EP0614204B1 - Switch dome for push-button switch - 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
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- switch cap
- switch
- cover
- cap according
- fastening
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- 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
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2215/00—Tactile feedback
- H01H2215/004—Collapsible dome or bubble
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- H01H2215/00—Tactile feedback
- H01H2215/004—Collapsible dome or bubble
- H01H2215/02—Reversed domes
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- 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.The invention relates to a switch cap according to the preamble of Claim 1.
Schalterkappen aus einer Kunststoff-Spritzmasse o. dgl. werden in Drucktastenschaltern als Betätigungsorgan und Rückstellelement für die Drucktaste eingesetzt.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.
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.One such is known from DE-OS 41 12 754 and EP-A-0 509 368 Switch cap for one with a push button Pushbutton switches known that have a base, one opposite the base base with a narrower cover and one the base base and the Has lid connecting flexible thin-walled membrane. A The contact surface for bridging fixed contacts is on the cover of its surface facing the base base or on the base base attached to its surface facing the lid. When pressing the Push button switch, the push button acts on the lid or the Base base of the switch cap, so that the lifting movement to Actuation of the switch cap through the cover towards Base base or through the base base towards the lid.
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.Due to tolerances in the installation position of the push button and the Switch cap in the housing of the pushbutton switch has an effect the push button on the switch cap already in the unactuated State of the push button switch possible, so that the cover or The base base has already covered part of the lifting movement. This shortens the stroke length that is still available between the unactuated state and the actuated state of the Pushbutton switch corresponds to the route. It can happen that the stroke after installation of the push button switch is not more like the specifications. Since switch caps also for small strokes are made, there is even a risk that that the push button switch is no longer functional overall.
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. In 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. When the switch cap is actuated, the attachment flips over, with what a stroke extension to improve the feeling of actuation given by the user.
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.In 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.
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.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.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schalterkappe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed by a switch cap of the generic type characterizing features of claim 1 solved.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further refinements of the invention are the subject of Subclaims.
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.The advantages achieved with the invention are in particular that a equipped with the switch cap according to the invention 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. With conventional switch caps, 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.
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.
- Fig. 1
- a section through a switch cap,
- Fig. 2
- a force-displacement diagram for the switch cap,
- Fig. 3
- a section through a switch cap in a modified form,
- Fig. 4
- 3 shows a plan view of the switch cap according to FIG. 3,
- Fig. 5
- 3 shows a section through a switch cap in a further exemplary embodiment,
- Fig. 6
- a section through a schematically illustrated push button switch with switch cap in yet another embodiment and
- Fig. 7
- a conveyor belt in the manufacture of a switch cap according to 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.A push button switch 1 can be seen in Fig. 6 and consists of
a
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.1 and 4, the
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. The
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.The
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. The stroke h specified in the design by the
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 the unactuated state, the
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.In 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. As you can see, the
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.When the
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.In Fig. 2 is the force-displacement diagram for the
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. To ensure in any case that a balance of tolerances
by the deformation of the
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.This is preferably done by making a
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.Alternatively, it is also possible to start from the
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. To fix the
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.The
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.The
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.To simplify the assembly of the
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.In the manufacture of a
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.In the manufacture of the
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.After the switch caps 3 have been fitted onto the
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. 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
- 1:1:
- DrucktastenschalterPush button switch
- 1a, 1b, 1c:1a, 1b, 1c:
- Drucktastenschalter (in eingebautem, toleranzbehaftetem Zustand)Pushbutton switch (when installed, subject to tolerances)
- 2, 2a, 2b, 2c:2, 2a, 2b, 2c:
- DruckknopfPush button
- 3, 3a, 3b, 3c:3, 3a, 3b, 3c:
- SchalterkappeSwitch cap
- 4:4:
- BasissockelBase base
- 6:6:
- LeiterplatteCircuit board
- 7:7:
- Deckelcover
- 9, 9a, 9b, 9c:9, 9a, 9b, 9c:
- KontaktflächeContact area
- 10:10:
- Membranmembrane
- 11', 11":11 ', 11 ":
- Festkontakt (auf der Leiterplatte)Fixed contact (on the circuit board)
- 12,12a, 12b,12c:12.12a, 12b, 12c:
- Ansatz (am Basissockel)Approach (at the base base)
- 13:13:
- AussparungRecess
- 14,14', 14'':14.14 ', 14 '':
- Segment (am Basissockel)Segment (at the base)
- 24:24:
- Richtung (der Hubbewegung) Direction (of the lifting movement)
- 25, 26, 27, 28:25, 26, 27, 28:
- Kurvenast (bei Kraft-Weg-Diagramm)Curve branch (with force-displacement diagram)
- 30:30:
- BefestigungsteilFastener
- 31:31:
- AussparungRecess
- 32:32:
- Schaftshaft
- 33:33:
- Kopfhead
- 34:34:
- Unterseite (der Leiterplatte)Underside (of the PCB)
- 35:35:
- BefestigungsknopfFastening button
- 36:36:
- Öffnung (im Deckel)Opening (in the lid)
- 37:37:
- Schlitzslot
- 38:38:
- TransportbandConveyor belt
- 39:39:
- HalteteilHolding part
- 40:40:
- SollbruchstellePredetermined breaking point
- 41:41:
- TransportlochTransport hole
Claims (17)
- Switch cap (3) consisting of an injected synthetic material or the like as the actuating member and restoring element for a push button switch (1), which comprises a base socket (4), a cover (7) which is narrower in comparison with the base socket (4) and a flexible, thin-walled membrane (10) connecting the base socket (4) and the cover (7), the cover (7) being located by its end face on a support part, such as a printed circuit board (6), on its surface facing the cover (7) the base socket (4) comprising a contact surface (9) for bridging fixed contacts (11', 11'') located on the support part and the stroke movement for actuating the switch cap (3) taking place due to the base socket (4) able to be acted upon by an actuating force and which is wider in comparison with the cover (7), in the direction of the cover (7),in which case on the surface remote from the cover (7), the base socket (4) comprises a projection (12),which is designed to be resilient in the direction (24) of the stroke movement,the projection (12) having a lower spring force than that which is caused by the elasticity of the membrane (10),and in which case in the unactuated state of the push button switch (1), only a deformation of the projection (12) takes place.
- Switch cap according to Claim 1, characterised in that a recess (13) is located in the projection (12).
- Switch cap according to Claim 2, characterised in that the cross-section of the recess (13) is triangular.
- Switch cap according to Claim 2, characterised in that the cross-section of the recess (13) is trapezoidal.
- Switch cap according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the projection (12) is injected in one piece on the base socket (4).
- Switch cap according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the projection (12) is constructed in the form of a circular ring.
- Switch cap according to Claim 6, characterised in that the recess (13) is constructed continuously in the form of a circular ring.
- Switch cap according to Claims 6 and 7, characterised in that the projection (12) has approximately the shape of a cup spring.
- Switch cap according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the projection consists of individual, noncontinuous segments (14, 14', 14").
- Switch cap according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the switch cap (3) consists of a thermoplastic elastomer.
- Switch cap according to Claim 10, characterised in that the thermoplastic elastomer is a block copolymer of a hard crystalline segment of polybutylene terephthalate and a soft amorphous segment based on long-chain polyether glycols.
- Switch cap according to one of Claims 1 to 11 for location on a support part, such as a printed circuit board (6), characterised in that located on the cover (7) on the surface remote from the base socket (4) is a fastening part (30), which is constructed so that it can be inserted in a locking manner in a recess (31) in the support part, preferably constructed as a continuous bore in the support part, the fastening part (30) preferably fitting in a form-locking manner in the recess (31) and being located centrally on the cover (7).
- Switch cap according to Claim 12, characterised in that the fastening part (30) is constructed as a pin, which has a shaft (32) with a preferably round cross-section and a head (33) located on the side opposite the cover (7), in which case the shaft (32) is adapted as regards its cross-section to the recess (31), whereas the head (33) has a larger cross-section than the recess (31) and that the pin in particular is constructed as a separate part with a fastening stud (35), in that the pin is inserted in an opening (36) in the cover (7) from the side facing the base socket (4) so that the pin is held fast on the cover (7) by the fastening stud (35).
- Switch cap according to Claim 12 or 13, characterised in that the fastening part (30) has a resilient construction, in that the shaft (32) is provided with a slot (37).
- Switch cap according to Claims 12, 13 or 14, characterised in that the fastening part (30) consists of hard synthetic material, such as polycarbonate, polyamide, polyacetal, polyester, polybutylene terephthalate or the like or of metal.
- Method for the manufacture of a switch cap according to Claims 12, 13, 14 or 15, characterised in that the fastening part (30) is produced by the injection moulding method with a conveyor belt (38) preferably comprising conveying holes (41) at regular intervals, the same spacing (d) existing between respectively two fastening parts (30) located on the conveyor belt (38), and at a further processing station the switch caps (3) being mounted on the fastening parts (30) or the fastening parts (30) being injection moulded with a switch cap (3).
- Method according to Claim 16, characterised in that at the time of manufacture of the fastening part (30), a retaining part (39) is injected between the fastening stud (35) and the conveyor belt (38), a predetermined breaking point (40) being located at the transition point between the fastening stud (35) and the retaining part (39).
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