EP0395779A1

EP0395779A1 - Kontaktbaustein

Info

Publication number: EP0395779A1
Application number: EP89108043A
Authority: EP
Inventors: Wilhelm Tilse
Original assignee: Inovan Stroebe KG; Inovan GmbH and Co KG Metalle und Bauelemente
Current assignee: Inovan Stroebe KG; Inovan GmbH and Co KG Metalle und Bauelemente
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1990-11-07

Abstract

Kontaktbausteine mit Schnappscheiben haben nicht nur eine sehr hohe Lebensdauer, sondern auch nahezu gleichbleibende Kontaktverhältnisse über die gesamte Standzeit. Bei den bisherigen Konstruktionen war jedoch nur das Einschalten mit derartigen Kontaktbausteinen möglich. Die Konstruktion sieht einen mit der Schnappscheibe (1) verbundenen Kontaktarm (6) vor, der beim Betätigen des Kontaktbausteines gleichzeitig mit dem Einschalten auch ein Umschalten ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kontaktbaustein, gebildet aus einer Kontaktplatte, auf der auf einer Ebene liegende Kontakte angebracht sind und einem auf der Kontaktplatte angeordneten, federnd auf die Kontakte aufdrückbaren Gegenkontakt, bestehend aus einer mit mindestens einem Kontakt versehenen Schnappscheibe, die mit ihrem Rand direkt oder über dort vorgesehene Ausleger auf der Kontaktplatte aufliegt.
Derartige Kontaktbausteine finden heute eine breite Anwendung als Präzisionskontakte sowohl bei Einzel-Schaltern wie auch bei Tastaturen. Der besondere Vorteil dieser Kontaktbausteine sind insbesondere die über deren gesamte Standzeit gleichbleibenden Federungs- und Kontakteigenschaften im Verein mit hoher Lebensdauer. Maßgebend hierfür sind die bei diesen Kontaktbausteinen verwendeten Schnappscheiben, auch Schnappfedern oder monostabile Schnappelemente genannt, die durch ihre Kennlinie sichern, daß sowohl in der vorgespannten Ruhelage wie auch in der gedrückten Lage ein vorbestimmter Kontaktdruck über die gesamte Standzeit beibehalten wird und die Kontakte auch stets schnell geschlossen und geöffnet, also eine schleichende Kontaktgabe verhindert wird. Deshalb empfehlen sich derartige Kontaktbausteine auch insbesondere zum Einsatz in elektronischen Geräten, wobei die Kontaktplatte dieser Kontaktbausteine direkt die mit Leiterbahnen versehene Grundplatte, beispielsweise einer Tastatur sein kann, auf die dann die Gegenkontakte, bestehend aus diesen mit Kontakten versehenen Schnappscheiben, aufgesetzt werden können. Mit derart aufgebauten Kontaktbausteinen lassen sich durchaus über 10⁷ Schaltspiele erreichen.
Nachteilig bei diesen Kontaktbausteinen ist, daß sich mit ihnen, durch die eingesetzten Schnappscheiben bedingt, nur "Ein"-Taster realisieren lassen. Als Umschalter dienende Kontaktbausteine dieser Art sind bisher noch nicht bekanntgeworden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Kontaktbausteine der beschriebenen Art unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile so auszubilden, daß sie auch als Umschalter Verwendung finden können. Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise dadurch, daß mit der Schnappscheibe zumindest ein mit mindestens einem Kontakt versehener Kontaktarm verbunden ist, der vom Zentrum, vom Rand oder von Auslegern der Schnappscheibe ausgeht.
Die Erfindung macht sich damit die Tatsache zunutze, daß sich die Schnappscheibe beim Niederdrücken so verformt, daß sie im Querschnitt etwa eine Wellenlinie bildet. Dieser wellenförmige Verlauf bringt es mit sich, daß sich der Winkel, unter dem das Gebiet beim Zentrum wie auch dasjenige am Rand zur Kontaktplatte liegt, verringert oder daß er sogar negativ wird. Diese Winkeländerung wird nunmehr von der Erfindung dazu benutzt, um in diesen Gebieten einen Kontaktarm vorzusehen, der nun als Umschaltkontakt für ebenfalls auf der Kontaktplatte angebrachte Kontakte Verwendung finden kann. Es wird also bei Betätigung des Kontaktbausteines sowohl der "Ein"-Kontakt geschlossen, wie auch der am Kontaktarm befindliche Kontakt geöffnet. Ist der Kontaktarm an der Randregion der Schnappscheibe vorgesehen, dient die Auflagefläche des Randes der Schnappscheibe beziehungsweise diejenige der Ausleger als Widerlager für die Wipp-Bewegung der Randregion der Schnappscheibe beziehungsweise des Kontaktarmes. Wird also der Kontaktbaustein betätigt beziehungsweise die Schnappscheibe niedergedrückt, vermindert sich auf dieser Seite der Winkel zwischen der Randregion und der Ebene der Kontaktplatte, während sich jenseits der Kontaktarm von der Kontaktplatte abhebt. Das Abheben des Kontaktarmes von der Kontaktplatte beziehungsweise das Trennen dieses Kontaktarmes kann selbstverständlich auch dazu benutzt werden, daß der Kontaktarm jenseits an einen darüberliegenden Kontakt zum Anliegen kommt. Auf jeden Fall ist es mit dem erfindungsgemäßen Kontaktbaustein mgölich, unter Beibehaltung der Vorzüge, die diese Schnappscheiben bieten, sowohl ein- wie auch umzuschalten.
Üblicherweise wird der Kontaktarm radial von der Schnappscheibe abgehen. Den individuellen Verhältnissen folgend, kann er jedoch radial bis tangential von der Schnappscheibe wegweisen, wobei sich im letzeren Falle eine durchaus auswertbare Drehbewegung des Kontaktarmes ergibt.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die Unteransicht einer derartigen Schnapp scheibe,
Fig. 2 die mit Kontakten bestückte Schnappscheibe im Querschnitt nach der Schnittlinie II/II der Fig. 1, vorgespannt,
Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 die Schnappscheibe betätigt,
Fig. 4 und
Fig. 5 Detailansichten von den Fig. 2 und 3,
Fig. 6 und
Fig. 7 Darstellungen wie die Fig. 2 und 3, jedoch jeweils mit einem obenliegenden Kontakt,
Fig. 8 eine Schnappscheibe mit einem vom Zentrum ausgehenden Kontaktarm und
Fig. 9 und
Fig. 10 eine schematische Darstellungsweise der Schnappscheibe nach Fig. 8.

An einer Schnappscheibe (1) (die eigentliche Schnappscheibe ist strichpunktiert dargestellt) befinden sich Ausleger (2, 3, 4, 5), wobei der Ausleger (5) mit einem Kontaktarm (6) verbunden ist. Ein "Ein"-Kontakt (7) ist zentrisch in der Schnappscheibe (1) vorgesehen. Ein weiterer Kontakt (8) befindet sich am Ende des Kontaktarmes (6). Die Ausleger (2, 3, 4, 5) sind mit Ausdrückungen (9, 10, 11, 12) versehen. Mit diesen Ausdrückungen (9, 10, 11, 12), die jedoch auch aufgesetzte Kontakte sein können, liegt die Schnappscheibe (1) auf Leiterbahnen (13, 14, 15, 16), die sich auf einer Kontaktplatte (17) (strichpunktiert eingezeichnet) befinden, auf. Fig. 2 zeigt hierbei den vorgespannten Zustand, bei dem die Schnappscheibe (1) bereits so vorgespannt ist, daß sich die Ausdrückungen (12, 10) auf den Leiterbahnen (14, 16) befinden, zusammen mit dem Kontakt (8), der auf der Leiterbahn (13) aufliegt. Der Kontakt (7) ist noch entfernt von der Leiterbahn (15). Beim Einwirken einer Betätigungskraft, dargestellt durch den Pfeil (18), verformt sich die Schnappscheibe (1), wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, so daß sich der zentrisch auf der Schnappscheibe (1) befindliche Kontakt (7) schlagartig auf die Leiterbahn (15) auflegt. Gleichzeitig wird der Kontakt (8), der bisher auf der Leiterbahn (13) auflag, von dieser Leiterbahn (13) abgehoben, wobei die Leiterbahn (14) als Widerlager für diese Wipp-Bewegung dient.
Die Detaildarstellungen Fig. 4 und Fig. 5 sollen dies nochmals verdeutlichen. Gezeigt ist hier die Leiterbahn (14) mit der auf dieser Leiterbahn (14) aufliegenden Ausdrückung (12). Im vorgespannten Zustand, entsprechend Fig. 2, bildet die Randregion der Schnappscheibe (1) mit der Ebene der Kontaktplatte (17) einen bestimmten Winkel (19). Der Kontaktarm (6) liegt etwa parallel zur Ebene der Kontaktplatte (17). In der gedrückten Stellung verringert sich der Winkel zwischen der Randregion der Schnappscheibe (1) und der Ebene der Kontaktplatte (17), wie dies durch die Pfeile 20 angedeutet ist. Gleichzeitig hebt sich der Kontaktarm (6), wie durch die Pfeile 21 angedeutet, von der Kontaktplatte (17) ab.
Zu beachten ist, daß dieser Umschaltvorgang stets schlagartig erfolgt, eine schleichende Kontaktgabe beziehungsweise Kontaktlöschung also vermieden wird.
Die Fig. 6 und 7 zeigen nochmals eine mit Kontakten (7, 8) bestückte Schnappscheibe, zum einen in Ruhelage (Fig. 6), zum andern in der betätigten Stellung (Fig. 7). Der Kontakt (28) liegt auch hier in der Ruhelage auf der Leiterbahn (13) auf. Im gedrückten Zustand (Fig. 7) schlägt jedoch dieser Kontakt (28) an einen darüberliegenden Gegenkontakt (22) an, so daß sich eine Verbindung von der Leiterbahn (15) über den Kontakt (7) mit diesem Gegenkontakt (22) ergibt.
Die Schnappscheibe (23) nach Fig. 8 folgt im wesentlichen dem gleichen Prinzip, da hier auch die wellenförmige Verformung der Schnappscheibe (23) zum Bilden eines Umschaltkontaktes ausgenutzt wird. Der Mittelkontakt (7) befindet sich auch hier oberhalb der Leiterbahn (15) (Fig. 9), so daß er bei Einwirken der Betätigungskraft (18) auf die Leiterbahn (15) aufgedrückt wird. Bei dieser Ausführung ist jedoch ein Kontaktarm (24) aus der Schnappscheibe (23) herausgetrennt, der mit seinem Kontakt (25) in der Ruhelage (Fig. 9) auf einer in der Ebene der Kontaktplatte (17) liegenden Leiterbahn (26) aufliegt. Im gedrückten Zustand hingegen wird dieser Kontaktarm (24) mit seinem Kontakt (25) schlagartig von der Leiterbahn (26) abgehoben, so daß sich der gleiche Effekt wie bei der Schnappscheibe (1) nach den Fig. 1 bis 3 ergibt.

Claims

1. Kontaktbaustein, gebildet aus einer Kontaktplatte, auf der auf einer Ebene liegende Kontakte angebracht sind, und einem auf der Kontaktplatte angeordneten, federnd auf die Kontakte aufdrückbaren Gegenkontakt, bestehend aus einer mit mindestens einem Kontakt versehenen Schnappscheibe, die mit ihrem Rand direkt oder über dort vorgesehene Ausleger auf der Kontaktplatte aufliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Schnappscheibe (1) zumindest ein mit mindestens einem Kontakt (8) versehener Kontaktarm (6) verbunden ist, der vom Zentrum (beim Kontakt 7) vom Rand oder den Auslegern (2, 3, 4, 5) der Schnappscheibe (1) ausgeht.

2. Kontaktbaustein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktarm (6) radial bis tangential von der Schnappscheibe (1) wegweist.

3. Kontaktbaustein nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontakt (8) des Kontaktarms (6) im vorgespannten Zustand (Fig. 2) der Schnappscheibe (1) auf einem weiteren, auf der Kontaktplatte (17) angebrachten Kontakt (Leiterbahn 14) oder im gedrückten Zustand (Fig. 3) der Schnappscheibe (1) an einem darüber angeordneten Kontakt anliegt.