EP0538199B1

EP0538199B1 - Elektrischer Tastschalter

Info

Publication number: EP0538199B1
Application number: EP92810783A
Authority: EP
Inventors: Ernst Ingold
Original assignee: FELA Management AG
Current assignee: FELA MANAGEMENT AG
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-10-13
Also published as: ATE157808T1; EP0538199A3; EP0538199A2; DE4139554A1; DE59208850D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter, der auf einer Leiterplatte angeordnet ist, mit auf der Leiterplatte angebrachten elektrisch leitenden Zuleitungsfeldern und Kontaktfeldern, sowie mit einer auf den Zuleitungsfeldern der Leiterplatte aufliegenden elektrisch leitenden Schnappscheibe, die in betätigtem Zustand zwischen den Zuleitungsfeldern auf der Leiterplatte und den Kontaktfeldern auf der Leiterplatte einen Überbrückungskontakt herstellt oder unterbricht, wobei auf der Schnappscheibe eine Tast- und Zentrierkappe aufliegt, die zwischen der Schnappscheibe und einer nachgiebigen, eine Frontplatte und die Tast- und Zentrierkappe abdichtend überdeckenden Abdeckfolie gehalten ist und wobei dieTast- und Zentrierkappe zwei voneinander beabstandete Bereiche überspannt und zwar einen Betätigungsbereich, mit dem die Tast- und Zentrierkappe auf der Schnappscheibe an ihrem Betätigungspunkt aufliegt, und einem Stützbereich, mit dem die Tast- und Zentrierkappe sich beim Niederdrücken zur Leiterplatte hin abstützt.
Solche Tastschalter sind aus der EP-A 0 347 375 bekannt.
Nachteilig bei solchen Anordnungen ist jedoch der hohe Montageaufwand, der für das Aufbringen von Tast - und Zentrierkappe und Schnappscheibe auf der Leiterplatte erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kompakten und flachen, unempfindlichen, universell einsetzbaren und insbesondere schnell und einfach zu montierenden Tastschalter der eingangs genannten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schnappscheibe kraft- oder formschlüssig innerhalb von Positionierungsstiften an der Tast- und Zentrierkappe angeordnet ist, welche Positionierungsstifte zudem in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte gleitbeweglich eingreifen.
Durch diese Massnahmen ergibt sich die Möglichkeit einer vormontierbaren Baueinheit aus Tast- und Zentrierkappe und Schnappscheibe, was deren Montage auf der Leiterplatte enorm vereinfacht und so zu einer erheblichen Kostensenkung führt.
Zur Erzielung einer zuverlässigen Positionierung der Schnappscheibe innerhalb der Tast- und Zentrierkappe resp. Positionierungsstifte weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung jeder Positionierungsstift der Tast- und Zentrierkappe eine Hinterschneidung auf, auf der sich die Schnappscheibe in unbetätigtem Zustand des Tastschalters abstützt.
Hierbei lässt sich durch eine zweckmassige Abstimmung des Spiels zwischen der Schnappscheibe und den Positionierungsstiften der zusätzliche Effekt einer Selbstreinigung der Kontakte erzielen, da diese bei jeder Betätigung und dem anschliessend resultierenden Zurückschnappen der Schnappscheibe wieder neu positioniert werden.
Es ist aber auch möglich, dass die Schnappscheibe peripher an den Positionierungsstiften anliegt.
Nachfolgend sind anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Tastschalters;
Fig. 2 eine Ansicht des Tastschalters gemäss Fig. 1,von oben dargestellt ohne Abdeckfolie;
Fig. 3 einen gegenüber Fig. 1 leicht modifizierten Tastschalter im betätigten Zustand, mit einer zusätzlichen Lichtquelle,
und
Fig. 4 eine unterschiedliche Schnappscheibenform.

In sämtlichen Figuren sind gleiche Bezugszeichen für die gleichen Funktionselemente verwendet.
Gemäss Fig. 1 ist ein rotationssymetrischer Tastschalter mit 1 bezeichnet und liegt direkt auf einer flachen Leiterplatte 2 auf. Im Tastschalter 1 befindet sich eine elektrisch leitende Schnappscheibe 3, die mit drei als Einbuchtungen geformten Kontaktfüssen 3a auf der Oberfläche der Leiterplatte 2 aufliegt. Die Schnappscheibe 3 ist aus dünnem Blech durch Prägen und Stanzen hergestellt und zur besseren Kontaktierung mit einem dünnen Überzug aus Gold versehen. In ihrer Mitte besitzt die Schnappscheibe 3 eine eingeprägte Kontaktwarze 3b mit einem mit 5 bezeichneten Kontakt. Unterhalb der Kontaktfüsse 3a und der Kontaktwarze 3b sind kreisförmige Kontaktflächen 6 auf der Leiterplatte 2 angeordnet. Durch elektrische Zuleitungsfelder wird in an sich bekannter Weise ein elektrisches Potential zu Kontaktflächen 6 geführt, so dass über die auf den Kontaktflächen 6 aufliegenden Kontaktfüssen 3a auch die Schnappscheibe 3 an das Potential angeschlossen ist. Im betätigten niedergedrückten Zustand der Schnappscheibe 3 stellt diese mit ihrer auf der mittleren Kontaktfläche 6 aufliegenden Kontaktwarze 3b einen Uberbrückungskontakt her zwischen den Kontaktflächen 6.
Ausser der Schnappscheibe 3 liegt auf der Leiterplatte eine an sich bekannte Frontplatte 7 mit einer Ausstanzung 8 auf, in welche die Schnappscheibe 3 eingesetzt ist.
Auf der Schnappscheibe 3 liegt eine Tast- und Zentrierkappe 11 mit ihrem Krafteinleitungsring 11a auf; sie besitzt eine leicht nach aussen gewölbte Oberseite 22, vgl. Fig. 3. Die Tast- und Zentrierkappe 11 wird zwischen der Schnappscheibe 3 und einer dementsprechend vorgespannten Abdeckfolie 12 gehalten. Diese überdeckt sowohl die Frontplatte 7 als auch die, beispielsweise mehrfach vorhandenen daneben liegenden weiteren Tast- und Zentrierkappen 11 ganzflächig staub- und wasserdicht.
Als Abdeckfolie 12 haben sich an sich bekannte elastische Dekorfolien bewährt. Voraussetzung hierfür ist, dass sie derart dimensioniert sind, dass sie im Bereich der Ausstanzung 8 in der Frontplatte 7 eine gewisse Auslenkung zulassen, die zur Betätigung des Tastschalters 1 ausreicht. Die Höhe der Wölbung der Oberseite 22 der Tast- und Zentrierkappe 11 richtet sich zur Erzielung eines eindeutigen Schaltgefühls nach der Grösse des Federweges der Schnappscheibe 3, wobei es besonders günstig ist, wenn die Höhe der Wölbung weniger als der Hälfte des Federweges entspricht.
Der Krafteinleitungsring 11a an der Unterseite der einstückigen Tast- und Zentrierkappe 11 liegt konzentrisch auf der Schnappscheibe 3 auf und schaltet diese optimal. Zudem überspannt sie zwei voneinander im bestand liegende Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Funktionen. Der über dem Kontaktpunkt 5 befindliche Bereich der Schnappscheibe 3, mit seiner zentralen Kontaktwarze 3b, ist in Fig. 1 als Betätigungsbereich 13 bezeichnet. Der Randbereich der Tast- und Zentrierkappe 11, der über die Schnappscheibe 3 seitlich hinausragt und mit dem die Tast- und Zentrierkappe 11 sich beim Niederdrücken zur Leiterplatte 2 hin abstützen kann, ohne die Schnappscheibe 3 zu beaufschlagen, wird Stützbereich 14 genannt.
Der Betätigungsbereich 13, gebildet durch den Krafteinleitungsring 11a, gewährleistet eine optimale Kraftverteilung auf der Oberfläche der Schnappscheibe 3 und sichert damit eine lange Lebensdauer des Tastschalters 1.
Der Betätigungsbereich 13 und der Stützbereich 14 werden vom Boden 17 der Tast- und Zentrierkappe 11 überspannt. Der Boden 17 verteilt die eingeleiteten Betätigungskräfte jeweils anteilig in den Stützbereich 14 und den Betätigungsbereich 13. Die Schnappscheibe 3 wird daher nur von dem entsprechenden, begrenztenten Kraftanteil beaufschlagt, der auf den Betätigungsbereich 13 der Tast- und Zentrierkappe 11 entfällt und der dort, wie vorgesehen, am Kontakpunkt 5 der Schnappscheibe 3 wirksam wird.
Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Tastschalter 1 findet eine bevorzugt kalottenförmige Schnappscheibe 3 Anwendung, vgl. Fig. 2. An die Tast- und Zentrierkappe 11 sind in einem Stützbereich 14 drei um 120° zueinander versetzt angeordnete Positionierungsstifte 23 mit Anschrägungen 16 angeformt. Die Stifte 23 weisen eine im unbetätigten Zustand des Tastschalters 1 in der Ebene der Oberseite der Leiterplatte 2 liegende Hinterschneidung 24 auf, und tauchen in eine zugehörige Bohrung 25 in der Leiterplatte ein. Die gewölbten Kontaktfüsse 3a der Schnappscheibe 3 liegen im unbetätigten Zustand des Tastschalters 1 zum einen auf den Hinterschneidungen 24 der Positionierungsstifte 23 und zum anderen auf der Oberseite der Leiterplatte 2 auf. Hierdurch ist es möglich, die Schnappscheibe 3 innerhalb derTast- und Zentrierkappe 11 vorzumontieren, was sowohl die Montage als auch die Positionierung der Tast- und Zentrierkappe 11 gegenüber den Kontaktfeldern auf der Leiterplatte wesentlich erleichtert. Eine massgenaue Ausstanzung 8 der Frontplatte 7 ist in diesem Falle nicht mehr erforderlich, da die Positionierungsstifte 23 die Führung der Tast- und Zentrierkappe 11 übernehmen.
Die Fig. 2 zeigt, bei abgenommener Abdeckfolie 12, Einzelheiten der Tast- und Zentrierkappe 11. So ist hier bei den Positionierungsstiften 23 die Ausgestaltung der Hinterschneidungen 24 mit ihren Auflagen 11 b für die Schnappscheibe 3 zu erkennen. Der Krafteinleitungsring 11a ist hier nicht dargestellt.
Der Tastschalter 1 gemäss Fig. 3, ist in analoger Weise wie der vorbeschriebene aufgebaut. Die Schnappscheibe 3 besitzt hier eine kreisrunde, wellenförmige Form und wird durch eine zentrale Drücknoppe 15 in der Tast- und Zentrierkappe 11 geschaltet. Zusätzlich ist am unteren Ende der Bohrung 25 eine Lichtquelle 18 angeordnet, welche zur Beleuchtung der hier transparent ausgeführten Tastkappe dient.
Fig 4 zeigt eine unterschiedlich geformte Schnappscheibe 3, die grundsätzlich bei Tastschaltern der nach Fig . 1 ausgeführten Art zur Anwendung kommen kann, wobei der Schnappscheibe 3 eine nicht dargestellte Tast- und Zentrierkappe mit in der Anzahl unterschiedlichen Positionierungsstiften 23, lose anliegend, zugeordnet ist. Hierbei gehören zu der Schnappscheibe nach Fig. 4 drei Positionierungsstifte 23.
Die Schnappscheibe 3 gemäss Fig. 4 weist bogenförmige Kanten 3' auf.
Entscheidend ist, dass die Schnappscheibe 3 innerhalb der Tast- und Zentrierkappe 11 festgelegt ist und die Positionierungsstifte 23 die Positionierung der Tast- und Zentrierkappe 11 auf der Leiterplatte 2 übernehmen.
Die vorstehende Zeichnungsbeschreibung hat die Konstruktion sowohl wie die Anwendung des erfindungsgemässen Tastschalters in seinen Einzelheiten verdeutlicht. Es versteht sich jedoch für den Fachmann, dass der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, eine wesentlich breitere Anwendung finden kann und nicht auf die hier speziell betrachteten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
So können die Frontplatte und die Leiterplatte in beliebiger Art miteinander lösbar passgenau verschraubt und/oder zusammengefügt werden. Der Erfindungsgegenstand lässt sich in bezug auf den Einbau und/oder die Wartungsvorschriften vollständig den Betriebsbedingungen anpassen, da er modular und lötfrei aufgebaut ist.

Claims

Elektrischer Tastschalter, der auf einer Leiterplatte angeordnet ist, mit auf der Leiterplatte (2) angebrachten elektrisch leitenden Zuleitungsfeldern und Kontaktfeldern, sowie mit einer auf den Zuleitungsfeldern der Leiterplatte aufliegenden elektrisch leitenden Schnappscheibe (3), die in betätigtem Zustand zwischen den Zuleitungsfeldern auf der Leiterplatte und den Kontaktfeldern auf der Leiterplatte einen Überbrückungskontakt herstellt oder unterbricht, wobei auf der Schnappscheibe (3) eine Tast- und Zentrierkappe (11) aufliegt, die zwischen der Schnappscheibe (3) und einer nachgiebigen, eine Frontplatte (7) und die Tast- und Zentrierkappe (11) abdichtend überdeckenden Abdeckfolie (12) gehalten ist und wobei dieTast- und Zentrierkappe (11) zwei voneinander beanstandete Bereiche überspannt und zwar einen Betätigungsbereich (13), mit dem die Tast- und Zentrierkappe (11) auf der Schnappscheibe (3) an ihrem Betätigungspunkt (5) aufliegt, und einem Stützbereich (14), mit dem die Tast- und Zentrierkappe (11) sich beim Niederdrücken zur Leiterplatte (2) hin abstützt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnappscheibe (3) kraft- oder formschlüssig innerhalb von Positionierungsstiften (23) an der Tast- und Zentrierkappe (11) angeordnet ist, welche Positionierungsstifte (23) zudem in entsprechende Bohrungen (25) der Leiterplatte (2) gleitbeweglich eingreifen.
Elektrischer Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Positionierungsstift (23) der Tast- und Zentrierkappe (11) eine Hinterschneidung (24) aufweist, auf der sich die Schnappscheibe (3) in unbetätigtem Zustand des Tastschalters abstützt.
Elektrischer Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe (3) peripher an den Positionierungsstiften (23) anliegt.