechnik mbH filed Critical Siemens AG
Publication of EP0250433A1 publication Critical patent/EP0250433A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H15/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch
    • H01H15/02—Details
    • H01H15/06—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H15/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch
    • H01H15/005—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch adapted for connection with printed circuit boards

Definitions

  • the invention relates to a slide switch of the type specified in the preamble of claim 1.
  • Such a slide switch is known from German Utility Model No. 1 998 149.
  • this switch has the disadvantage that the contact elements are firmly riveted to the back of the slide.
  • the resilient ends of the contact elements can only follow height tolerances by giving in within their spring travel. This reduces the pressure force on one side, while it increases on the opposite side. The result is deterioration of contact on the one hand and increased wear on the other.
  • the invention specified in claim 1 is based on the object of improving such a switch in such a way that the contact properties are retained even in the event of assembly tolerances and frequent operation.
  • the switch should also be inexpensive to manufacture from a few parts.
  • the invention is based on the knowledge that the use of contact elements encompassing the carrier of the contact areas with tolerance-free manufacture means that the contact forces on both sides are of the same size and thus the operating properties of the two contact zones match - in practice, however, undesirable deviations occur that lead to deterioration.
  • the omega-shaped spring elements adjust themselves automatically during assembly and exert an identical compressive force on both contact surfaces.
  • the individual elements are completely independent of one another with regard to their guidance transverse to the switching direction. Due to the shape of the chambers, the contact elements are secured against falling out even when the slide switch is not assembled. To assemble, the contact elements only need to be inserted into the chambers with slight pressure and engage there because of the arc-shaped extension of their omega shape.
  • the beak-shaped area which "rides” on the carrier element for making contact, is preferably convex on all sides in the direction of the contact surfaces. Due to the correspondingly widening opening of the "beak-shaped" end of the contact elements, the preassembled switching slide unit containing the contact elements can be assembled in a single operation.
  • the mechanical drive processes with the necessary tolerances can be carried out by an externally guided push handle element Transfer slide switch, wherein the push handle element can remain connected to the housing and has tightly tolerated power transmission surfaces preferably only in the sliding direction. Since the grip element is guided through a corresponding recess in the housing, labyrinthine creepage distances can also be provided in a favorable manner here in order to achieve functional safety, which is particularly important in compact measuring devices for high-voltage applications.
  • a single handle element can thus actuate a plurality of slide switches, which act on different circuit boards, so that in an advantageous further development in accordance with the respective requirements for complex switching operations influencing several switching stages in connection with an operating mode switchover, etc.
  • Access to several boards with a compact design is possible.
  • the boards can nevertheless be provided relatively closely adjacent to one another in accordance with the components of microelectronics available on the market, since the slide switches likewise have only a small design.
  • the shifting catches are also connected to the housing in the form of pins or toothings, so that no additional measures are required for this Circuit boards must be taken.
  • Such catches can be produced on circuit boards only with relatively complex measures, while they can easily be molded onto a plastic housing.
  • the slide switch according to the invention is attached to one of the narrow sides and can be operated there ergonomically, for example with the thumb, when the device is held in the hand.
  • the entire front surface is clear to the operator's view and with the other hand, further switching operations can be carried out inside the device via the operating elements on the front surface, which, however, preferably effect software switching in the measuring program, while the switch cone according to the invention presented here ⁇ preferably affects the signal path in such a way that complete galvanic separations are generated, which cannot be easily achieved by program-controlled switching elements.
  • the setting elements of the slide switch and, in particular, striking markings can be recognized by a transparent front surface, so that - preferably with appropriate thermometer scales - the setting of the switch can be checked at any time without first having to look at the side surface of the device where the setting of the switch would be difficult to detect anyway, since the mechanical actuation handle in its various positions would conceal part of the symbols and designations applied to the surfaces available there.
  • Shields for the switch contacts, which are necessary to ensure the undisturbed operation of the device are in a U-shaped configuration and the U-shaped contacts within the slide switch can also be applied overlapping areas - above and below the corresponding area of the printed circuit board influenced by the slide switch, the movable part being in accordance with a preferred embodiment of the invention above and produces Uf 'OER-shaped shield which is connected with the switching slide by means of grinders the necessary contact to the on-board below fixedly mounted or as conductor tracks on the map formed shields.
  • the grip element for the slide switch is guided by a slide preferably in such a way that the rails are formed at a separation point of the housing, so that the grip part is inserted before the housing is assembled and when the housing parts are connected (with the exception) the sliding direction) is fixed.
  • These rails also contribute to an increase in the creepage distances required for electrical safety due to their surfaces which are at different angles to one another.
  • the slide switch can also be used for test purposes when the housing is removed, so that the complete function of the device is ensured for assembly and service even when the housing is removed.
  • switches are usually procured externally as purchase or add-on parts. This has the disadvantage of oversized volumes and the necessity to form openings and switch shapes according to the circumstances of the selected standard elements.
  • the slots of the carrier layer which are oriented transversely to the sliding direction, between the contact areas provide self-cleaning of the contacts even in the event of abrasion or other migration of the contact material resulting from frequent actuation.
  • switch elements are often the cause of poor reliability of devices.
  • Developing a switch that simultaneously meets the special requirements for density and complexity of modern circuits as well as for cost-effective production and precise reproducibility in production is an important task with regard to an overall device concept to be created, especially since the switch according to the invention is one A number of physical and technological requirements can be met simultaneously, which are listed below:
  • the switch should have a small volume. There should be rest opportunities.
  • the materials used should be common in the field of electronics and precision engineering.
  • the production should be reproducible in all its steps.
  • the switch should contain connecting elements for the production of backs between fixed contacts provided at intervals.
  • the switch is to the electronic printed conductor plates firmly "can be connected, wherein the fixed contacts before ligand bridges between traces should also form in relatively larger intervals.
  • a certain contact pressure should be able to be exerted via spring elements.
  • the materials should be corrosion-free.
  • the switch is said to have a self-cleaning effect.
  • the switch should be wear-resistant, i.e. no metal waste may arise from abrasion and the friction should be as low as possible but sufficient for self-cleaning.
  • the switch ' should be constructed to be as tolerant as possible to production variations, i.e. the electrical contact surfaces must not be influenced by the tolerances of the mechanical production.
  • the switch according to the invention fulfills all of these requirements in a surprisingly simple manner. There are also the main advantages:
  • a slide switch in a rectangular hand-held measuring device is easier to use than a rotary knob, which always requires a second hand to hold the device.
  • the contact elements can be accommodated on the edge of the card in such a way that they do not disturb the rest of the structure of the device, and the switch can also be arranged such that the switch buttons essentially take up the space of the housing wall. This means that the entire interior volume of the housing is hardly affected and is retained for other mechanical installations. In this way, the switching elements shown here make a significant contribution to a universal measuring device concept, which makes it possible to implement a device program in the same housing using largely overriding electronic circuit boards to fulfill a wide variety of measuring and testing and signal processing functions .
  • FIG. 1 a shows the exemplary embodiment of an electrical device having the switch according to the invention in the assembled state
  • FIG. 2 shows a top view of the device
  • Figure 3 is a perspective cross section (B-B) indicated in Figure 2 through the assembled device and
  • FIG. 4 is an enlarged detail view of the switch according to the invention.
  • a membrane keyboard 1 which consists of a plurality of insulating and conductor layers, individual areas of the internal matrix-shaped conductor arrangements coming into contact with one another by pressure on the corresponding surface areas and thus forming pushbuttons of a keypad.
  • the membrane keyboard also has labels on the front that indicate functions to be triggered via the respective contact areas of the keypad.
  • On the front panel there are also additional markings 2, which denote functional positions of further switching elements which are attached to the side walls of the housing. The positions of the relevant elements can be read from above through further recesses if these parts have movable display elements in the form of scale pointers or the like.
  • the markings frame a recess for a display. All information to be recorded optically for operation and reading is thus presented on the top of the device - facing the operator.
  • a tab 3 carries all connections for the membrane keyboard in the form of parallel conductor tracks.
  • a front panel 4 carrying the membrane keyboard is made entirely of Shaped from highly transparent plastic and thus comprises the following elements in one piece: a window 14 for viewing the display, another window as a scale window 18 for viewing the movable display elements of the switching elements, and so far a surface 16 for receiving the membrane keyboard 1
  • the main task of the front plate 3 is to close off the housing at the top.
  • the front panel 4 was designed for the advantageous use of adhesive membrane keyboards so that the rectangular display window 14 for the display protrudes from the otherwise flat front panel by a few millimeters and that the remaining area of the plastic part forming the front panel 4 is reduced by one millimeter ⁇ is reduced.
  • the recesses which are otherwise opaque, are glued into this planar depression, so that only the display window 7 and scales 4, which are located next to this display window, remain transparent.
  • the electrical connection of the keyboard 1 preferably in such a way that to be maintained for the safety of the operator creepage distance TERMS AND CONDITIONS 'n by a correspondingly formed Contacting the internal circuits of the device can be observed.
  • a mounting pin 10 as a centering and receptacle for the individual printed circuit boards 20, 60 and 70 present in the device.
  • pins 8 each with an inner bore, are attached, which will later serve to accommodate the screwing of the entire housing. Furthermore, a slot 5 is provided in the front part 4 in the lower part, through which the ribbon cable-shaped contacts 3 of the keyboard 1 can be guided and can be accommodated on the inside via small pins 6, which serve as an assembly aid.
  • the pins 8 have threaded blind bores which contain screw openings which are open towards the inside of the device.
  • the top of the device is hermetically protected.
  • the front plate 4 forms a self-contained insulating plastic part, with any creepage distances Include the outer edge area and thus there is sufficient contact security according to the relevant regulations, which would not be possible with a design with separate button and window inserts.
  • the membrane keyboard 1 is glued from the front to the front panel 4 and the ribbon cable 3 is guided through the slot 5 just mentioned such that it points into the interior of the device, so that the front panel 4 with the front side facing down in a simple manner a mounting receptacle formed in this way is inserted.
  • the ribbon cable 3 is inserted into two small receiving pins 6, a zebra rubber 11 being received by two small frame-shaped adjusting elements is connected to an adjacent controller card 20.
  • the slot In the massive front plate 4 it is arranged so that when the piercing on the adjacent controller card is essentially straight, no areas can be hit which lead to dangerous voltages or currents.
  • the connections leading to contact elements 22 on the printed circuit board 20 are provided with protective resistors R, which form high-ohmic active resistances and ensure that all conductors in the corresponding outer zone of the plate 20 including the foil conductor 3 and the membrane keyboard 1 are protected.
  • the area of high-voltage-resistant resistors R is free of creepage distances and conductor tracks.
  • the first of the circuit cards carrying the electronic structural elements here called the controller card, is inserted over a pin 10, screwed onto the two screw pins and fixed by elastic tube pieces 9.
  • the controller card 20 there are two further zebra rubber arrangements 22 and 23. One is used to hold the membrane keyboard contacts 22, the other 23 is used to make contact with the display card 30, which is fastened by means of two screws 12.
  • Another middle card 60 is together with switch elements 50, 47, 40, 52, 49, 41, 50, 47, 40, 52, 49, 41, 53 and 54 on the by means of the front panel mounting device 4 in attached such that the creepage distance strips 19 serve on the respective longitudinal edges of the front panel simultaneously as a sliding device for the switch.
  • the end plates 75 and 80 are inserted and soldered to the plugs.
  • the actual housing is formed by the lower housing part 85. It is shaped as a plastic part in such a way that, as a counterpart to the front panel 4, it has recesses 89 on the side for receiving the slide switches. There are also cutouts 90 for receiving end plates 75 and 80 and housing screws 86.
  • the lower housing part 85 is made of an opaque
  • the four receiving pins 92 for the housing screws 86 are designed in such a way that they in turn enclose the pins 8 of the front plate 4 in a tubular manner in order to give them additional hold when screwing plastic parts.
  • the contact surfaces for the housing screws 86 are set lower, on the one hand to take account of the safety aspect by means of an additional creepage distance and in addition to be able to press cylindrical cover parts 88 into the hollow cylinders of the screw feed holes, which act as measures against unauthorized opening, guarantee purpose and security.
  • the housing 85 has on its base plate on the edge of the side surfaces a number of cylindrical pins 93 which are sprayed out with the base. These pins serve to latch the slide switches, which slide along these solid cylinders and thus report the latching effect acoustically and mechanically when the slide switches are actuated.
  • these locking elements can also be provided in the front plate 4. In the exemplary embodiment shown here, they were moved into the lower housing part for reasons of the spatial arrangement of the other components.
  • a plate-shaped receptacle 94 is provided for adjustment purposes.
  • a 12-sided lateral catches of the lower housing part 85 can be attached to a stand 95 made of transparent material in different angular positions, so that a favorable viewing angle can be freely selected according to the lighting conditions.
  • the stand 95 can also be used in a position rotated by 180 ° as a cover for the keyboard and protects against undesired operating errors.
  • Feet 96 protect the stand from scratching.
  • a rating plate 97 is embedded in the stand and is visible in the cover position.
  • the switch assembly can be seen in the partial representations y according to FIG. 3 and the exploded representation according to FIG. 1c. It represents an essential construction element of the electronic device described above.
  • the special way in which the slide switch interacts with the housing gives rise to the advantages of the switch concept according to the invention, in particular with a device design of the type described above.
  • the housing division and circuit board design are the same in substantial interaction with the construction of the switch, it being apparent that several of the switching slides shown, which are rigidly connected, can also act simultaneously on different circuit boards from the edge, so that they are used in a wide variety can.
  • In the "hand-held" type of device described here there are particular difficulties in the construction.
  • the chosen constructive solution takes into account a large number of constructive difficulties in the smallest of spaces, whereby the measures found support each other in an astonishing way.
  • the contact surfaces 62 were brought directly onto the circuit board 60 in a geometrically favorable form.
  • a concept known per se was modified here in such a way that on the long sides 69 of the cards, on the one hand on the top and on the other on the opposite underside, arranged as contact surfaces such that a spring 53 bent in the direction of the card edges in each case the can connect opposite contact surfaces on the top with corresponding counter-contact surfaces on the underside.
  • the omega-shaped spring (contact element) 53 Since the omega-shaped spring (contact element) 53 is bent by itself by being pushed onto the edge of the card 69 - after initial "beaking" by a correspondingly divergent design of the ends pointing towards the board - it produces Restoring force the necessary contact pressure.
  • the spring 53 which is made of a guiding spring material and is omega-shaped, can thus connect the corresponding contact surfaces 62 on the upper side to those on the underside of the card in a particular position.
  • the individual contact surfaces 62 on the upper and lower side of the card 60 are connected in an electrically conductive manner to the other circuit parts in such a way that they achieve the required connection configurations in each case with a translational movement of the contact spring 53 in the direction of the card longitudinal edge 69.
  • a number of cuboidal cavities are provided in the switch brackets 50, 52, 50, 52, into which contact springs 53 can be inserted. These cavities are designed in such a way that the individual spring 53 has a sufficient mechanical degree of freedom in the direction of movement perpendicular to the card 60, so that dimensional tolerances which relate to the position of the cards 60 themselves and that of the moved switch bracket 50 have no influence on the contact security, i.e. can take on the position of the contact springs 53. In this way it is ensured that the position of the springs 53 is determined exclusively by the geometry of the card 60 and not by the position of the switch bracket 50.
  • the switch bracket 50 is shaped such that when the switch bracket is pushed in the direction of the longitudinal edge 69 the card 60, the springs 53 are taken so as to achieve the other switching positions in parallel.
  • the switch bracket 50 can be moved a few millimeters perpendicular to the card 60 without the contact springs 53 mounted in it lifting off from the contact surfaces 62.
  • the side edges of the springs can be guided step by step through the contact bracket with the least amount of friction, to which in particular burr-free cut surfaces on the side edges of the springs and highly polished side surfaces of the switch bracket made of an insulating plastic contribute.
  • this switch bracket is equipped with an additional metal molding, e.g. surrounded a punched part 47, which serves for shielding in the present application.
  • switch bracket 50 and the shield part 47 placed over it are inserted into the switch button 40 with a screw 54 and then tightened with the self-tapping screw 54, then the switch button 40 forms together with the shield part 47, the switch bracket 50 and the one installed in the switch bracket Switch springs 53 the actual switch element.
  • the switch button 40, 41 fulfills several functions at the same time. On the one hand, it is designed in such a way that its switch button - corresponding to the function of a slide switch - simultaneously represents the slide path slot 89 to be provided as a screen for the Deim slide switch due to the large-area design.
  • the switch button Since the switch button must be accessible from the outer side of the device, in the present preferred embodiment the fulfillment of the creepage distance conditions was linked to the visual glare effect.
  • the mechanical inner parts of the switch button consisting of a plastic piece are designed so that they can be guided in the form of rails in the slots in the housing.
  • the slide switch and the contact springs 53 moved with it ensure a certain self-cleaning of the contact elements 62.
  • Their contact pressure can be determined by the design of the spring. The abrasion on the contact surfaces is thus to be kept within limits.
  • the slide switch of the exemplary embodiment described here initially has an additional special design feature.
  • a linearly movable switching element can generally only be shielded with a certain additional outlay. Since the switching movement of a rotary switch is carried out exclusively via an axis and this can be easily passed through a hole provided in a shield housing, a rotary switch is normally used for a measuring device - especially if this is the case in the present case is intended for a very broadband application - superior in terms of shielding effort and shielding safety.
  • Recesses 404 are provided between the contact areas, which ensure that abrasion does not settle between the contact surfaces and can therefore form bridges.
  • the omega-shaped contact element 405 clasps the edge of the printed circuit board 401 and connects the contact areas lying opposite one another.
  • the contact element is passed through the circuit board and exerts on both contact surfaces equally large forces.
  • the contact element has the simplest design, corresponding to its purpose. Due to the play in a direction parallel to the pressing forces within the recess 410, the contact spring "rides” on the edge of the printed circuit board 401 and its spatial position is largely determined by it.
  • the bearing within the recess 410 (chamber) is floating.
  • the pressure surfaces 406 and 407, which contact the contact areas have an all-round convexity with "belly" in the direction of the printed circuit boards, which has two reasons:
  • the areas 406 and 407 should not “get caught” on the edges of the slots present between the contact areas, but rather glide smoothly over them.
  • the contact element 405 due to the curvature of its pressure surfaces in the direction of the circuit board, the contact element 405 has the property that it can be easily pushed onto the circuit board as a result of the beak-shaped configuration which widens towards the end. If the height tolerances of the bearing within the chamber of the slide switch are not sufficient to accommodate the spatial path differences between the printed circuit board 401 and the holder 408, the rear part of the omega inside the chamber can additionally rotate slightly without the pressure conditions changing significantly . The directions of possible height deviations are symbolized in FIG. 4 by a double arrow 400.
  • the contact element initially yields within the scope of the existing play and then rolls on its back surface 409, the areas 406 and 407 likewise being able to "roll" slightly on the contact surfaces 402 and 403, but without the contact pressure conditions change significantly with regard to the electrical contact effect.
  • the compensating movement in the direction of arrows 409 makes it unnecessary to adjust the contacts of this switch.
  • the contact elements are embedded in corresponding recesses 410 of the essentially omega-shaped carrier element 408 made of plastic, the carrier element being surrounded on the one hand by a metal shield 411 which is U-shaped in section.
  • the recess 410 limits the movements of the contact element without substantial play in the direction of the relative movements occurring when the contact connections are switched over.
  • the lower height of the passage area towards the board compared to the height of the recess in the interior secures the contact element from falling out when the slide switch has not yet been installed.
  • the height difference between the chamber and the passage is dimensioned such that the omega-shaped element can easily be snapped into this recess during assembly due to its elasticity.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.

Landscapes

  • Slide Switches (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

Un interrupteur multibroche à coulisse pour un appareil électrique de traitement de signaux comprend des zones de contact fixes agencées des deux côtés d'une couche porteuse isolante ayant la forme d'un circuit imprimé et une coulisse d'interrupteur avec des éléments de contact qui ont essentiellement la forme d'un omega et qui accrochent par élasticité les bords de la couche porteuse pour connecter alternativement des zones opposées de contact. La coulisse d'interrupteur comprend des évidements similaires à des cavités dans lesquels s'emboîtent lâchement les éléments de contact. Les éléments de contact sont montés de façon à pouvoir coulisser d'une certaine longueur dans un sens parallèle au sens de la pression de contact et/ou à pouvoir tourner dans les évidements autour d'un axe étendu dans le sens d'interruption.A multi-pin slide switch for an electrical signal processing apparatus comprises fixed contact areas arranged on both sides of an insulating carrier layer in the form of a printed circuit and a switch slide with contact elements which have essentially the shape of an omega and which elastically hook the edges of the carrier layer to alternately connect opposite contact zones. The switch slide has cavity-like recesses into which the contact elements fit loosely. The contact elements are mounted so as to be slidable by a certain length in a direction parallel to the direction of contact pressure and/or to be rotatable in the recesses about an extended axis in the direction of interruption.

Description

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SchiebeschalterSlide switch
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen Schiebeschalter der im Ober¬ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a slide switch of the type specified in the preamble of claim 1.
Ein derartiger Schiebeschalter ist aus dem deutschen Ge¬ brauchsmuster Nr. 1 998 149 bekannt. Dieser Schalter hat jedoch den Nachteil, daß die Kontakt¬ elemente mit dem Schieber an ihrem Rücken fest vernietet sind. Dadurch können die federnden Enden der Kontaktele¬ mente Höhentoleranzen nur dadurch folgen, daß sie inne¬ rhalb ihres Federwegs nachgeben. Dadurch verringert sich auf der einen Seite die Andruckkraft, während diese auf der gegenüberliegenden Seite ansteigt. Kontaktverschlech¬ terung einerseits und erhöhter Verschleiß andererseits sind die Folge.Such a slide switch is known from German Utility Model No. 1 998 149. However, this switch has the disadvantage that the contact elements are firmly riveted to the back of the slide. As a result, the resilient ends of the contact elements can only follow height tolerances by giving in within their spring travel. This reduces the pressure force on one side, while it increases on the opposite side. The result is deterioration of contact on the one hand and increased wear on the other.
Demgegenüber liegt der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Schalter dahinge¬ hend zu verbessern, daß die Kontakteigenschaften auch bei auftretenden Montagetoleranzen und bei häufiger Betätigung erhalten bleiben. Der Schalter soll darüberhinaus kosten¬ günstig aus wenigen Teilen herstellbar sein.In contrast, the invention specified in claim 1 is based on the object of improving such a switch in such a way that the contact properties are retained even in the event of assembly tolerances and frequent operation. The switch should also be inexpensive to manufacture from a few parts.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Verwendung von den Träger der Kontaktbereiche umgreifenden Kontaktelementen bei toleranzfreier Herstel¬ lung zwar die beidseitigen Kontaktkräfte gleich groß sind und somit die Betriebseigenschaften der beiden Kontaktzo¬ nen übereinstimmen - in der Praxis aber unerwünschte Ab¬ weichungen auftreten, die zu Verschlechterungen führen.The invention is based on the knowledge that the use of contact elements encompassing the carrier of the contact areas with tolerance-free manufacture means that the contact forces on both sides are of the same size and thus the operating properties of the two contact zones match - in practice, however, undesirable deviations occur that lead to deterioration.
Die Omega-förmigen Federelemente justieren sich bei der Montage völlig selbsttätig und üben auf beide Kontaktflä¬ chen eine identische Druckkraft aus. Die einzelnen Eleme¬ nte sind bezüglich ihrer Führung quer zur Schaltrichtung völlig unabhängig voneinander. Die Kontaktelemente sind - bedingt durch die Form der Kam¬ mern - auch im nicht montierten Zustand der Schaltschieber gegen Herausfallen gesichert. Zum Montieren brauchen die Kontaktelemente lediglich mit leichtem Druck in die Kam- mern hineingeführt zu werden und Rasten dort wegen der bogenförmigen Erweiterung ihrer Omega-Form ein. Der schna¬ belförmige Bereich, der zur Kontaktgabe auf dem Träger¬ element "reitet", ist in Richtung auf die Kontaktflächen bevorzugt allseitig konvex ausgebildet. Durch die sich entsprechend erweiternde Öffnung des "schnabelförmigen" Endes der Kontaktelemente läßt sich die vormontierte, die Kontaktelemente enthaltende Schaltschiebereinheit mit ei¬ ner einzigen Handhabung montieren.The omega-shaped spring elements adjust themselves automatically during assembly and exert an identical compressive force on both contact surfaces. The individual elements are completely independent of one another with regard to their guidance transverse to the switching direction. Due to the shape of the chambers, the contact elements are secured against falling out even when the slide switch is not assembled. To assemble, the contact elements only need to be inserted into the chambers with slight pressure and engage there because of the arc-shaped extension of their omega shape. The beak-shaped area, which "rides" on the carrier element for making contact, is preferably convex on all sides in the direction of the contact surfaces. Due to the correspondingly widening opening of the "beak-shaped" end of the contact elements, the preassembled switching slide unit containing the contact elements can be assembled in a single operation.
Durch die mechanische Entkopplung der Omega-förmigen Kon¬ taktelemente in den anderen Richtungen als es der Schiebe¬ richtung zur Betätigung in der Funktion als Schalter ent¬ spricht, lassen sich von einem extern geführten Schiebe- griffelement die mechanischen Antriebsvorgänge mit den notwendigen Toleranzen auf den Schaltschieber übertragen, wobei das Schiebegriffelement mit dem Gehäuse verbunden bleiben kann und eng tolerierte Kraftübertragungsflächen bevorzugt lediglich in Schieberichtung aufweist. Da das Griffelement durch entsprechende Ausnehmung im Gehäuse ge- führt wird, lassen sich hier auch in günstiger Weise laby¬ rinthartige Kriechstrecken zur Erzielung der funktioneilen Sicherheit vorsehen, was insbesondere bei kompakten Me߬ geräten für Hochvolt-Anwendungen von wesentlicher Bedeu- • tung ist.As a result of the mechanical decoupling of the omega-shaped contact elements in the directions other than the sliding direction for actuation in the function as a switch, the mechanical drive processes with the necessary tolerances can be carried out by an externally guided push handle element Transfer slide switch, wherein the push handle element can remain connected to the housing and has tightly tolerated power transmission surfaces preferably only in the sliding direction. Since the grip element is guided through a corresponding recess in the housing, labyrinthine creepage distances can also be provided in a favorable manner here in order to achieve functional safety, which is particularly important in compact measuring devices for high-voltage applications.
Die durch die schwimmende Montage der einzelnen Kontakte¬ lemente bedingte Fähigkeit zur Selbstjustage ist so groß. daß auch it zummehrere benachbarte Schaltungsplatinen mit Kontaktbereichen durch starr miteinander verbundene Schaltschieber bedient werden können.The ability for self-adjustment caused by the floating assembly of the individual contact elements is so great. that it can also be used to operate several adjacent circuit boards with contact areas by rigidly connected slide switches.
Bei gestapelter Anordnung der Platinen lassen sich somit einzigen Griffelement eine Mehrzahl von Schaltschiebern betätigen, welche auf unterschiedliche Platinen einwirken, so daß bei einer vorteilhaften Weiterbildung entsprechend den jeweiligen Anforderungen für komplexe mehrere Schalt- stufen beeinflussende Umschaltungen im Zusammenhang mit einer Betriebsarten-Umschaltung etc. ein Zugriff zu mehre¬ ren Platinen bei kompakter Bauform möglich ist. Die Plati¬ nen können trotzdem entsprechend den am Markt erhältlichen Bauelementen der Mikroelektronik relativ eng benachbart vorgesehen sein, da die Schaltschieber ebenfalls eine nur kleine Bauform aufweisen. Durch das Vorsehen einer mecha¬ nischen Schalteranordnung, mit der sich umfangreichste Schaltvorgänge ausführen lassen, wird kaum zur Vergröße¬ rung des Bauvolumens des fertigen Geräts beigetragen.With the stacked arrangement of the circuit boards, a single handle element can thus actuate a plurality of slide switches, which act on different circuit boards, so that in an advantageous further development in accordance with the respective requirements for complex switching operations influencing several switching stages in connection with an operating mode switchover, etc. Access to several boards with a compact design is possible. The boards can nevertheless be provided relatively closely adjacent to one another in accordance with the components of microelectronics available on the market, since the slide switches likewise have only a small design. By providing a mechanical switch arrangement with which the most extensive switching operations can be carried out, the construction volume of the finished device is hardly contributed to being enlarged.
Da die Toleranz in Schieberichtung bei der Kraftübertra¬ gung relativ klein gewählt ist, werden - bei einer bevor¬ zugten Weiterbildung der Erfindung - die Schaltrasten ebenfalls mit dem Gehäuse in Form von Stiften oder Ver- zahnungen verbunden, so daß hierfür keine zusätzlichen Maßnahmen auf den Schaltplatinen getroffen werden müssen. Derartige Rastungen lassen auf Schaltungsplatinen nur mit relativ aufwendigen Maßnahmen erzeugen, während sie an ei¬ nem Kunststoffgehäuse ohne weiteres mit angespritzt werden können. Bei einem Meßgerät nach Art eines universellen Signalver¬ arbeitungsgerätes mit einem flachen rechteckigen Gehäuse wird der erfindungsgemäße Schiebeschalter an einer der Schmalseiten angebracht und läßt sich dort ergonomisch günstig - beispielsweise mit dem Daumen - betätigen, wenn das Gerät in der Hand gehalten wird. Dabei ist die gesamte Frontfläche dem Blick der Bedienungsperson freigegeben und mit der anderen Hand können über an der Frontfläche vor¬ handene Betätigungselemente weitere Umschaltungen im Gerä- teinneren vorgenommen werden, welche allerdings bevorzugt softwaremäßige Umschaltungen im Meßprogramm bewirken, wäh¬ rend das hier vorgestellte erfindungsgemäße Schalterkon¬ zept bevorzugt auf den Signalweg in der Weise Einfluß nimmt, daß vollständige galvanische Trennungen erzeugt werden, welche durch programmgesteuerte Schaltelemente nicht ohne weiteres bewirkt werden können.Since the tolerance in the sliding direction for the transmission of force is chosen to be relatively small, in a preferred development of the invention the shifting catches are also connected to the housing in the form of pins or toothings, so that no additional measures are required for this Circuit boards must be taken. Such catches can be produced on circuit boards only with relatively complex measures, while they can easily be molded onto a plastic housing. In a measuring device in the manner of a universal signal processing device with a flat rectangular housing, the slide switch according to the invention is attached to one of the narrow sides and can be operated there ergonomically, for example with the thumb, when the device is held in the hand. The entire front surface is clear to the operator's view and with the other hand, further switching operations can be carried out inside the device via the operating elements on the front surface, which, however, preferably effect software switching in the measuring program, while the switch cone according to the invention presented here ¬ preferably affects the signal path in such a way that complete galvanic separations are generated, which cannot be easily achieved by program-controlled switching elements.
Durch eine transparent ausgebildete Frontfläche lassen sich die Einstellelemente des Schiebeschalters und insbe- sondere auffällige Kennzeichnungen erkennen, so daß - bevorzugt mit entsprechenden Thermometersskalen - die Einstellung des Schalters jederzeit kontrolliert werden kann, ohne daß der Blick erst der Seitenfläche des Gerätes zugewandt werden muß, wo die Einstellung des Schalters oh- nehin schlecht erkennbar wäre, da der mechanische Betäti¬ gungsgriff in seinen verschiedenen Stellungen jeweils ein¬ en Teil der auf den dort zur Verfügung stehenden Flächen aufgebrachten Symbole und Bezeichnungen verdecken würde.The setting elements of the slide switch and, in particular, striking markings can be recognized by a transparent front surface, so that - preferably with appropriate thermometer scales - the setting of the switch can be checked at any time without first having to look at the side surface of the device where the setting of the switch would be difficult to detect anyway, since the mechanical actuation handle in its various positions would conceal part of the symbols and designations applied to the surfaces available there.
Abschirmungen für die Schaltkontakte, welche zur Sicher¬ stellung des ungestörten Betriebs des Gerätes erforderlich sind, lassen sich in U-förmiger Ausgestaltung und dabei die ebenfalls U-förmigen Kontakte innerhalb des Schalt¬ schiebers flächenhaft übergreifend - ober- und unterhalb der entsprechenden vom Schaltschieber beeinflußten Berei- ehe der Leiterplatine anbringen, wobei entsprechend einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die bewegliche U-f'ör- mige Abschirmung, welche mit dem Schaltschieber verbunden ist, mittels Schleifern den notwendigen Kontakt zu den auf der Platine oberhalb und unterhalb fest angebrachten oder als Leiterbahnen auf der Karte ausgebildeten Abschirmungen herstellt.Shields for the switch contacts, which are necessary to ensure the undisturbed operation of the device are in a U-shaped configuration and the U-shaped contacts within the slide switch can also be applied overlapping areas - above and below the corresponding area of the printed circuit board influenced by the slide switch, the movable part being in accordance with a preferred embodiment of the invention above and produces Uf 'OER-shaped shield which is connected with the switching slide by means of grinders the necessary contact to the on-board below fixedly mounted or as conductor tracks on the map formed shields.
Die Führung des Griffelements für den Schaltschieber er¬ folgt durch ein Gleitstück bevorzugt in der Weise, daß die Schienen an einer Trennstelle des Gehäuses gebildet werden, so daß das Griffteil vor der Montage des Gehäuses eingelegt und beim Verbinden der Gehäuseteile, (mit Aus¬ nahme der Schieberichtung) fixiert ist. Auch diese Schie¬ nen tragen durch ihre in verschiedenen winklig zueinander stehenden Oberflächen zu einer Vergrößerung der zur elek¬ trischen Sicherheit notwendigen Kriechstrecken bei.The grip element for the slide switch is guided by a slide preferably in such a way that the rails are formed at a separation point of the housing, so that the grip part is inserted before the housing is assembled and when the housing parts are connected (with the exception) the sliding direction) is fixed. These rails also contribute to an increase in the creepage distances required for electrical safety due to their surfaces which are at different angles to one another.
Der Schiebeschalter läßt sich auch bei abgenommenem Gehäu¬ se zu Prüfzwecken einsetzen, so daß die komplette Funktion des Gerätes auch bei abgenommenem Gehäuse für Montage und Service sichergestellt ist.The slide switch can also be used for test purposes when the housing is removed, so that the complete function of the device is ensured for assembly and service even when the housing is removed.
Bei der hier beschriebenen Gerätegattung bestehen bei der Konstruktion besondere Schwierigkeiten. Da extrem wenig Raum zur Verfügung steht und die Komplexität der Schal¬ terfunktionen vergleichsweise sehr hoch ist und da zusätz- lieh der Bedienungskomfort, das Design und die Sicherheit von diesem Konstruktionselement berührt werden, mußte der Schalter somit nach teilweise völlig neuen Konstruktions¬ prinzipien entwickelt werden.With the type of device described here, there are particular difficulties in the construction. Since there is extremely little space available and the complexity of the switch functions is comparatively very high and If the operating comfort, the design and the safety were affected by this construction element, the switch had to be developed according to partly completely new construction principles.
Bekanntlich werden in üblichen Meßgeräten, selbst in klei¬ ne "Hand-Held" Ausführungen, Schalter meist als Kauf- oder Zubauteile fremdbezogen. Das hat den Nachteil übergroßer Volumina und den Zwang zur Ausbildung von Durchbrüchen und Schalterformen nach den Gegebenheiten der ausgewählten Standardelemente zur Folge.As is known, in conventional measuring devices, even in small "hand-held" versions, switches are usually procured externally as purchase or add-on parts. This has the disadvantage of oversized volumes and the necessity to form openings and switch shapes according to the circumstances of the selected standard elements.
Durch die quer zur Schieberichtung gerichtete Schlitze zwischen den Kontaktbereichen aufweisenden Ausführung der Trägerschicht ist die Selbstreinigung der Kontakte auch bei einem durch häufige Betätigung entstehendem Abrieb oder sonstigem Wandern des Koritaktmaterials gegeben.The slots of the carrier layer, which are oriented transversely to the sliding direction, between the contact areas provide self-cleaning of the contacts even in the event of abrasion or other migration of the contact material resulting from frequent actuation.
Andererseits sind Schalterelemente vielfach Ursache man- gelnder Zuverlässigkeit von Geräten. Einen Schalter zu entwickeln, der den speziellen Erfordernissen nach Dichte und Komplexität moderner Schaltungen sowie nach kostengün¬ stiger Herstellung und genauer Reproduzierbarkeit in der Fertigung gleichzeitig gerecht wird, ist eine im Hinblick auf ein zu schaffendes Gerätegesamtkonzept wesentliche Aufgabe-, zumal von dem erfindungsgemäßen Schalter eine Reihe physikalischer und technologischer Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden, die im folgenden aufgezählt sind:On the other hand, switch elements are often the cause of poor reliability of devices. Developing a switch that simultaneously meets the special requirements for density and complexity of modern circuits as well as for cost-effective production and precise reproducibility in production is an important task with regard to an overall device concept to be created, especially since the switch according to the invention is one A number of physical and technological requirements can be met simultaneously, which are listed below:
Der Schalter soll ein kleines Bauvolumen aufweisen. Es sollen Rastmöglichkeiten vorhanden sein.The switch should have a small volume. There should be rest opportunities.
Es sind möglichst wenig Bauteile zu verwenden.As few components as possible are to be used.
Es sollen möglichst geringe Toleranzanforderungen an die Einzelteile gestellt werden.The lowest possible tolerance requirements should be placed on the individual parts.
Die verwendeten Materialien sollen für den Bereich der Elektronik und Feinmechanik gängig sein.The materials used should be common in the field of electronics and precision engineering.
Die Herstellung soll in allen ihren Schritten repro¬ duzierbar sein.The production should be reproducible in all its steps.
Der Schalter soll Verbindungselemente enthalten zur Erzeugung von 3rücken zwischen in Abständen vorgese¬ henen feststehenden Kontakten.The switch should contain connecting elements for the production of backs between fixed contacts provided at intervals.
Der Schalter soll mit den elektronischen Leiter¬ platten fest " verbunden werden können, wobei die festehenden Kontakte Brücken zwischen Leiterbahnen auch in relativ größeren Abständen bilden sollten.The switch is to the electronic printed conductor plates firmly "can be connected, wherein the fixed contacts before ligand bridges between traces should also form in relatively larger intervals.
Über Federelemente soll ein gewisser Kontaktdruck ausgeübt werden können.A certain contact pressure should be able to be exerted via spring elements.
Die Kontaktgabe soll möglichst flächig erfolgen.Contact should be as extensive as possible.
Es sollen möglichst oxydationsfreie Oberflächen zur Verfügung stehen.Surfaces that are as free from oxidation as possible should be available.
Die Materialien sollen korrosionsfrei sein. Der Schalter soll einen Selbstreinigungseffekt auf¬ weisen.The materials should be corrosion-free. The switch is said to have a self-cleaning effect.
Der Schalter soll abriebsicher sein, d.h. keine metallenen Abfälle dürfen durch Abrieb entstehen und die Reibung sollte möglichst gering jedoch zur Selbstreinigung ausreichend sein.The switch should be wear-resistant, i.e. no metal waste may arise from abrasion and the friction should be as low as possible but sufficient for self-cleaning.
Der Schalter' soll möglichst tolerant gegenüber Ferti- gungsstreuungen aufgebaut sein, d.h. die elektrischen Kontaktflächen dürfen nicht durch die Toleranzen der mechanischen Fertigung beeinflußt werden.The switch 'should be constructed to be as tolerant as possible to production variations, i.e. the electrical contact surfaces must not be influenced by the tolerances of the mechanical production.
Die auf das Betätigungselement des Schalters ausgeüb- ten Kräfte müssen gegenüber den Kontaktelementen ent¬ koppelt sein.The forces exerted on the actuating element of the switch must be decoupled from the contact elements.
Alle diese Forderungen erfüllt der erfindungsgemäße Schal¬ ter in überraschend einfacher Weise. Darüber hinaus erge- ben sich noch die wesentlichen Vorteile:The switch according to the invention fulfills all of these requirements in a surprisingly simple manner. There are also the main advantages:
Ein Schiebeschalter in einem rechteckförmigen Handmeßgerät ist leichter zu bedienen als ein Drehknopf, der immer eine zweite Hand zum Festhalten des Gerätes erforderlich macht. Die Kontaktelemente können am Rande der Karte so unter¬ gebracht werden, daß sie den übrigen Aufbau des Gerätes nicht stören und ferner kann die Anordnung des Schalters so erfolgen, daß die Schalterknöpfe im wesentlichen den Raum der Gehäusewandung einnehmen. Damit wird das gesamte Innenvolumen des Gehäuses kaum beeinträchtigt und bleibt für andere mechanische Einbauten erhalten. Auf diese Weise tragen die hier dargestellten Schaltele¬ mente wesentlich zu einem universellen Meßgerätekonzept bei, welches es gestattet, in ein und demselben Gehäuse unter Verwendung weitgehend überstimmender elektronischer Schaltungsplatinen ein Geräteprogramm zur Erfüllung unter¬ schiedlichster Meß- und Prüf- sowie SignalVerarbeitungs¬ funktionen zu realisieren.A slide switch in a rectangular hand-held measuring device is easier to use than a rotary knob, which always requires a second hand to hold the device. The contact elements can be accommodated on the edge of the card in such a way that they do not disturb the rest of the structure of the device, and the switch can also be arranged such that the switch buttons essentially take up the space of the housing wall. This means that the entire interior volume of the housing is hardly affected and is retained for other mechanical installations. In this way, the switching elements shown here make a significant contribution to a universal measuring device concept, which makes it possible to implement a device program in the same housing using largely overriding electronic circuit boards to fulfill a wide variety of measuring and testing and signal processing functions .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu¬ sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
- Figur la das Ausführungsbeispiel eines den erfindungsge- mäßen Schalter aufweisenden elektrischen Geräts in zusam¬ mengesetztem Zustand undFIG. 1 a shows the exemplary embodiment of an electrical device having the switch according to the invention in the assembled state and
Figuren lb bis d das Ausführungsbeispiel gemäß Figur la in einer Explosionsdarstellung,Figures lb to d the embodiment of Figure la in an exploded view,
Figur 2 eine Draufsicht des Gerätes,FIG. 2 shows a top view of the device,
Figur 3 einen in Figur 2 angegebenen perspektivischen Querschnitt (B-B) durch das zusammengefügte Gerät undFigure 3 is a perspective cross section (B-B) indicated in Figure 2 through the assembled device and
Figur 4 eine vergrößerte Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Schalters.Figure 4 is an enlarged detail view of the switch according to the invention.
Die Beschreibung der konstruktiven Ausführung erfolgt unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die verschiedenenThe description of the design is carried out with simultaneous reference to the various
Figuren, welche die Bauelemente in unterschiedlichen An- sichten - als Explosionsdarstellung oder montiert - zeigen. Die Beschreibung erfolgt in der Reihenfolge der späteren Montage, wobei diese - wie nachfolgend ausgeführt werden wird - jedoc in invertierter Lage des Gerätes mit der Tastatur nach unten auf diese aufbauend erfolgt.Figures that show the components in different view - as an exploded view or assembled - show. The description is given in the order of the subsequent assembly, which - as will be explained in the following - takes place in the inverted position of the device with the keyboard pointing downwards.
Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Folientastatur 1 vorgesehen, die aus mehreren Iso¬ lier- und Leiterschichten besteht, wobei einzelne Bereiche der internen matrixförmigen Leiteranordnungen durch Druck auf die entsprechenden Oberflächenbereiche miteinander in Berührung kommen und somit Drucktaster eines Tastenfeldes bilden. Die Folientastatur weist weiterhin auf der Front¬ seite Beschriftungen auf, die über die jeweiligen Kontakt- bereiche des Tastenfeldes auszulösenden Funktionen bezeichnen. Auf der Frontplatte sind zusätzlich weitere Kennzeichnungen 2 angebracht, welche Funktionspositionen von weiteren Schaltelementen bezeichnen, die an den Seitenwänden des Gehäuses angebracht sein Durch weitere Aussparungen sind die Positionen der betreffenden Elemente von oben her ablesbar, wenn diese Teile bewegliche Anzei¬ geelemente in Form von Skalenzeigern oder dergleichen tra¬ gen. Die Kennzeichnungen umrahmen eine Aussparung für ein Display. Sämtliche für die Bedienung und Ablesung optisch aufzunehmenden Informationen werden somit an der Oberseite des Gerätes - dem Bediener zugewandt - dargeboten. Eine Lasche 3 trägt in Form von parallelen Leiterbahnen alle Anschlüsse für die Folientastatur.In the preferred exemplary embodiment shown, a membrane keyboard 1 is provided which consists of a plurality of insulating and conductor layers, individual areas of the internal matrix-shaped conductor arrangements coming into contact with one another by pressure on the corresponding surface areas and thus forming pushbuttons of a keypad. The membrane keyboard also has labels on the front that indicate functions to be triggered via the respective contact areas of the keypad. On the front panel there are also additional markings 2, which denote functional positions of further switching elements which are attached to the side walls of the housing. The positions of the relevant elements can be read from above through further recesses if these parts have movable display elements in the form of scale pointers or the like. The markings frame a recess for a display. All information to be recorded optically for operation and reading is thus presented on the top of the device - facing the operator. A tab 3 carries all connections for the membrane keyboard in the form of parallel conductor tracks.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine die Folientastatur tragende Frontplatte 4 insgesamt aus ein- em hochtransparenten Kunststoff geformt und umfaßt damit einstückig folgende Elemente: ein Fenster 14 zum Durch¬ blick auf das Display, ein weiteres Fenster als Skalen¬ fenster 18 zum Durchblick auf die beweglichen Anzeige- elemente der Schaltelemente, soeit eine Fläche 16 zur Aufnahme der Folientastatur 1. Neben diesen Funktionen besteht die hauptsächliche Aufgabe der Frontplatte 3 dar¬ in, das Gehäuse nach oben hin abzuschließen.In the illustrated embodiment, a front panel 4 carrying the membrane keyboard is made entirely of Shaped from highly transparent plastic and thus comprises the following elements in one piece: a window 14 for viewing the display, another window as a scale window 18 for viewing the movable display elements of the switching elements, and so far a surface 16 for receiving the membrane keyboard 1 In addition to these functions, the main task of the front plate 3 is to close off the housing at the top.
Damit wird erreicht, daß aufwendige MontageVorgänge und das separate Einsetzen von transparenten Fenstern sowie von Tasteneinzelteilen entfallen - wie es weiter unten im einzelen dargestellt werden wird. Auch entstehen keine schädlichen Kriechstrecken.This ensures that elaborate assembly processes and the separate insertion of transparent windows and individual key parts are eliminated - as will be described in detail below. There are also no harmful creepage distances.
Die Frontplatte 4 wurde zur vorteilhaften Anwendung von aufklebbaren Folientastaturen so gestaltet, daß das recht- eckförmige Anzeigefenster 14 für das Display aus der sonst ebenflächigen Frontplatte um wenige Millimeter her- vortritt und daß die übrige Fläche des die Frontplatte 4 bildenden Kunststoffteiles um Teile eines Millimeters ab¬ gesenkt ist.The front panel 4 was designed for the advantageous use of adhesive membrane keyboards so that the rectangular display window 14 for the display protrudes from the otherwise flat front panel by a few millimeters and that the remaining area of the plastic part forming the front panel 4 is reduced by one millimeter ¬ is reduced.
In diese flächige Absenkung ist die Ausparungen aufwei- sende und im übrigen undurchsichtige Folientastatur 1 eingeklebt, so daß ausschließlich das Anzeigefenster 7 und Skalen 4, die sich neben diesem Anzeigefenster be¬ finden, transparent bleiben. Der elektrische Anschluß der Tastatur 1 erfolgt bevorzugt in der Weise, daß die für die Sicherheit der Bedienungsperson einzuhaltenden Kriech- streckenbedingunge'n durch eine entsprechend ausgebildete Kontaktierung der Innenschaltungen des Gerätes eingehalten werden können.The recesses, which are otherwise opaque, are glued into this planar depression, so that only the display window 7 and scales 4, which are located next to this display window, remain transparent. The electrical connection of the keyboard 1 preferably in such a way that to be maintained for the safety of the operator creepage distance TERMS AND CONDITIONS 'n by a correspondingly formed Contacting the internal circuits of the device can be observed.
An den beiden Stirnseiten befinden sich schmale, rechteck- förmige Ausnehmungen 19, die die rechteckförmigen Plat¬ ten 35 und 40 zur Halterung von Verbindungselementen 38, 39 und 43 aufnehmen können.There are narrow, rectangular recesses 19 on the two end faces, which can accommodate the rectangular plates 35 and 40 for holding connecting elements 38, 39 and 43.
Ferner sind an der Innenseite der Frontplatte 4 vier durch Löcher 15 gekennzeichnete Aufnahmedome zum Anschrauben einer Anzeigekarte 30 vorgesehen. Weiterhin befindet sich - in etwa benachbart der Mitte der Tastatur - ein Montagezapfen 10 als Zentrierung und Aufnahme für die der einzelnen in dem Gerät vorhandenen Leiterplatten 20, 60 und 70.Furthermore, on the inside of the front panel 4, four holding domes identified by holes 15 are provided for screwing on a display card 30. Furthermore, there is - approximately adjacent to the center of the keyboard - a mounting pin 10 as a centering and receptacle for the individual printed circuit boards 20, 60 and 70 present in the device.
An den vier Ecken αer Innenseite der Frontplatte sind vier Zapfen 8, die je eine innenbohrung aufweisen, angebracht, die später zur Aufnahme der Verschraubung des Gesa tgehäu- ses dienen. Ferner ist in der Frontplatte 4 im unteren Teil ein Schlitz 5 vorgesehen, durch den die bandkabelför- mig ausgebildeten Kontakte 3 der Tastatur 1 geführt unü an der Innenseite über kleine Zapfen 6 aufgenommen werden können, die als Montagehilfe dienen. Die Zapfen 8 weisen Sackbohrungen mit Gewinde auf, welche Schrauböffnungen enthalten, die zur Geräteinnenseite hin offen sind.At the four corners of the inside of the front plate, four pins 8, each with an inner bore, are attached, which will later serve to accommodate the screwing of the entire housing. Furthermore, a slot 5 is provided in the front part 4 in the lower part, through which the ribbon cable-shaped contacts 3 of the keyboard 1 can be guided and can be accommodated on the inside via small pins 6, which serve as an assembly aid. The pins 8 have threaded blind bores which contain screw openings which are open towards the inside of the device.
Durch die geschlossene Ausführung der Frontplatte ist dieDue to the closed design of the front panel, the
Geräteoberseite hermetisch geschützt. Das die Frontplatte 4 ein in sich geschlossenes isolierendes Kunststoffteil bildet, wobei eventuelle Kriechstrecken stets dessen äußeren Kantenbereich einschließen und sich somit ohne weiteres eine ausreichende Berührungssicherheit nach den entsprechenden Vorschriften ergibt, was bei einer Aus¬ gestaltung mit separaten Tasten- und Fenstereinsätzen nicht realisierbar wäre.The top of the device is hermetically protected. The front plate 4 forms a self-contained insulating plastic part, with any creepage distances Include the outer edge area and thus there is sufficient contact security according to the relevant regulations, which would not be possible with a design with separate button and window inserts.
Die Folientastatur 1 ist von der Frontseite her auf die Frontplatte 4 geklebt und dabei das Bandkabel 3 durch den eben erwähnten Schlitz 5 derart geführt, daß es in das Innere des Gerätes weist, so daß die Frontplatte 4 mit der Frontseite nach unten auf einfache Weise in eine so gebil¬ dete Montageaufnahme eingefügt ist. Das Bandkabel 3 ist in zwei kleine Aufnahmezapfen 6 eingesetzt, wobei ein Zebra¬ gummi 11 von zwei kleinen rahmenförmigen Justierelementen aufgenommen wird mit einer benachbarten Controller-Karte 20 verbunden ist. Der Schlitz . in der massiven Frontplatte 4 ist dabei so angeordnet, daß beim im wesentlichen geradlinigen Hindurchstechen auf der benachbarten Con¬ troller-Karte keine Bezirke getroffen werden können, wel- gefährliche Spannungen bzw. Ströme führen. Die zu Kontakt¬ elementen 22 führenden Verbindungen auf der Leiterplatte 20 sind mit Schutzwiderständen R versehen, welche hoch- ohπige Wirkwiderstände bilden und sicherstellen, daß alle Leiter in der entsprechenden Außenzone der Platte 20 ein- schließlich Folienleiter 3 und Folientastatur 1 geschützt sind. Der 3ereich der hochspannungsfesten Widerstände R ist kriechstrecken- und leiterbahnfrei.The membrane keyboard 1 is glued from the front to the front panel 4 and the ribbon cable 3 is guided through the slot 5 just mentioned such that it points into the interior of the device, so that the front panel 4 with the front side facing down in a simple manner a mounting receptacle formed in this way is inserted. The ribbon cable 3 is inserted into two small receiving pins 6, a zebra rubber 11 being received by two small frame-shaped adjusting elements is connected to an adjacent controller card 20. The slot . In the massive front plate 4 it is arranged so that when the piercing on the adjacent controller card is essentially straight, no areas can be hit which lead to dangerous voltages or currents. The connections leading to contact elements 22 on the printed circuit board 20 are provided with protective resistors R, which form high-ohmic active resistances and ensure that all conductors in the corresponding outer zone of the plate 20 including the foil conductor 3 and the membrane keyboard 1 are protected. The area of high-voltage-resistant resistors R is free of creepage distances and conductor tracks.
Die erste der elektronische Baulelemente tragenden Schalt- karten, hier Controller-Karte genannt, ist über einen Zap¬ fen 10 gesteckt, an den beiden Schraubenzapfen festge¬ schraubt und durch elastische Rohrstücke 9 fixiert. Auf der Controller-Karte 20 befinden sich zwei weitere Zebragummianordnung.en 22 und 23. Die eine dient der Aufnahme der Folientastaturkontakte 22, die andere 23 der Kontaktierung mit der Anzeigekarte 30, die mittels zweier Schrauben 12 befestigt ist.The first of the circuit cards carrying the electronic structural elements, here called the controller card, is inserted over a pin 10, screwed onto the two screw pins and fixed by elastic tube pieces 9. On the controller card 20 there are two further zebra rubber arrangements 22 and 23. One is used to hold the membrane keyboard contacts 22, the other 23 is used to make contact with the display card 30, which is fastened by means of two screws 12.
Eine weitere mittlere Karte 60 ist zusammen mit Schaltere¬ lementen 50, 47, 40, 52, 49, 41, 50, 47, 40, 52, 49, 41, 53 und 54 auf die durch mittels der untenliegenden Front- platte Montagevorrichtung 4 in der Weise aufgesteckt, daß die Kriechstreckenleisten 19 an den jeweiligen Längskanten der Frontplatte gleichzeitig als Schiebevorrichtung für die Schalter dienen.Another middle card 60 is together with switch elements 50, 47, 40, 52, 49, 41, 50, 47, 40, 52, 49, 41, 53 and 54 on the by means of the front panel mounting device 4 in attached such that the creepage distance strips 19 serve on the respective longitudinal edges of the front panel simultaneously as a sliding device for the switch.
Zuoberst ist eine den Mikroprozessor tragende Leiterkarte 70 - ebenfalls über den mittleren Zapfen 10 aufgesteckt und durch elastische Distanzröhrchen befestigt. Die Stirn¬ platten 75 und 80 mit sind mit den Steckern eingesetzt und verlötet.At the top is a printed circuit board 70 carrying the microprocessor - likewise placed over the central pin 10 and fastened by means of elastic spacer tubes. The end plates 75 and 80 are inserted and soldered to the plugs.
Das eigentliche Gehäuse wird durch das Gehäuse-Unterteil 85 gebildet. Es ist als Kunststoffteil so ausgeformt, daß es als Gegenstück zur Frontplatte 4 seitlich Ausspa¬ rungen 89 zur Aufnahme der Schiebeschalter aufweist. Weiterhin sind Aussparungen 90 zur Aufnahme von Stirn¬ platten 75 und 80 und von Gehäuseschrauben 86 vorhanden.The actual housing is formed by the lower housing part 85. It is shaped as a plastic part in such a way that, as a counterpart to the front panel 4, it has recesses 89 on the side for receiving the slide switches. There are also cutouts 90 for receiving end plates 75 and 80 and housing screws 86.
Das Gehäuse-Unterteil 85 ist aus einem undurchsichtigenThe lower housing part 85 is made of an opaque
Kunststoff gefertigt und enthält an allen Außenkanten Kriechstrecken bildende Ausformungen in Gestalt von tiefenMade of plastic and contains crevices in the shape of deep on all outer edges
U-förmigen Rillen 91 oder in Form von zusätzlichen Flächen, die - in das Gehäuseteil eingelassen - von außen nicht zugänglich sind.U-shaped grooves 91 or in the form of additional Areas that - embedded in the housing part - are not accessible from the outside.
Die vier Aufnanmezapfen 92 für die Gehäuseschrauben 86 sind derart ausgebildet, daß sie ihrerseits die Zapfen 8 der Frontplatte 4 rohrförmig umschließen, um diesen bei der Verschraubung von Kunststoffteilen zusätzlichen Halt zu geben.The four receiving pins 92 for the housing screws 86 are designed in such a way that they in turn enclose the pins 8 of the front plate 4 in a tubular manner in order to give them additional hold when screwing plastic parts.
Die Auflageflächen für die Gehäuseschrauben 86 sind tie¬ fer gesetzt, um zum einen dem Sicherheitsaspekt durch eine zusätzliche Kriechstrecke Rechnung zu tragen und um zusätzlich in die Hohlzylinder der Schraubenzuführungsb¬ ohrungen zylinderförmige Abdeckteile 88 eindrücken zu können, die als Maßnahmen gegen unbefugtes Öffnen, Garan¬ tiezwecken und der Sicherheit dienen.The contact surfaces for the housing screws 86 are set lower, on the one hand to take account of the safety aspect by means of an additional creepage distance and in addition to be able to press cylindrical cover parts 88 into the hollow cylinders of the screw feed holes, which act as measures against unauthorized opening, guarantee purpose and security.
Das Gehäuse 85 hat an seiner Bodenplatte am Rand der Seitenflächen eine Anzahl zylinderförmiger Zapfen 93, die mit dem Boden ausgespritzt werden. Diese Zapfen dienen zur Rastung der Schiebeschalter, die an diesen massiven Zylindern entlanggleiten und damit akustisch und mecha¬ nisch bei Betätigung der Schiebeschalter den Rasteffekt melden.The housing 85 has on its base plate on the edge of the side surfaces a number of cylindrical pins 93 which are sprayed out with the base. These pins serve to latch the slide switches, which slide along these solid cylinders and thus report the latching effect acoustically and mechanically when the slide switches are actuated.
Diese Rastelemente können bei einer alternativen Ausfüh¬ rung auch in der Frontplatte 4 vorgesehen werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wurden sie aus Gründen der räumlichen Anordnung der übrigen Bauelemente in das untere Gehäuseteil verlegt. Geometrisch dem Zapfen 10 der Frontplatte 4 gegenüber¬ liegend ist eine tellerförmige Aufnahme 94 zu Justaye- zwecken vorgesehen.In an alternative embodiment, these locking elements can also be provided in the front plate 4. In the exemplary embodiment shown here, they were moved into the lower housing part for reasons of the spatial arrangement of the other components. Geometrically opposite the pin 10 of the front plate 4, a plate-shaped receptacle 94 is provided for adjustment purposes.
In mehr- d.n. zwölfkantige seitliche Rastungen des Gehäu¬ seunterteils 85 ist ein AufStellständer 95 aus transparen¬ tem Werkstoff in unterschiedlichen Winkelstellungen anfüg¬ bar, so daß ein günstiger Betrachtungswinkel entsprechend den Beleuchtungsbedingungen frei gewählt werden kann. Der AufStellständer 95 läßt sich in um 180° gedrehter Position auch als Abdeckung für die Tastatur verwenden und schützt vor unerwünschten Fehlbedienungen. Füße 96 schützen de Ständer vor dem Verkratzen. Ein Typenschild 97 ist in den AufStellständer eingelassen und ist in der Abdeckungspo- sition sichtbar.In more - d.n. A 12-sided lateral catches of the lower housing part 85 can be attached to a stand 95 made of transparent material in different angular positions, so that a favorable viewing angle can be freely selected according to the lighting conditions. The stand 95 can also be used in a position rotated by 180 ° as a cover for the keyboard and protects against undesired operating errors. Feet 96 protect the stand from scratching. A rating plate 97 is embedded in the stand and is visible in the cover position.
In den Teildarstellungen yemäß Figur 3 und der Explosions¬ darstellung gemäß Figur lc ist die Schalterbaugruppe erkennbar. Sie stellt ein wesentliches Konstruktionsele- ment des vorstend beschriebenen elektronischen Geräts dar. Durch die besondere Art des Zusammenwirkens des Schalt¬ schiebers mit dem Gehäuse ergeben sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Schalterkonzepts insbesondere mit einer Gerätegestaltung der vorbeschriebenen Art. Die Gehäuse- teilung und Platinengestaltung steht dabei in wesentlicher Wechselwirkung mit der Konstruktion des Schalters, wobei ersichtlich ist, daß mehrere der dargestellten Schalt¬ schieber, welche starr verbunden sind, auch auf verschie¬ dene Platinen entsprechend gleichzeitig vom Rand her ein- wirken können, so daß die Anwendung in großer Variation erfolgen kann. Bei der hier beschriebenen Gerätegattung in "Hand-held"- Ausführung bestehen bei der Konstruktion besondere Schwie¬ rigkeiten. Durch die gewählte konstruktive Lösung wird einer großen Anzahl von konstruktibven Schwierigkeiten auf engstem Raum Rechnung getragen, wobei sich die gefundenen Maßnahmen in erstaunlicher Weise gegenseitig fördern.The switch assembly can be seen in the partial representations y according to FIG. 3 and the exploded representation according to FIG. 1c. It represents an essential construction element of the electronic device described above. The special way in which the slide switch interacts with the housing gives rise to the advantages of the switch concept according to the invention, in particular with a device design of the type described above. The housing division and circuit board design are the same in substantial interaction with the construction of the switch, it being apparent that several of the switching slides shown, which are rigidly connected, can also act simultaneously on different circuit boards from the edge, so that they are used in a wide variety can. In the "hand-held" type of device described here, there are particular difficulties in the construction. The chosen constructive solution takes into account a large number of constructive difficulties in the smallest of spaces, whereby the measures found support each other in an astonishing way.
Ausgehend von der Überlegung, daß LeiterKarten in gedruck¬ ter Ausführung heute das wesentliche Verbindungselement für elektronische Bauteile darstellen, wurden die Kontakt¬ flächen 62 direkt in einer geometrisch günstigen Form auf die Leiterkarte 60 gebracht. Ein an sich bekanntes Konzept wurde hier in der Weise abgewandelt, daß an den Längsseiten 69 der Karten zum einen auf der Oberseite und zum anderen auf der gegenüberliegenden Unterseite als Kontaktflächen so angeordnet, daß eine in Richtung der Kartenkanten Omega-förmig gebogene Feder 53 jeweils die einander gegenüberliegenden Kontaktflächen auf der Ober¬ seite mit entsprechenden Gegenkontaktflachen auf der Unterseite verbinden kann.On the basis of the consideration that printed circuit boards today represent the essential connecting element for electronic components, the contact surfaces 62 were brought directly onto the circuit board 60 in a geometrically favorable form. A concept known per se was modified here in such a way that on the long sides 69 of the cards, on the one hand on the top and on the other on the opposite underside, arranged as contact surfaces such that a spring 53 bent in the direction of the card edges in each case the can connect opposite contact surfaces on the top with corresponding counter-contact surfaces on the underside.
Da die Omega-för ig gebogene Feder (KOntaktelement) 53 durch das Aufschieben auf den Kartenrand 69 - nach anfäng¬ lichem "Aufschnäbeln" durch eine entsprechend divergieren- de Gestaltung der in Richtung auf die platine weisenden Enden - von selbst aufgebogen wird, erzeugt ihre Rück¬ stellkraft den nötigen Kontaktdruck. Die aus einem leiten¬ den Federwerkstoff bestehende Omega-förmig gebogene Feder 53 kann somit jeweils in einer bestimmten Position die entsprechenden Kontaktflächen 62 der Oberseite mit denen der Unterseite der Karte verbinden. Die einzelnen Kontaktflächen 62 auf der Ober- und Unter¬ seite der Karte 60 werden mit den übrigen Schaltungsteilen derart elektrisch leitend verbunden, daß sie die jeweils erforderlichen Verbindungskonfigurationen bei einer trans- latorischen Beweguny der Kontaktfeder 53 in Richtung der Kartenlängskante 69 positionsweise erreichen.Since the omega-shaped spring (contact element) 53 is bent by itself by being pushed onto the edge of the card 69 - after initial "beaking" by a correspondingly divergent design of the ends pointing towards the board - it produces Restoring force the necessary contact pressure. The spring 53, which is made of a guiding spring material and is omega-shaped, can thus connect the corresponding contact surfaces 62 on the upper side to those on the underside of the card in a particular position. The individual contact surfaces 62 on the upper and lower side of the card 60 are connected in an electrically conductive manner to the other circuit parts in such a way that they achieve the required connection configurations in each case with a translational movement of the contact spring 53 in the direction of the card longitudinal edge 69.
Mehrere solcher Federn 53 in einem Schalterbügel (Schalt¬ schieber) 50, 52 werden in vorbestimmten Abständen so un- tergebracht, daß sie, parallel geführt, die Kontaktelemen¬ te 62 auf der Ober- und der Unterseite jeweils in der gleichen Konstellation verbinden, so daß der Schalter bei seiner Bewegung mehrere Kontaktelemente 62 gleichzeitig öffnend oder schließend verbindet und auf diese Weise komplexe Schaltfunktionen erfüllen kann.Several such springs 53 in a switch bracket (switch slide) 50, 52 are accommodated at predetermined intervals so that, when guided in parallel, they connect the contact elements 62 on the top and bottom sides in the same constellation, so that the switch connects several contact elements 62 simultaneously opening or closing during its movement and can thus perform complex switching functions.
In den Schalterbügeln 50, 52, 50, 52 sind jeweils eine An¬ zahl von quaderfÖrmigen Aushöhlungen (beispielsweise 51) vorgesehen, in die Kontaktfedern 53 eingesteckt werden können. Diese Aushöhlungen sind derart gestaltet, daß die einzelne Feder 53 einen genügenden mechaniscien Freiheits¬ grad in Bewegungsrichtung senkrecht zur Karte 60 aufweist, um Maßtoleranzen, die die Position der Karten 60 selbst und die des bewegten Schalterbügels 50 betreffen, keinen Einfluß auf die Kontaktsicnerheit, d.h. auf die Position der Kontaktfedern 53 nehmen können. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Position der Federn 53 ausschlie߬ lich durch die Geometrie der Karte 60 und nicht durch die Lage des Schalterbügels 50 bestimmt wird.A number of cuboidal cavities (for example 51) are provided in the switch brackets 50, 52, 50, 52, into which contact springs 53 can be inserted. These cavities are designed in such a way that the individual spring 53 has a sufficient mechanical degree of freedom in the direction of movement perpendicular to the card 60, so that dimensional tolerances which relate to the position of the cards 60 themselves and that of the moved switch bracket 50 have no influence on the contact security, i.e. can take on the position of the contact springs 53. In this way it is ensured that the position of the springs 53 is determined exclusively by the geometry of the card 60 and not by the position of the switch bracket 50.
Der Schalterbügel 50 so ausgeformt, daß bei einem Ver¬ schieben des Schalterbügels in Richtung der Längskante 69 der Karte 60 die Federn 53 mitgenommen werden, um so die anderen Schaltpositionen parallel geführt zu erreichen.The switch bracket 50 is shaped such that when the switch bracket is pushed in the direction of the longitudinal edge 69 the card 60, the springs 53 are taken so as to achieve the other switching positions in parallel.
Praktisch ist also der Schalterbügel 50 um wenige Milli- meter senkrecht zur Karte 60 beweglich, ohne daß die in ihm gelagerten KontaJ-ctfedern 53 von den Kontaktflächen 62 abheben. Dabei können die Seitenkanten der Federn durch den Kontaktbügel bei geringster Reibung schrittweise ge¬ führt werden, wozu insbesondere gratfreie Schnittflächen an den Seitenkanten der Federn und hochpolierte Seitenflä¬ chen des aus einem isolierenden Kunststoff hergestellten Schalterbügels beitragen.In practice, therefore, the switch bracket 50 can be moved a few millimeters perpendicular to the card 60 without the contact springs 53 mounted in it lifting off from the contact surfaces 62. The side edges of the springs can be guided step by step through the contact bracket with the least amount of friction, to which in particular burr-free cut surfaces on the side edges of the springs and highly polished side surfaces of the switch bracket made of an insulating plastic contribute.
In der hier vorliegenden Ausführung ist dieser Schalter- bügel mit einem zusätzlichen metallenen Formteil, z.B. ei¬ nem Stanzteil 47 umgeben, das in dem hier vorliegenden Applikationsfall der Abschirmung dient.In the present version, this switch bracket is equipped with an additional metal molding, e.g. surrounded a punched part 47, which serves for shielding in the present application.
Wird der Schalterbügel 50 und das darüber gestülpte Schirmteil 47 mit einer Schraube 54 in den Schalter¬ knopf 40 gesteckt und darauf mit der selbstschneidenden Schraube 54 festgezogen, dann bildet der Schalterknopf 40 zusammen mit dem Schirmteil 47, dem Schalterbügel 50 und den in den Schalterbügel einmontierten Schalter- federn 53 das eigentliche Schalterelement.If the switch bracket 50 and the shield part 47 placed over it are inserted into the switch button 40 with a screw 54 and then tightened with the self-tapping screw 54, then the switch button 40 forms together with the shield part 47, the switch bracket 50 and the one installed in the switch bracket Switch springs 53 the actual switch element.
Kann auf die Schirmung der Schaltkontaktfedern 53 ver¬ zichtet werden, können gegebenenfalls auch die Schalter¬ knöpfe und die Schalterbügel aus je einem einzigen zusa - menhängenden Kunststoffteil gefertigt werden. Der Schalterinopf 40, 41 erfüllt gleichzeitig mehrere Funktionen. Er ist einerseits so ausgebildet, daß sein Schalterknopf - der Funktion eines Schiebeschalters entsprechend - durch die großflächige Ausführung gleich- zeitig als Sichtblende für den Deim Schiebeschalter not¬ wendigerweise vorzusehenden Schiebeweg-Schlitz 89 darstellt.If the shielding of the switch contact springs 53 can be dispensed with, the switch buttons and the switch brackets can also be made from a single, interrelated plastic part. The switch button 40, 41 fulfills several functions at the same time. On the one hand, it is designed in such a way that its switch button - corresponding to the function of a slide switch - simultaneously represents the slide path slot 89 to be provided as a screen for the Deim slide switch due to the large-area design.
Da der Schalterknopf von der äußeren Seite des Gerätes zu- gänglich sein muß, wurde bei der hier vorliegenden bevor¬ zugten Ausführungsform mit der Sichtblendwirkung auch Erfüllung der Kriechstreckenbedingungen verknüpft.Since the switch button must be accessible from the outer side of the device, in the present preferred embodiment the fulfillment of the creepage distance conditions was linked to the visual glare effect.
An der äußeren Seite des Schalterknopfes befindet sich - eine übliche Riffeiung, um den zur Bewegung notwendigen Kraftschluß mit den Hand- oder Fingerflächen zu erzeugen.On the outer side of the switch button there is - a usual corrugation in order to create the necessary force connection with the palms of the hands or fingers.
Die mechanischen Innenteile des aus einem Kunststoffstück bestehenden Schalterknopfes sind dabei so ausgeführt, daß sie schienenförmig in den Schlitzen des Gehäuses geführt werden können.The mechanical inner parts of the switch button consisting of a plastic piece are designed so that they can be guided in the form of rails in the slots in the housing.
An der Unterseite des Schalterknopfes - in das Innere des Gerätes weisend - sind zwei durch Federarme beschreibüare Elemente 43 erkennbar, die als Rastfederelemente 44 wir¬ ken. Die Enden der blattfederförmig ausgebildeten Rastfe¬ der 43 sind zylindrisch derart gestaltet 44, daß sie mit den Zylinderzapfen 93, die sich im Gehäuse 85 befinden, eine Rastung bilden.On the underside of the switch button - pointing into the interior of the device - two elements 43 which can be described by spring arms and which act as detent spring elements 44 can be seen. The ends of the leaf spring-shaped detent 43 are cylindrical 44 so that they form a detent with the cylinder pins 93, which are located in the housing 85.
Ferner befindet sich an der oberen Seite - ebenfalls in das Gehäuseinnere weisend - ein Steg 42 an dem Schal- terknopf, der im .Inneren des Gerätes zur Aufnahme von Positionsanzeigeelementen 45 bzw. 46 dient. Diese Po¬ sitionsanzeigeelemente dienen später zusammen mit dem transparenten Frontteil 4 zur Anzeige innerhalb der Gerä- teskala.Furthermore, on the upper side - also pointing into the interior of the housing - there is a web 42 on the button that serves to hold position indicator elements 45 and 46 inside the device. These position display elements later serve together with the transparent front part 4 for display within the device scale.
In dem hier beschriebenen Anwendungsf ll für den erfin¬ dungsgemäßen Schalter sind vier komplexe Schalterbaugrup¬ pen vorgesehen, die trotzdem insgesamt nur wenig Raum einnehmen. Das sind die beiden ßetriebsartenschalter mit den Schalterknöpfen 41 und die beiden Meßbereichsschalter mit dem Schalterknopf 40.In the application case described here for the switch according to the invention, four complex switch assemblies are provided, which nevertheless take up little space overall. These are the two operating mode switches with the switch buttons 41 and the two measuring range switches with the switch button 40.
Ferner konnte erreicht werden, daß die eigentlichen Kon- taktfedern 53 - unabhängig von etwaigen Toleranzen in ihrer Position ausschließlich durch die Position der Karte 60, auf der sich die Kontaktflächen 62 befinden, bestimmt werden.It was also possible to ensure that the actual contact springs 53 - regardless of any tolerances in their position - are determined exclusively by the position of the card 60 on which the contact surfaces 62 are located.
Der Schiebeschalter und die mit ihm bewegten Kontaktfedern 53 sorgen für eine bestimmte Selbstreinigung der Kontakt¬ elemente 62. Ihr Kontaktdruck ist durch die Ausbildung der Feder bestimmba . Damit ist der Abrieb auf den Kontakt¬ flächen in Grenzen zu halten.The slide switch and the contact springs 53 moved with it ensure a certain self-cleaning of the contact elements 62. Their contact pressure can be determined by the design of the spring. The abrasion on the contact surfaces is thus to be kept within limits.
Da der Kontaktknopf gleichzeitig die Funktionen Blende, Schiebeführung, Rastung, Verbindungselement zum Schalter und Trägerelement für die Positionsanzeige 45 und 46 dar¬ stellt und mit dem Kunststoff-Gehäuse 85 die- Rastung bil- det, lassen sich relativ komplexe Funktionen mit geringem konstruktiven Aufwand erfüllen. Der Schiebeschalter des hier beschriebenen Ausführungsbei¬ spiels weist zunächst eine zusätzliche konstruktive Beson¬ derheit auf. Ein linear bewegliches Schaltelement ist im allgemeinen nur mit einem gewissen Mehraufwand zu schir- men. Da oei einem Drehschalter die Schaltbewegung aus¬ schließlich über eine Achse vollzogen wird und diese ohne weiteres durch ein in einem Schirmgehäuse vorgesehenes Loch geführt werden Kann, ist normalerweise ein Dreh¬ schalter in der Anwendung für ein Meßgerät - zumal wenn dieses wie in dem vorliegenden Fall für eine sehr breit- bandige Anwendung vorgesehen ist - bezüglich des Schir¬ mungsaufwandes und der Schir ungssicherheit überlegen. Durch die Einfügung jeweils eines mit zusätzlichen Schie¬ bekontakten 48 versehenen Schirmbleches 47 über dem Schaltbügel 50 konnte dieser Schwierigkeit in konstruktiv überraschend einfacner begegnet werden.Since the contact button simultaneously represents the functions of aperture, sliding guide, detent, connecting element to the switch and support element for the position indicators 45 and 46 and forms the detent with the plastic housing 85, relatively complex functions can be performed with little design effort . The slide switch of the exemplary embodiment described here initially has an additional special design feature. A linearly movable switching element can generally only be shielded with a certain additional outlay. Since the switching movement of a rotary switch is carried out exclusively via an axis and this can be easily passed through a hole provided in a shield housing, a rotary switch is normally used for a measuring device - especially if this is the case in the present case is intended for a very broadband application - superior in terms of shielding effort and shielding safety. By inserting a shield plate 47, each provided with additional sliding contacts 48, over the switching bracket 50, this difficulty could be countered in a surprisingly simple manner.
In Figur 4 ist das Prinzip des erfindungsgeiuäßen Schalters noch einmal separat' ergrößert wiedergegeben.4 shows the principle of erfindungsgeiuäßen switch is shown separately ergrößert 'again.
Auf einem Isolierstoffträger 401 sind an der Ober- und Un¬ terseite getrennte Kontaktflächen 402 und 403 angebracht, welche durch vergoldete Leiterbahnen geoildet sind. Zwi¬ schen den Kontaktbereichen sind Ausnehmungen 404 vorgese- hen, die dafür sorgen, daß Abrieb sich nicht zwischen die Kontaktflächen absetzen und somit Brücken bilden kann.Separate contact surfaces 402 and 403, which are formed by gold-plated conductor tracks, are attached to an upper and lower side on an insulating material carrier 401. Recesses 404 are provided between the contact areas, which ensure that abrasion does not settle between the contact surfaces and can therefore form bridges.
Das omegaförmige Kontaktelement 405 umklammert die Kante der Leiterplatte 401 und verbindet die einander gegenüber- liegenden Kontaktbereiche. Das Kontaktelement wird ourch die Leiterplatte geführt und übt auf beide Kontaktflächen gleich große Kräfte aus. Das Kontaktelement hat die ein¬ fachste - seinem Zweck entsprechende - Bauform. Durch das Spiel in einer Richtung parallel zu den Andruckkräften innerhalb der Ausneh ung 410 "reitet" die Kontaktfeder auf der Kante der Leiterplatte 401 und wird in ihrer räumli¬ chen Position weitgehend durch diese bestimmt. Die Lage¬ rung innerhalb der Ausnehmung 410 (Kammer) ist schwimmend. Die Andruckflächen 406 und 407, welche die Kontaktbereiche kontaktieren, weisen eine allseitige Konvexität mit "Bauch" in Richtung auf die Leiterplatten auf, welche zwei Gründe hat:The omega-shaped contact element 405 clasps the edge of the printed circuit board 401 and connects the contact areas lying opposite one another. The contact element is passed through the circuit board and exerts on both contact surfaces equally large forces. The contact element has the simplest design, corresponding to its purpose. Due to the play in a direction parallel to the pressing forces within the recess 410, the contact spring "rides" on the edge of the printed circuit board 401 and its spatial position is largely determined by it. The bearing within the recess 410 (chamber) is floating. The pressure surfaces 406 and 407, which contact the contact areas, have an all-round convexity with "belly" in the direction of the printed circuit boards, which has two reasons:
Zum einen sollen die Bereiche 406 und 407 beim überwech¬ seln von einem Kontaktbereich zum nächsten sich nicht an den Kanten der zwischen den Kontaktbereichen vorhandenen Schlitzen "verhaken", sondern sanft übergleiten.On the one hand, when changing from one contact area to the next, the areas 406 and 407 should not "get caught" on the edges of the slots present between the contact areas, but rather glide smoothly over them.
Zum anderen weist das Kontaktelement 405 durch die Krüm¬ mung seiner Andruckflächen in Richtung auf die Leiter- platte zu die Eigenschaft auf, daß es sich durch die sich zum Ende hin aufspreizende schnabelförmige Gestaltung ohne weiteres auf die Leiterplatte aufschieben lassen. Wenn die Höhentoleranzen der Lagerung innerhalb der Kammer des Schaltschiebers nicht ausreichen, um die räumlichen Wegdifferenzen zwischen Leiterplatte 401 und Halterung 408 aufzunehmen, so kann sich der rückwärtige Teil des Omegas innerhalb der Kammer noch zusätzlich geringfügig drehen, ohne daß sich die Andruckverhältnisse wesentlich verän¬ dern. Die Richtungen möglicher Höhenabweichungen sind in Figur 4 durch ein Doppelpfeil 400 symbolisiert. Weicht die Leiterplatte in diesen Pfeilrichtungen nach oben oder unten aus, so gibt das Kontaktelement zunächst im Rahmen des vorhandenen Spiels nach und rollt anschließend auf seiner Rückenfläche 409 ab, wobei die Bereiche 406 und 407 ebenfalls auf den Kontaktflächen 402 und 403 geringfügig "rollen" können, ohne daß sich jedoch die Andruckverhält¬ nisse im Hinblick auf die elektrische Kontaktwirkung we¬ sentlich verändern. Durch die Ausgleichsbewegung in Rich¬ tung der Pfeile 409 ist ein Justieren der Kontakte dieses Schalters vollkommen entbehrlich.On the other hand, due to the curvature of its pressure surfaces in the direction of the circuit board, the contact element 405 has the property that it can be easily pushed onto the circuit board as a result of the beak-shaped configuration which widens towards the end. If the height tolerances of the bearing within the chamber of the slide switch are not sufficient to accommodate the spatial path differences between the printed circuit board 401 and the holder 408, the rear part of the omega inside the chamber can additionally rotate slightly without the pressure conditions changing significantly . The directions of possible height deviations are symbolized in FIG. 4 by a double arrow 400. Does the circuit board move up or in these arrow directions below, the contact element initially yields within the scope of the existing play and then rolls on its back surface 409, the areas 406 and 407 likewise being able to "roll" slightly on the contact surfaces 402 and 403, but without the contact pressure conditions change significantly with regard to the electrical contact effect. The compensating movement in the direction of arrows 409 makes it unnecessary to adjust the contacts of this switch.
Die Kontaktelemente sind in entsprechende Aussparungen 410 des im wesentlichen Omega-förmigen Trägerelementes 408 aus Kunststoff eingelassen, wobei das Trägerelement sei¬ nerseits von einer im Schnitt U-förmigen metallischen Ab- schirmung 411 umgeben ist. Die Ausnehmung 410 begrenzt die Bewegungen des Kontaktelementes ohne esentliches Spiel in Ricntung der beim Umschalten der Kontaktverbindungen auf¬ tretenden Relativbewegungen. Die im Vergleich zur Höhe der Ausnehmung im Inneren geringere Höhe des Durchlaßbereichs zur Platine hin sichert das Kontaktelement vor dem Heraus¬ fallen, wenn der Scniebeschalter noch nicht montiert ist. Die Höhendifferenz von Kammer und Durchlaß ist so bemes¬ sen, daß sich das Omega-förmige Element aber ohne weiteres bei der Montage aufgrund seiner Elastizität in diese Ausnehmung einschnappend eindrücken läßt.The contact elements are embedded in corresponding recesses 410 of the essentially omega-shaped carrier element 408 made of plastic, the carrier element being surrounded on the one hand by a metal shield 411 which is U-shaped in section. The recess 410 limits the movements of the contact element without substantial play in the direction of the relative movements occurring when the contact connections are switched over. The lower height of the passage area towards the board compared to the height of the recess in the interior secures the contact element from falling out when the slide switch has not yet been installed. The height difference between the chamber and the passage is dimensioned such that the omega-shaped element can easily be snapped into this recess during assembly due to its elasticity.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei¬ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.The embodiment of the invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.
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Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Mehrpoliger Schiebeschalter für ein signalverarbei- tendes elektrisches Gerät, der aufweist:1. Multi-pole slide switch for a signal-processing electrical device, which has:
feststehende Kontaktbereiche, die beidseitig einer als gedruckte Schaltung ausgeführten isolierenden Trägerschicht vorgesehen sind,- undfixed contact areas, which are provided on both sides of an insulating carrier layer designed as a printed circuit, and
einen Schaltschieber mit die Kante der Trägerschicht umgreifenden, federnd anliegenden und im wesentlichen omegaförmigen Kontaktelementen zur wechselweisen Ver¬ bindung jeweils einander gegenüberliegender Kontakt- bereiche,a slide switch with resiliently engaging and essentially omega-shaped contact elements encompassing the edge of the carrier layer for alternately connecting mutually opposite contact areas,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,characterized ,
daß der Schaltschieber kammerartige Aussparungen aufweist, in die die Kontaktelemente lose eingefügt sind, wobei die einzelnen Kontaktelemente um einen Längenbetrag in einer Richtung parallel zur Richtung des Kontaktdrucks ver¬ schieblich und/oder innerhalb der Aussparung um eine in Schaltrichtung weisende Achse drehbar gelagert sind.that the slide switch has chamber-like recesses into which the contact elements are loosely inserted, the individual contact elements being displaceable by a length in a direction parallel to the direction of the contact pressure and / or being rotatably mounted within the recess about an axis pointing in the switching direction.
2. Schiebeschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kammern im wesent¬ lichen quaderförmig ausgebildet sind, wobei sie eine Höhe in der Richtung parallel zur Kontaktandruckrichtung auf¬ weisen, die größer ist als die entsprechende Abmessung des Federelements und eine rechteckige Aussparung als Durchlaß in Richtung auf die Kontaktbereiche, mit einer Höhe, die größer ist als nie entsprechende Abmessung der Federeleme¬ nte in diesem Bereich aber kleiner als die maximalen Ab¬ messungen der Federelemente in der Richtung parallel zur Kontanktandruckrichtung.2. Slide switch according to claim 1, characterized in that the chambers are essentially cuboid, wherein they have a height in the direction parallel to the contact pressure direction which is greater than the corresponding dimension of the Spring element and a rectangular recess as a passage in the direction of the contact areas, with a height which is greater than the never corresponding dimension of the spring elements in this area but smaller than the maximum dimensions of the spring elements in the direction parallel to the direct pressure direction.
3. Schiebeschalter nach einem det vorangehenden Ansprü- ehe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die sich erweiternden schnabelförmigen Enden im Öffnungsbe¬ reich einen Abstand aufweisen, der größer ist als die Dicke des Trägerschicht mit den Kontaktbereichen.3. Slide switch according to a preceding claim, that the widening beak-shaped ends in the opening area have a distance which is greater than the thickness of the carrier layer with the contact areas.
4. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Kontaktbereiche tragende Kante sich entlang der Außenwandung des äußeren Gehäuses des elektrischen Geräts erstreckt, und daß die Führung für ein äußeres Betätigun¬ gselement für den Schaltschieber durch einen im Gehäuse vorgesehenen in Bewegungsrichtung verlaufenden Schlitz ge¬ bildet wird.4. Slide switch according to one of the preceding claims, characterized in that the edge carrying the contact areas extends along the outer wall of the outer housing of the electrical device, and in that the guide for an outer actuating element for the slide switch is provided by a housing provided in Forming direction extending slot ge is formed.
5. Schiebeschalter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Schlitz in Schieberichtung verlaufende Führungsflächen angrenzen, welche das an den Führungsflächen anliegende Schiebeele- ment in seiner Bewegung in den Raumrichtungen quer zur Schieberichtung begrenzen. 5. Slide switch according to claim 4, characterized in that adjacent to the slot extending in the sliding direction guide surfaces which limit the sliding element adjacent to the guide surfaces in its movement in the spatial directions transverse to the sliding direction.
6. Schiebeschalter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schlitz in jeder6. Slide switch according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the slot in each
Stellung des Schaltschiebers durch eine Blende überdeckt ist.Position of the slide switch is covered by an aperture.
7. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die an den Schlitz angrenzende _ Flächen mäanderförmig verlaufende Kriechstrecken bilden.7. Slide switch according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the _ adjacent to the slot form meandering creepage distances.
8. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterplatte, auf die der Schaltschieber seitlich auf¬ gesetzt ist, elektrische Bauelemente trägt, welche mit den Kontaktelementen verbunden sind.8. Slide switch according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the circuit board on which the slide switch is placed laterally carries electrical components which are connected to the contact elements.
9. Schiebeschalter nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Schaltschieber, welche auf einander benachbarte Leiterplatten aufgesetzt sind, durch ein Schiebeelement verbunden und gemeinsam geführt sind.9. Slide switch according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that several slide switches, which are placed on adjacent circuit boards, connected by a sliding element and guided together.
10. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vergoldete Kontaktbereiche tragende Kante zwischen den Kontaktbereichen einschnittartige Unterbrechungen auf¬ weist. 10. Slide switch according to one of the preceding claims, characterized in that the gold-plated contact area bearing edge has incision-like interruptions between the contact areas.
11. Schiebeschalter nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß einschnittartige Unter¬ brechungen zwischen den Kontaktbereichen in Betätigungs¬ richtung des Schalters geringere Abmessungen aufweisen als die Kontaktelemente, wobei die Kontaktelemente bezüglich ihrer Anlagefläche auch in Schieberichtung konvex verrun¬ det ausgebildet sind.11. Slide switch according to claim 10, so that cut-like interruptions between the contact areas in the actuating direction of the switch have smaller dimensions than the contact elements, the contact elements with respect to their contact surface also being convexly rounded in the sliding direction.
12. . Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktbereiche und/oder Kontaktelemente von sich in Schieberichtung erstreckenden und gegenüber den Kon¬ taktelementen isolierten Schirmungsblechen umgeben sind.12.. Slide switch according to one of the preceding claims, ie that the contact areas and / or contact elements are surrounded by shielding plates which extend in the sliding direction and are insulated from the contact elements.
13. Schiebeschalter nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß je ein Schirmungsblech mit der Unter- und der Oberseite im Bereich der das Schie- beelement führenden und die Kontaktbereiche aufweisenden Kante vorgesehen ist.13. Slide switch according to claim 12, so that a shielding plate is provided with the bottom and the top in the area of the edge guiding the sliding element and having the contact areas.
14. Schiebeschalter nach einem der Ansprüche 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein wei¬ teres Schirmungsblech mit dem die Kontaktelemente tragen¬ den Schiebeelement verbunden ist und die Kontaktelemente ebenfalls U-förmig umgibt.14. Slide switch according to one of claims 12 or 13, that a further shielding plate is connected to the sliding element carrying the contact elements and also surrounds the contact elements in a U-shape.
15. Schiebeschalter nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das mit dem Schiebe- element verbundene Schirmungsblech federnde Schleifer aufweist, welche mindestens eines der anderen Schirmungs¬ bleche federnd kontaktieren.15. Slide switch according to claim 14, characterized in that with the sliding element-connected shielding plate has resilient wipers which contact at least one of the other shielding plates in a resilient manner.
16. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit dem Schiebeelement verbundene elastische Elemente in den einzelnen Schaltstellungen in mit -dem Gehäuse verbundene Rastelemente eingreifen und überwindbare Hemmungen bilden.16. Slide switch according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the elastic elements connected to the sliding element in the individual switching positions engage in locking elements connected to the housing and form overcome obstacles.
17. Schiebeschalter nach einem der vorangehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t" , daß das Schiebeelement aus einem Isolierstoff hergestellt ist und zur Gehäuseaußenfläche eine den notwendigen Kraftschluß mit der Hand des Bedieners herstellende Oberflächengestal¬ tung aufweist.17. Slide switch according to one of the preceding claims, that the sliding element is made of an insulating material and has a surface design for producing the necessary adhesion with the hand of the operator to the outer surface of the housing.
18. Schiebeschalter nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Oberflächen¬ gestaltung durch quer zur Schieberichtung verlaufende, nach außen weisende Rillen gebildet wird.18. Slide switch according to claim 17, so that the surface design is formed by grooves which run transversely to the sliding direction and point outwards.
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