EP0614204B1 - Schalterkappe für Drucktastenschalter - Google Patents

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EP0614204B1
EP0614204B1 EP94102939A EP94102939A EP0614204B1 EP 0614204 B1 EP0614204 B1 EP 0614204B1 EP 94102939 A EP94102939 A EP 94102939A EP 94102939 A EP94102939 A EP 94102939A EP 0614204 B1 EP0614204 B1 EP 0614204B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch cap
switch
cover
cap according
fastening
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94102939A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0614204A2 (de
EP0614204A3 (de
Inventor
Ekkehard Sachs
Kai-Uwe Marquardt
Reinhold Wölki
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.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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 Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP0614204A2 publication Critical patent/EP0614204A2/de
Publication of EP0614204A3 publication Critical patent/EP0614204A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0614204B1 publication Critical patent/EP0614204B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/7006—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard comprising a separate movable contact element for each switch site, all other elements being integrated in layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2215/00—Tactile feedback
    • H01H2215/004—Collapsible dome or bubble
    • H01H2215/012—Positioning of individual dome
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2215/00—Tactile feedback
    • H01H2215/004—Collapsible dome or bubble
    • H01H2215/02—Reversed domes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2229/00—Manufacturing
    • H01H2229/064—Eliminating tolerances

Definitions

  • the invention relates to a switch cap according to the preamble of Claim 1.
  • Switch caps made of a plastic injection molding compound or the like are in Pushbutton switches as actuators and reset elements for the pushbutton inserted.
  • JP-A-04 137 414 (closest prior art) and GB-A-2 039 417 there is further one out Rubber material or silicone rubber existing switch cap shown, where the lifting movement through the cover towards the base base he follows. With this switch cap there is an attachment on the cover arranged.
  • the approach according to JP-A-04 137 414 consists of several tapered protrusions during the approach after the GB-A-2 039 417 from a hollow body with elastic wall parts consists.
  • the attachment flips over, with what a stroke extension to improve the feeling of actuation given by the user.
  • JP-A-04 137 414 and GB-A-2 039 417 means for Extension of the stroke for a switch cap described, if this is not sufficient. However, there is no indication for that automatic compensation of tolerances during assembly in one Push button switch, in particular for a switch cap, in which the Actuated by the base base towards the cover, given.
  • the invention has for its object a switch cap type mentioned in such a way that a independent compensation of installation-related tolerances on the Switch cap is possible.
  • Pushbutton switches can be made functionally reliable without rejects can, because of the installation position of the switch cap or push button Tolerances occurring do not affect the actual stroke of the Impact switch cap.
  • Another advantage is that any Large additional overstroke by extending the advance path is achievable.
  • the height of the Membrane and the base or cover determined Have proportions so that the one you want Specifications corresponding snap operation when the Switch cap occurs as well as a certain tactile feeling for the User is present during the switching process. Therefore Any stroke lengths are not always with conventional switch caps constructively.
  • the resilient approach to the Switch cap according to the invention can be of any size design so that each desired lead and thus stroke can be achieved.
  • a push button switch 1 can be seen in Fig. 6 and consists of a push button 2 shown only schematically, which in generally still provided with a mounting mimic, not shown and a switch cap 3.
  • the switch cap 3 has one Base base 4 and has one compared to base base 4 narrower lid 7.
  • the switch cap 3 has a Base base 4 and the cover 7 connecting flexible thin-walled Membrane 10 on.
  • the base base 4 has the cover 7 on it facing surface a contact surface 9 for bridging on the Printed circuit board 6 fixed contacts 11 ', 11 ".
  • the lifting movement the base cap then actuates the switch cap 3 4 in the direction 24 to the cover 7.
  • the contact surface 9 can be made from a conductive layer of coal varnish, silver varnish, gold varnish or the like. consist.
  • the switch cap 3 frustoconical, the base base 4 a can have a circular basic cross section.
  • the lid 7 is in the essentially cylindrical and the membrane 10 as Truncated cone surface formed.
  • the base cap 4 and the cover 7 are in the case of the switch cap 3 due to the massive shape, relatively rigid and rigid.
  • the flexible membrane 10, however, is due to its thin walls very elastic.
  • pushbutton 2 see Fig. 6
  • a force acts on the acting as an actuator Switch cap 3 on.
  • the base base 4 is pressed down, the Contact surface 9 with those located on the circuit board 6 Fixed contacts 11 ', 11 "together, the contact surface 9 the bridges two fixed contacts 11 ', 11 ", so that the electrical Contact is closed. If pushbutton 2 is released, it has an effect the switch cap 3 due to the spring force of the elastic membrane 10 as a reset element and the base base 4 returns to his original position back.
  • the switch cap 3 consists of a plastic injection molding compound or the like. preferably a thermoplastic elastomer, and is in Injection molding process made.
  • A has proven to be particularly suitable So-called block copolymer, which consists of a hard crystalline segment made of polybutylene terephthalate and a soft one amorphous segment based on long-chain polyether glycols.
  • block copolymer which consists of a hard crystalline segment made of polybutylene terephthalate and a soft one amorphous segment based on long-chain polyether glycols.
  • HYTREL a plastic injection molding compound distributed by the Du Pont company.
  • the stroke h specified in the design by the switch cap 3 is as can be seen from FIG. 1, by the distance of the contact surface 9 determined by the fixed contacts 11 ', 11 "in the unactuated state.
  • By tolerances in the installation position of the push button 2 and Switch cap 3 in the push button switch it can happen that the push button 2 already in the unactuated state on the base base 4 acts, so that this part of his stroke movement has traveled. However, this undesirably shortens the total available stroke h.
  • actuating push button 2 has base base 4 the surface facing away from the cover 7 an extension 12 which resiliently in Direction 24 of the lifting movement is configured.
  • Fig. 5 in a schematic diagram three push button switches la, 1b, 1c with different and thus tolerant installation position seen in the unactuated state.
  • the Push buttons 2a, 2b, 2c differently the approaches 12a, 12b, 12c greatly deformed in the direction of the lifting movement while the position the contact surfaces 9a, 9b, 9c of the switch caps 3a, 3b, 3c and thus nor the size of the stroke h of the switch caps 3a, 3b, 3c changed.
  • Fig. 2 is the force-displacement diagram for the Switch cap 3 shown.
  • the approach 12 is first deformed, due to its spring action, the required force F in Dependence on the actuation path s approximately linear according to the curve branch 25 increases.
  • the actuating force F very strongly corresponding to the curve branch 26 up to the actuation path s2 increases.
  • the membrane snaps 10, so that the force F up to the actuation path s3 according to the curve branch 27 drops.
  • the contact surface 9 bridges the fixed contacts 11 ', 11 ", the contact surface 9 resting on the printed circuit board 6, so that with further actuation the actuating force F is very steep increases, as shown with the curve branch 28.
  • the approach 12 can be designed so that it has a lower spring force than that which is caused by the elasticity of the membrane 10 has.
  • a fastening part 30 may be arranged, the such is designed so that it is in a recess 31 as the carrier part serving circuit board 6 can be used latching.
  • the fastening part 30 centrally and positively into the Recess 31 arranged appropriately.
  • the fastening part 30 is a separate part in FIG Shape of a pin that has a shaft 32 with a round cross section and a head arranged on the side opposite the cover 7 33 owns.
  • the recess 31 in the circuit board 6 continues from a through hole is formed.
  • the shaft 32 is adapted in cross section to the recess 31, while the head 33 is somewhat larger in cross section than the recess 31.
  • the Fastening part 30 is now inserted into the recess 31 that the head 33 rests on the underside 34 of the circuit board 6.
  • the fastening part 30 has on the head 33 facing away from it End of a fastening button 35.
  • the fastening part 30 is such from the base base 4 facing side into an opening 36 of the Cover 7 (see Fig. 1) used that the fastening part 30th is held on the cover 7 by the fastening button 35.
  • a hard plastic produce for example a polycarbonate, polyamide, Polyacetal, polyester, polybutylene terephthalate or the like. It is also possible for the fastening part 30 to be made of metal to manufacture.
  • the fastening part 30 is elastically resilient be trained. This is achieved in that the shaft 32 with a slot 37, which also passes through the head 33, is provided. At the Introducing the shaft 32 into the recess 31 can Reduce the cross section of the head 33 due to the slot 37, see above that this can be easily passed through the recess 31 can. Once the head 33 the bottom 34 of the circuit board 6th has reached, the head 33 springs back to its original size apart and the fastening part 30 is latching into the recess 31 used.
  • a switch cap 3 In the manufacture of a switch cap 3 according to the embodiment 6 is expediently the fastening part 30 at the same time manufactured with a conveyor belt 38 in the injection molding process, as in Fig. 7 can be seen in more detail. Two each on the conveyor belt 38 located fasteners 30 have the same distance d from each other.
  • a holding part 39 between the fastening button 35 and the conveyor belt 38 injection molded, being at the transition a predetermined breaking point between the fastening button 35 and the holding part 39 40 is located.
  • Transport holes 41 are introduced at regular intervals. With help this transport holes 41 will be the conveyor belt 38 with the located fastening parts 30 in another Machined station where the switch caps 3 on the Fastening parts 30 are attached, as in Fig. 7 based on the fastening part 30 on the right is shown. Alternative is it is also possible in this processing station, the fastening part 30 with the switch cap 3.
  • switch caps 3 After the switch caps 3 have been fitted onto the fastening part 30 then the switch caps 3 with inserted fastening part 30 broken off at the predetermined breaking point 40 from the holding part 39 and can then later used in the circuit board 6 (see Fig. 6). On the other hand, it is of course also possible that Switch caps 3 with the fastener 30 inserted Feed conveyor 38 to another processing station, where they are inserted into the circuit board 6 and then where subsequently the holding part 39 is broken off.
  • the invention is not limited to that described and illustrated Embodiments limited. Rather, it includes everyone professional training within the scope of the inventive concept. So can in particular the switch cap 3 provided with an extension 12 also used in keyboard arrangements with several single keys Find.

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  • Push-Button Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalterkappe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schalterkappen aus einer Kunststoff-Spritzmasse o. dgl. werden in Drucktastenschaltern als Betätigungsorgan und Rückstellelement für die Drucktaste eingesetzt.
Aus der DE-OS 41 12 754 bzw. EP-A-0 509 368 ist eine derartige Schalterkappe für einen mit einem Druckknopf versehenen Drucktastenschalter bekannt, die einen Basissockel, einen gegenüber dem Basissockel schmaleren Deckel und eine den Basissockel und den Deckel verbindende flexible dünnwandige Membran aufweist. Eine Kontaktfläche zur Überbrückung von Festkontakten ist am Deckel an seiner dem Basissockel zugewandten Fläche oder am Basissockel an seiner dem Deckel zugewandten Fläche angebracht. Bei Betätigung des Drucktastenschalters wirkt der Druckknopf auf den Deckel oder den Basissockel der Schalterkappe ein, so daß die Hubbewegung zur Betätigung der Schalterkappe durch den Deckel in Richtung zum Basissockel oder durch den Basissockel in Richtung zum Deckel erfolgt.
Aufgrund von Toleranzen bei der Einbaulage des Druckknopfes und der Schalterkappe im Gehäuse des Drucktastenschalters ist eine Einwirkung des Druckknopfes auf die Schalterkappe bereits im unbetätigten Zustand des Drucktastenschalters möglich, so daß der Deckel bzw. der Basissockel dann schon einen Teil der Hubbewegung zurückgelegt hat. Dadurch verkürzt sich der noch zur Verfügung stehende Hubweg, der der zwischen dem unbetätigten Zustand und dem betätigten Zustand des Drucktastenschalters auftretenden Strecke entspricht. Dadurch kann es vorkommen, daß der Hubweg nach Montage des Drucktastenschalters nicht mehr den Spezifikationen entspricht. Da Schalterkappen auch für kleine Hubwege hergestellt werden, besteht weiter sogar die Gefahr, daß der Drucktastenschalter insgesamt nicht mehr funktionstüchtig ist.
In der JP-A-04 137 414 (nächstliegender Stand der Technik) und der GB-A-2 039 417 ist weiter eine aus Gummi-Material bzw. Silikon-Gummi bestehende Schalterkappe gezeigt, bei der die Hubbewegung durch den Deckel in Richtung zum Basissockel erfolgt. Bei dieser Schalterkappe ist am Deckel ein Ansatz angeordnet. Der Ansatz entsprechend der JP-A-04 137 414 besteht aus mehreren spitz zulaufenden Vorsprüngen während der Ansatz nach der GB-A-2 039 417 aus einem Hohlkörper mit elastischen Wandteilen besteht. Bei Betätigung der Schalterkappe klappt der Ansatz um, womit eine Hubwegverlängerung zur Verbesserung für das Betätigungsgefühl des Benutzers gegeben ist.
Zwar werden in der JP-A-04 137 414 und der GB-A-2 039 417 Mittel zur Verlängerung des Hubweges für eine Schalterkappe beschrieben, falls dieser nicht ausreichend ist. Jedoch ist dort kein Hinweis für den automatischen Ausgleich von Toleranzen bei der Montage in einem Drucktastenschalter, insbesondere für eine Schalterkappe, bei der die Betätigung durch den Basissockel in Richtung zum Deckel erfolgt, gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schalterkappe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein selbständiger Ausgleich von einbaubedingten Toleranzen an der Schalterkappe möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schalterkappe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein mit der erfindungsgemäßen Schalterkappe ausgestatteter Drucktastenschalter ohne Ausschuß funktionssicher hergestellt werden kann, da durch die Einbaulage von Schalterkappe oder Druckknopf auftretende Toleranzen sich nicht auf den eigentlichen Hubweg der Schalterkappe auswirken. Weiter vorteilhaft ist, daß ein beliebig großer zusätzlicher Überhub durch Verlängerung des Vorlaufweges erzielbar ist. Bei herkömmlichen Schalterkappen müssen die Höhe der Membran und des Basissockels bzw. Deckels bestimmte Größenverhältnisse besitzen, damit ein den gewünschten Spezifikationen entsprechender Schnappvorgang bei Betätigung der Schalterkappe auftritt sowie ein gewisses taktiles Gefühl für den Benutzer beim Schaltvorgang vorhanden ist. Daher lassen sich beliebige Hubwege bei herkömmlichen Schalterkappen nicht immer konstruktiv verwirklichen. Der federnde Ansatz an der erfindungsgemäßen Schalterkappe läßt sich in beliebiger Größe ausgestalten, so daß jeder gewünschte Vorlauf- und damit auch Hubweg erzielt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1
einen Schnitt durch eine Schalterkappe,
Fig. 2
ein Kraft-Weg-Diagramm für die Schalterkappe,
Fig. 3
einen Schnitt durch eine Schalterkappe in modifizierter Form,
Fig. 4
eine Draufsicht auf die Schalterkappe gemäß Fig. 3,
Fig. 5
einen Schnitt durch eine Schalterkappe in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 6
einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Drucktastenschalter mit Schalterkappe in nochmals weiterer Ausführungsform und
Fig. 7
ein Transportband bei der Herstellung einer Schalterkappe gemäß Fig. 6.
Ein Drucktastenschalter 1 ist in Fig. 6 zu sehen und besteht aus einer lediglich schematisch gezeigten Drucktaste 2, die im allgemeinen noch mit einer nicht dargestellten Einbaumimik versehen ist, sowie einer Schalterkappe 3. Die Schalterkappe 3 weist einen Basissockel 4 auf und besitzt einen gegenüber dem Basissockel 4 schmaleren Deckel 7. Die Schalterkappe 3, die näher in Fig. 1 gezeigt ist, ist gegenüber einer herkömmlichen Schalterkappe quasi auf den Kopf gestellt. Demzufolge ist der Deckel 7 mit seiner unteren Stirnseite auf einer Leiterplatte 6 angeordnet, während der gegenüber dem Deckel 7 breitere Basissockel 4 mittels einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten Drucktaste mit einer Betätigungskraft beaufschlagt wird. Weiter weist die Schalterkappe 3 eine den Basissockel 4 und den Deckel 7 verbindende flexible dünnwandige Membran 10 auf. Der Basissockel 4 besitzt an seiner dem Deckel 7 zugewandten Fläche eine Kontaktfläche 9 zur Überbrückung von auf der Leiterplatte 6 befindlichen Festkontakten 11', 11". Die Hubbewegung zur Betätigung der Schalterkappe 3 erfolgt dann durch den Basissockel 4 in Richtung 24 zum Deckel 7. Die Kontaktfläche 9 kann aus einer leitfähigen Schicht von Kohlelack, Silberlack, Goldlack o. dgl. bestehen.
Wie aus Fig. 1 und 4 hervorgeht, ist die Schalterkappe 3 kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei der Basissockel 4 einen kreisförmigen Grundquerschnitt aufweisen kann. Der Deckel 7 ist im wesentlichen zylinderförmig und die Membran 10 als Kegelstumpfmantelfläche ausgebildet.
Bei der Schalterkappe 3 sind der Basissockel 4 sowie der Deckel 7 wegen der massiven Formgebung relativ starr und steif ausgebildet. Die flexible Membran 10 ist aufgrund ihrer Dünnwandigkeit hingegen sehr elastisch ausgebildet. Durch Herunterdrücken der Drucktaste 2 (siehe Fig. 6) wirkt eine Kraft auf die als Betätigungsorgan wirkende Schalterkappe 3 ein. Bei heruntergedrücktem Basissockel 4 wirkt die Kontaktfläche 9 mit den auf der Leiterplatte 6 befindlichen Festkontakten 11', 11" zusammen, wobei die Kontaktfläche 9 die beiden Festkontakte 11', 11" überbrückt, so daß der elektrische Kontakt geschlossen wird. Wird die Drucktaste 2 losgelassen, so wirkt die Schalterkappe 3 aufgrund der Federkraft der elastischen Membran 10 als Rückstellelement und der Basissockel 4 kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.
Die Schalterkappe 3 besteht aus einer Kunststoff-Spritzmasse o. dgl., vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer, und wird im Spritzgießverfahren hergestellt. Als besonders geeignet hat sich ein sogenanntes Blockcopolymer erwiesen, welches aus einem harten kristallinen Segment aus Polybutylen-Terephtalat und einem weichen amorphen Segment auf der Basis langkettiger Polyetherglykole besteht. Eine derartige Kunststoff-Spritzmasse wird unter der Bezeichnung "HYTREL" von der Firma Du Pont vertrieben.
Der konstruktiv durch die Schalterkappe 3 vorgegebene Hubweg h ist, wie man anhand der Fig. 1 sieht, durch den Abstand der Kontaktfläche 9 von den Festkontakten 11', 11" in unbetätigtem Zustand bestimmt. Durch Toleranzen in der Einbaulage des Druckknopfes 2 und der Schalterkappe 3 im Drucktastenschalter kann es jedoch vorkommen, daß der Druckknopf 2 bereits in unbetätigtem Zustand auf den Basissockel 4 einwirkt, so daß dieser dann bereits einen Teil seiner Hubbewegung zurückgelegt hat. Dadurch verkürzt sich jedoch unerwünschterweise der insgesamt zur Verfügung stehende Hubweg h. Zum Ausgleich von Toleranzen zwischen der Einbaulage der Schalterkappe 3 und dem den Basissockel 4 betätigenden Druckknopf 2 besitzt der Basissockel 4 an der dem Deckel 7 abgewandten Fläche einen Ansatz 12, der federnd in Richtung 24 der Hubbewegung ausgestaltet ist.
Der Druckknopf 2 liegt im unbetätigten Zustand nicht direkt am Basissockel 4 sondern an diesem Ansatz 12 an. Treten nun Toleranzen zwischen der Einbaulage des Druckknopfes 2 und der Schalterkappe 3 auf, so wird in unbetätigtem Zustand des Druckknopfes 2 lediglich der Ansatz 12 verformt, so daß der Basissockel 4 seine ursprüngliche Lage beibehält. Insbesondere wird somit eine Verformung der Membran 10 in unbetätigtem Zustand wirksam verhindert.
In Fig. 5 sind in einer Prinzipskizze drei Drucktastenschalter la, 1b, 1c mit unterschiedlicher und damit toleranzbehafteter Einbaulage in unbetätigtem Zustand zu sehen. Wie man sieht, werden durch die Druckknöpfe 2a, 2b, 2c die Ansätze 12a, 12b, 12c unterschiedlich stark in Richtung der Hubbewegung verformt, während sich die Position der Kontaktflächen 9a, 9b, 9c der Schalterkappen 3a, 3b, 3c und damit auch die Größe des Hubweges h der Schalterkappen 3a, 3b, 3c nicht verändert.
Bei Betätigung des Druckknopfes 2 in Richtung 24 verformt sich der Ansatz 12 gegebenenfalls weiter bis zur Anlage des Druckknopfes 2 am Basissockel 4 (siehe Fig. 6) und danach erst führt der Basissockel 4 seine Hubbewegung aus. Erkennbar wird damit der von der Dimensionierung der Schalterkappe 3 vorgegebene Hubweg h (man vergleiche auch Fig. 1) nicht verkürzt. Gegebenenfalls wird der gesamte Hubweg durch die zusätzliche Verformungsbewegung des Ansatzes 12 verlängert. Dies ist jedoch von zusätzlichem Vorteil, da dadurch eine Vergrößerung des Vorlaufweges bis zum eigentlichen Schaltpunkt, an dem die Kontaktfläche 9 die Festkontakte 11', 11" überbrückt, erzielt wird, was durch konstruktive Beschränkungen bei der Dimensionierung der Schalterkappe 3 ansonsten nicht in allen Fällen erreichbar ist.
In Fig. 2 ist schematisch das Kraft-Weg-Diagramm für die Schalterkappe 3 dargestellt. Wird eine Betätigungskraft F auf den Druckknopf 2 ausgeübt, so wird zunächst der Ansatz 12 deformiert, wobei aufgrund von dessen Federwirkung die benötigte Kraft F in Abhängigkeit vom Betätigungsweg s in etwa linear gemäß dem Kurvenast 25 ansteigt. Bei einem bestimmten Betätigungsweg s1 ist der Ansatz 12 vollständig zusammengedrückt und der Basissockel 4 wird nun unter Verformung der Membran 10 bewegt, wobei die Betätigungskraft F sehr stark entsprechend dem Kurvenast 26 bis zum Betätigungsweg s2 ansteigt. Beim Betätigungsweg s2 erfolgt ein Umschnappen der Membran 10, so daß die Kraft F bis zum Betätigungsweg s3 gemäß dem Kurvenast 27 abfällt. Dort überbrückt die Kontaktfläche 9 die Festkontakte 11', 11", wobei die Kontaktfläche 9 auf der Leiterplatte 6 aufliegt, so daß bei weiterer Betätigung die Betätigungskraft F sehr steil ansteigt, wie mit dem Kurvenast 28 gezeigt ist.
Um in jedem Fall sicherzustellen, daß ein Ausgleich von Toleranzen durch die Verformung des Ansatzes 12 erfolgt und nicht unerwünschterweise der Hubweg h verkürzt wird, kann der Ansatz 12 so ausgestaltet sein, daß er eine geringere Federkraft als diejenige, die durch die Elastizität der Membran 10 hervorgerufen wird, besitzt.
Dies wird vorzugsweise durch das Anbringen einer Aussparung 13 im Ansatz 12 erreicht, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Besitzt der Basissockel 4 eine zylinderförmige Gestalt, so bietet es sich an, den Ansatz 12 kreisringförmig und die Aussparung 13 ebenfalls kreisringförmig durchgehend auszugestalten. Dabei kann der Ansatz 12 einstückig an den Basissockel 4 bei Herstellung der Schalterkappe 3 angespritzt sein. Der Querschnitt der Aussparung 13 kann dreiecksförmig, wie in Fig. 3 gezeigt ist, oder auch trapezförmig sein. Ein solcherart ausgestalteter Ansatz 12 besitzt auch in etwa die Form einer Tellerfeder.
Alternativ ist es auch möglich, den Ansatz am Basissockel 4 aus einzelnen, nicht durchgehenden Segmenten 14', 14" auszubilden, wie in Fig. 3 und 4 näher gezeigt ist. Jedes dieser Segmente 14', 14" ist wiederum federnd in Richtung 24 der Hubbewegung ausgestaltet. Ebenso ist es möglich, anstelle eines Ansatzes aus einzelnen Segmenten 14, 14', 14"' (siehe Fig. 3 und 4) den Ansatz 12, wie in Fig. 1 und 5 gezeigt, durchgehend auszugestalten.
Zur Fixierung der Schalterkappe 3 auf der Leiterplatte 6 kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, am Deckel 7 an der dem Basissockel 4 abgewandten Fläche ein Befestigungsteil 30 angeordnet sein, das derart ausgestaltet ist, daß es in einer Aussparung 31 der als Trägerteil dienenden Leiterplatte 6 rastend einsetzbar ist. Vorzugsweise ist dazu das Befestigungsteil 30 zentral und formschlüssig in die Aussparung 31 passend angeordnet.
Bei dem Befestigungsteil 30 handelt es sich um ein separates Teil in Form eines Stiftes, der einen Schaft 32 mit rundem Querschnitt und einen an der dem Deckel 7 gegenüberliegenden Seite angeordneten Kopf 33 besitzt. Die Aussparung 31 in der Leiterplatte 6 wird weiter von einer durchgehenden Bohrung gebildet. Der Schaft 32 ist querschnittlich der Aussparung 31 angepaßt, während der Kopf 33 querschnittlich etwas größer als die Aussparung 31 ist. Das Befestigungsteil 30 ist nun so in die Aussparung 31 eingesetzt, daß der Kopf 33 an der Unterseite 34 der Leiterplatte 6 anliegt.
Das Befestigungsteil 30 besitzt an dessen dem Kopf 33 abgewandten Ende einen Befestigungsknopf 35. Das Befestigungsteil 30 ist derart von der dem Basissockel 4 zugewandten Seite in eine Öffnung 36 des Deckels 7 (siehe Fig. 1) eingesetzt, daß das Befestigungsteil 30 durch den Befestigungsknopf 35 am Deckel 7 festgehalten ist. Es bietet sich an, das Befestigungsteil 30 aus einem hartem Kunststoff herzustellen, beispielsweise einem Polycarbonat, Polyamid, Polyacetal, Polyester, Polybutylen-Terephtalat oder dergleichen. Ebenso ist es auch möglich, das Befestigungsteil 30 aus Metall herzustellen.
Zur Vereinfachung der Montage der Schalterkappe 3 kann, wie ebenfalls in Fig. 6 gezeigt ist, das Befestigungsteil 30 elastisch federnd ausgebildet sein. Dies wird dadurch erreicht, indem der Schaft 32 mit einem Schlitz 37, der auch den Kopf 33 durchsetzt, versehen ist. Beim Einbringen des Schaftes 32 in die Aussparung 31 kann sich der Querschnitt des Kopfes 33 aufgrund des Schlitzes 37 verkleinern, so daß dieser mühelos durch die Aussparung 31 hindurchgeführt werden kann. Sobald der Kopf 33 die Unterseite 34 der Leiterplatte 6 erreicht hat, federt der Kopf 33 wieder auf seine ursprüngliche Größe auseinander und das Befestigungsteil 30 ist rastend in die Aussparung 31 eingesetzt.
Bei der Herstellung einer Schalterkappe 3 der Ausführungsform nach Fig. 6 wird zweckmäßigerweise das Befestigungsteil 30 gleichzeitig mit einem Transportband 38 im Spritzgießverfahren hergestellt, wie in Fig. 7 näher zu sehen ist. Je zwei an dem Transportband 38 befindliche Befestigungsteile 30 besitzen denselben Abstand d voneinander. Vorzugsweise wird bei der Herstellung des Befestigungsteils 30 ein Halteteil 39 zwischen dem Befestigungsknopf 35 und dem Transportband 38 angespritzt, wobei sich am Übergang zwischen Befestigungsknopf 35 und Halteteil 39 eine Sollbruchstelle 40 befindet.
Bei der Herstellung des Transportbandes 38 werden in dieses in regelmäßigen Abständen noch Transportlöcher 41 eingebracht. Mit Hilfe dieser Transportlöcher 41 wird das Transportband 38 mit den daran befindlichen Befestigungsteilen 30 in eine weitere Bearbeitungsstation befördert, wo die Schalterkappen 3 auf die Befestigungsteile 30 aufgesteckt werden, wie in Fig. 7 anhand dem rechts befindlichen Befestigungsteil 30 gezeigt ist. Alternativ ist es in dieser Bearbeitungsstation auch möglich, das Befestigungsteil 30 mit der Schalterkappe 3 zu umspritzen.
Nach dem Aufstecken der Schalterkappen 3 auf das Befestigungsteil 30 werden dann die Schalterkappen 3 mit eingestecktem Befestigungsteil 30 an der Sollbruchstelle 40 vom Halteteil 39 abgebrochen und können dann später in die Leiterplatte 6 (siehe Fig. 6) eingesetzt werden. Andererseits ist es selbstverständlich auch möglich, die Schalterkappen 3 mit eingestecktem Befestigungsteil 30 am Transportband 38 einer weiteren Bearbeitungsstation zuzuführen, wo sie in die Leiterplatte 6 eingesetzt werden und wo dann anschließend das Abbrechen vom Halteteil 39 erfolgt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann insbesondere die mit einem Ansatz 12 versehene Schalterkappe 3 auch in Tastaturanordnungen mit mehreren Einzeltasten Verwendung finden.
Bezugszeichen-Liste:
1:
Drucktastenschalter
1a, 1b, 1c:
Drucktastenschalter (in eingebautem, toleranzbehaftetem Zustand)
2, 2a, 2b, 2c:
Druckknopf
3, 3a, 3b, 3c:
Schalterkappe
4:
Basissockel
6:
Leiterplatte
7:
Deckel
9, 9a, 9b, 9c:
Kontaktfläche
10:
Membran
11', 11":
Festkontakt (auf der Leiterplatte)
12,12a, 12b,12c:
Ansatz (am Basissockel)
13:
Aussparung
14,14', 14'':
Segment (am Basissockel)
24:
Richtung (der Hubbewegung)
25, 26, 27, 28:
Kurvenast (bei Kraft-Weg-Diagramm)
30:
Befestigungsteil
31:
Aussparung
32:
Schaft
33:
Kopf
34:
Unterseite (der Leiterplatte)
35:
Befestigungsknopf
36:
Öffnung (im Deckel)
37:
Schlitz
38:
Transportband
39:
Halteteil
40:
Sollbruchstelle
41:
Transportloch

Claims (17)

  1. Schalterkappe (3) aus einer Kunststoff-Spritzmasse oder dergleichen als Betätigungsorgan und Rückstellelement für einen Drucktastenschalter (1), die einen Basissockel (4), einen gegenüber dem Basissockel (4) schmaleren Deckel (7) und eine den Basissockel (4) und den Deckel (7) verbindende flexible dünnwandige Membran (10) aufweist, wobei der Deckel (7) mit seiner Stirnseite auf einem Trägerteil, wie einer Leiterplatte (6) angeordnet ist, der Basissockel (4) an seiner dem Deckel (7) zugewandten Fläche eine Kontaktfläche (9) zur Überbrückung von auf dem Trägerteil befindlichen Festkontakten (11', 11") besitzt und die Hubbewegung zur Betätigung der Schalterkappe (3) durch den mit einer Betätigungskraft beaufschlagbaren, gegenüber dem Deckel (7) breiteren Basissockel (4) in Richtung zum Deckel (7) erfolgt,
    wobei der Basissockel (4) an der dem Deckel (7) abgewandten Fläche einen Ansatz (12) besitzt,
    der federnd in Richtung (24) der Hubbewegung ausgestaltet ist,
    wobei der Ansatz (12) eine geringere Federkraft als diejenige, die durch die Elastizität der Membran (10) hervorgerufen ist, besitzt,
    und wobei in unbetätigtem Zustand des Drucktastenschalters (1) lediglich eine Verformung des Ansatzes (12) erfolgt.
  2. Schalterkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung (13) im Ansatz (12) angebracht ist.
  3. Schalterkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Aussparung (13) dreiecksförmig ist.
  4. Schalterkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Aussparung (13) trapezförmig ist.
  5. Schalterkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (12) einstückig am Basissockel (4) angespritzt ist.
  6. Schalterkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (12) kreisringförmig ausgestaltet ist.
  7. Schalterkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (13) durchgehend kreisringförmig ausgestaltet ist.
  8. Schalterkappe nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (12) in etwa die Form einer Tellerfeder besitzt.
  9. Schalterkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz aus einzelnen, nicht durchgehenden Segmenten (14, 14', 14") besteht.
  10. Schalterkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkappe (3) aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.
  11. Schalterkappe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem thermoplastischen Elastomer um ein Blockcopolymer aus einem harten kristallinen Segment aus Polybutylen-Terephtalat und einem weichen amorphen Segment auf der Basis langkettiger Polyetherglykole handelt.
  12. Schalterkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Anordnung an einem Trägerteil, wie einer Leiterplatte (6), dadurch gekennzeichnet, daß am Deckel (7) an der dem Basissockel (4) abgewandten Fläche ein Befestigungsteil (30) angeordnet ist, das derart ausgestaltet ist, daß es in einer vorzugsweise als im Trägerteil durchgehenden Bohrung ausgebildeten Aussparung (31) des Trägerteils rastend einsetzbar ist, wobei das Befestigungsteil (30) vorzugsweise formschlüssig in die Aussparung (31) passend und zentral am Deckel (7) angeordnet ist.
  13. Schalterkappe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (30) als Stift ausgebildet ist, der einen Schaft (32) mit vorzugsweise rundem Querschnitt und einen an der dem Deckel (7) gegenüberliegenden Seite angeordneten Kopf (33) besitzt, wobei der Schaft (32) querschnittlich der Aussparung (31) angepaßt ist, während der Kopf (33) querschnittlich größer als die Aussparung (31) ist, und daß der Stift insbesondere als separates Teil mit einem Befestigungsknopf (35) ausgebildet ist, indem der Stift derart von der dem Basissockel (4) zugewandten Seite in eine Öffnung (36) des Deckels (7) eingesetzt ist, daß der Stift durch den Befestigungknopf (35) am Deckel (7) festgehalten ist.
  14. Schalterkappe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (30) elastisch federnd ausgebildet ist, indem der Schaft (32) mit einem Schlitz (37) versehen ist.
  15. Schalterkappe nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (30) aus hartem Kunststoff, wie Polycarbonat, Polyamid, Polyacetal, Polyester, Polybutylen-Terephtalat o. dgl., oder aus Metall besteht.
  16. Verfahren zur Herstellung einer Schalterkappe nach Anspruch 12, 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (30) mit einem vorzugsweise Transportlöcher (41) in regelmäßigen Abständen aufweisenden Transportband (38) im Spritzgießverfahren hergestellt wird, wobei zwischen je zwei an dem Transportband (38) befindlichen Befestigungsteilen (30) derselbe Abstand (d) besteht, und die Schalterkappen (3) in einer weiteren Bearbeitungsstation auf die Befestigungsteile (30) aufgesteckt werden oder die Befestigungsteile (30) mit einer Schalterkappe (3) umspritzt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Befestigungsteils (30) ein Halteteil (39) zwischen dem Befestigungsknopf (35) und dem Transportband (38) angespritzt wird, wobei am Übergang zwischen dem Befestigungsknopf (35) und dem Halteteil (39) eine Sollbruchstelle (40) angebracht wird.
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