EP1916686B1 - Taster - Google Patents

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EP1916686B1
EP1916686B1 EP07020699.0A EP07020699A EP1916686B1 EP 1916686 B1 EP1916686 B1 EP 1916686B1 EP 07020699 A EP07020699 A EP 07020699A EP 1916686 B1 EP1916686 B1 EP 1916686B1
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EP
European Patent Office
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membrane
housing
pusher
pushbutton
circuit board
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EP07020699.0A
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Michael Hetzer
Stefan Höss
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Elobau GmbH and Co KG
Original Assignee
Elobau GmbH and Co KG
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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
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/04—Cases; Covers
    • H01H13/06—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/0033—Mountings; Housings; Connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/0006—Permanent magnet actuating reed switches
    • H01H36/004—Permanent magnet actuating reed switches push-button-operated, e.g. for keyboards
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H2011/0081—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches using double shot moulding, e.g. for forming elastomeric sealing elements on form stable casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2221/00—Actuators
    • H01H2221/07—Actuators transparent

Definitions

  • the present invention relates to a push-button with a pusher, a housing and a circuit board arranged in this.
  • Non-latching buttons are used in a variety of applications, especially in the field of motor vehicles such as agricultural vehicles. Due to the sometimes harsh environmental conditions, it is necessary that the buttons work reliably over a long period of time, and in particular indicate their function and respective switching state in the dark.
  • a button according to the preamble of claim 1 is in EP-A-02000284 disclosed.
  • buttons have a membrane in the housing between the circuit board and pusher.
  • return springs are used in buttons to move the pusher back to its original position.
  • Such a spring is an additional component that must be integrated during assembly of the probe in this. With great advantage, such a spring is absent in the present invention. This suggests instead to use a membrane.
  • a membrane has the advantage that it is loadable on train and pressure and at the same time has a sealing effect.
  • this switching membrane is formed integrally connected to the housing, the resistance of the probe according to the invention is increased in a harsh environment with great advantage. Due to the cohesive connection, a non-destructive separation of housing and switching membrane is not possible. In this way, the switch room of the probe is sealed by means of the membrane against the pusher and thus protected against environmental influences.
  • the fact that the switching membrane consists of an elastomeric duromer, in particular of silicone, can be set with great advantage, the restoring force of the switching membrane by selecting appropriate Shore hardness or special spatial configuration of the membrane.
  • the membrane is an inner space of the housing sealingly formed, preferably, that the membrane has a lining of the interior of the housing portion.
  • the membrane is a great advantage to a seal that protects the interior of the probe by lining the inner walls of the housing forming these walls and thus acts as a seal against a recorded in the interior of the housing circuit board.
  • the membrane according to the invention has a receptacle for a magnet, which in turn can be attached to the pusher.
  • the membrane has a region with larger material thicknesses, which is preferably arranged in the vertical longitudinal axis of the probe.
  • the display of a switching state of the probe is possible with great advantage by means of lighting, the illumination can emanate from a arranged on the circuit board LED assembly, which is protected by the membrane with lining section.
  • the invention provides that separate LED arrangements are provided for the night lighting and the functional lighting. An LED arrangement can also have only a single LED. Due to the lighting, the button is also operated correctly at night.
  • the housing has a seal and / or a detent and / or an external screw thread, then it can easily be snapped or screwed into a probe receptacle of, for example, a control panel with great advantage.
  • the additional, also cohesive, seal is preferably arranged below the circuit board and seals it against a button recording.
  • the button in particular its housing and membrane, in multi-component, preferably two-component, injection molding is made.
  • the different materials of the housing and membrane with lining section are materially connected, so that the assembly of the probe according to the invention is substantially facilitated, since the membrane is already present together with the housing.
  • Fig. 1 is a button 1, shown with a pusher 2, a housing 3 and a housing arranged in the circuit board 4.
  • the housing is cylindrical, but according to the invention, any other hollow body shape can be selected become.
  • the cylinder interior of the housing 3 is sealed against the pusher 2 by the membrane 5 which is materially connected to it.
  • the membrane 5 does not terminate at the housing 3, but has a subsequent to the actual membrane, cylindrical portion 12 which is integrally connected to the housing.
  • the membrane 5 thus forms a seal of the housing wall to the circuit board 4.
  • the angle at which the actual membrane extends away from the cylindrical portion 12, and the material thickness according to the invention can be adapted to the particular application. If higher compressive or tensile forces are required, the geometry will be adjusted accordingly.
  • the housing 3 has on its outside a thread 11, with which it can be screwed into a dashboard or control panel, not shown.
  • the housing 3 further comprises a circumferential ring fixed to the housing 13, which serves to bear an axial and radial seal 14.
  • the axial and radial seal 14 between pusher 2 and 3 housing is flexible in material, strength and size adaptable to each installation situations of the probe according to the invention, and serves mainly as a dust cover for the trigger guidance. It can according to the invention also provide a part of the restoring force for the pusher, in which it is mechanically deformed by this.
  • This seal 14 and the housing 2 form an annular gap 15 whose depth determines the maximum displacement of the pusher 2, which engages with an angled cylindrical edge portion 16 in the annular gap 15.
  • the housing 2 has at its upper edge 17 on a circumferential nose 18, which serves as an upper stop or latching contour for the pusher 2. This has a nose 18 corresponding to the nose 19.
  • the pusher 2 carries a magnet 9 of the reed switch 7. The magnet 9 is attached to the pusher 2, that both are received in a receptacle 8 of the switching membrane 5. The pusher 2 thus does not protrude freely into the switching space 6 of the button 1, but rather is sealed by the membrane.
  • the circuit board 4 carries a reed switch 7 and optionally one or more LED, and a protective circuit.
  • the circuit board 4 may be equipped on one or two sides with components. Furthermore, a cable outlet can be provided on its side facing away from the pusher 2 side. The remote from the pusher 2 part of the circuit board 4 may also be formed encapsulated, so that the switch room 6 is completely protected from environmental influences.
  • the housing 2 is made of a thermoplastic material, and is manufactured in two-component injection molding.
  • the second component forms liquid silicone, wherein the material adhesion of the two components is achieved by means of chemical surface adhesion and special catalysts in the silicone.
  • Shore hardness of the membrane silicone as well as by certain geometric design of the membrane actuating and restoring force for the pusher 2 is adjustable. Since both pusher 2 and membrane 5 are transparent, the light emitted by the LEDs on the circuit board 4 light can pass through the membrane 5 and pusher 2 to the outside. As a result, the entire pusher cap or a symbol or illuminated ring around the pusher cap can be illuminated and illuminated with great advantage. In this way, a user of the probe according to the invention is always informed about the switching state.
  • the reed switch can have an electric opener, closer or changeover function.
  • An inventive button has a lifetime of more than one million actuation / switching cycles on.
  • it is also provided to seal the inserted circuit board 4 in the interior of the housing 3 with a circumferentially molded seal to the housing 3.
  • Another embodiment of the invention provides to provide the button on a populated with reed switches board, so that the button forms an actuating attachment on the board.
  • a board can have a plurality of keys whose respective switching chambers are designed to be sealed by the membrane according to the invention.
  • the housing 3 are adapted accordingly, in particular with regard to their geometry, material thickness and material selection.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taster mit einem Drücker, einem Gehäuse und einer in diesem angeordneten Schaltplatine.
  • Nicht rastende Taster werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere im Bereich von Kraftfahrzeugen wie beispielsweise auch landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen. Aufgrund der teilweise rauen Umgebungsbedingungen ist es erforderlich, dass die Taster über einen langen Zeitraum zuverlässig arbeiten, und insbesondere bei Dunkelheit ihre Funktion und jeweiligen Schaltzustand anzeigen.
  • Einen Taster nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in EP-A-02000284 offenbart.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Taster anzugeben, der unter schwierigen Umweltbedingungen zuverlässig funktioniert.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Taster im Gehäuse eine Membran zwischen Schaltplatine und Drücker aufweist. Üblicherweise werden in Tastern Rückstellfedern verwendet, um den Drücker in seine Ausgangsposition zurück zu bewegen. Eine solche Feder ist ein zusätzliches Bauteil, dass während der Montage des Tasters in diesen integriert werden muss. Mit großem Vorteil fehlt eine solche Feder bei der vorliegenden Erfindung. Diese schlägt stattdessen vor, eine Membran zu verwenden. Eine Membran hat den Vorteil, dass sie auf Zug und Druck belastbar ist und gleichzeitig dichtend wirkt.
  • Insbesondere, wenn diese Schaltmembran stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ausgebildet ist, wird mit großem Vorteil die Widerstandsfähigkeit des erfindungsgemäßen Tasters in rauer Umgebung erhöht. Aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung ist eine zerstörungsfreie Trennung von Gehäuse und Schaltmembran nicht möglich. Auf diese Weise ist der Schaltraum des Tasters mittels der Membran gegenüber dem Drücker gedichtet und somit gegenüber Umwelteinflüssen geschützt. Dadurch, dass die Schaltmembran aus einem elastomeren Duromer besteht, insbesondere aus Silikon, lässt sich mit großem Vorteil die Rückstellkraft der Schaltmembran durch Wahl entsprechender Shore-Härte bzw. spezieller räumlicher Ausgestaltung der Membran einstellen.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Membran einen Innenraum des Gehäuses dichtend ausgebildet ist, vorzugsweise, dass die Membran einen den Innenraum des Gehäuses auskleidenden Abschnitt aufweist. Die Membran wird mit großem Vorteil zu einer Dichtung, die den Innenraum des Tasters schützt, indem sie die diesen Innenraum bildenden Wandungen des Gehäuses auskleidet und somit auch als Dichtung gegenüber einer im Innenraum des Gehäuses aufgenommenen Schaltplatine wirkt.
  • Diese Vorteile der Erfindung lassen sich besonders dann verwirklichen, wenn der Taster einen berührungslosen Schalter, insbesondere einen Reed-Schalter, aufweist. Durch einen solchen berührungslosen Schalter wird mit großem Vorteil erreicht, dass der Schaltraum nicht durch einen Schaltstempel, Kabel oder Wirkverbindung als Verbindungsglied von Drücker zu Schaltplatine durchdrungen werden muss.
  • Die Membran weist erfindungsgemäß eine Aufnahme für einen Magneten auf, der seinerseits am Drücker befestigt sein kann. Hierzu weist die Membran einen Bereich mit größeren Materialstärken auf, der vorzugsweise in der vertikalen Längsachse des Tasters angeordnet ist.
  • Insbesondere wenn Drücker und Schaltmembran lichtdurchlässig ausgebildet sind, wird mit großem Vorteil die Anzeige eines Schaltzustandes des Tasters mittels Beleuchtung möglich, wobei die Beleuchtung von einer auf der Schaltplatine angeordneten LED-Anordnung ausgehen kann, die durch die Membran mit auskleidendem Abschnitt geschützt ist. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass getrennte LED-Anordnungen für die Nachtbeleuchtung und die Funktionsbeleuchtung vorgesehen sind. Eine LED-Anordnung kann dabei auch nur eine einzelne LED aufweisen. Aufgrund der Beleuchtung erfolgt auch Nachts eine korrekte Bedienung des Tasters.
  • Weist das Gehäuse eine Dichtung und/oder eine Rastung und/oder ein äußeres Schraubgewinde auf, so kann es mit großem Vorteil leicht in eine Tasteraufnahme beispielsweise eines Bedienfeldes eingerastet oder - geschraubt werden. Die zusätzliche, ebenfalls stoffschlüssige, Dichtung ist vorzugsweise unterhalb der Schaltplatine angeordnet und dichtet diese gegen eine Tasteraufnahme.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist mit großem Vorteil vorgesehen, dass der Taster, insbesondere dessen Gehäuse und Membran, in Mehrkomponenten-, vorzugsweise Zweikomponenten-, Spritzgusstechnik hergestellt ist. Mit dieser Technik werden die unterschiedlichen Materialien von Gehäuse und Membran mit auskleidendem Abschnitt stoffschlüssig verbunden, so dass die Montage des erfindungsgemäßen Tasters wesentlich erleichtert wird, da die Membran bereits zusammen mit dem Gehäuse vorliegt.
  • Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten der Figur der Zeichnung zu entnehmen ist.
    • Figur 1
    zeigt einen perspektivischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Taster.
  • In Fig. 1 ist ein Taster 1, mit einem Drücker 2, einem Gehäuse 3 und einer im Gehäuse angeordneten Schaltplatine 4 dargestellt. In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse zylindrisch ausgebildet, erfindungsgemäß kann jedoch auch jede andere Hohlkörperform gewählt werden. Der Zylinderinnenraum des Gehäuses 3 wird durch die mit diesem stoffschlüssig verbundene Membran 5 gegen den Drücker 2 gedichtet. Die Membran 5 endet nicht am Gehäuse 3, sondern weist einen sich an die eigentliche Membran anschließenden, zylindrischen Abschnitt 12 auf, der stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Membran 5 bildet somit eine Dichtung der Gehäusewand zur Schaltplatine 4. Der Winkel, unter dem sich die eigentliche Membran vom zylindrischen Abschnitt 12 wegerstreckt, sowie die Materialstärke sind erfindungsgemäß an den jeweiligen Einsatzzweck anpassbar. Sind höhere Druck- oder Zugkräfte erforderlich, wird die Geometrie entsprechend angepasst. Hierzu gehört auch, dass der zylindrische Teil der Membran nicht notwendigerweise von der eigentlichen Membran begrenzt wird, sondern sich vielmehr über den Abzweigpunkt der Membran hinaus entlang der Innenwand des Gehäuses 3 erstrecken kann. Das Gehäuse 3 weist an seiner Außenseite ein Gewinde 11 auf, mit dem es in ein nicht dargestelltes Armaturenbrett oder Bedienfeld eingeschraubt werden kann. Das Gehäuse 3 weist weiterhin einen umlaufenden gehäusefesten Ring 13 auf, der zur Anlage einer Axial- und Radialdichtung 14 dient. Die Axial- und Radialdichtung 14 zwischen Drücker 2 und Gehäuse 3 ist in Material, Stärke und Baugröße flexibel an jeweilige Einbausituationen des erfindungsgemäßen Tasters anpassbar, und dient vor allem als Staubschutz für die Drückerführung. Sie kann erfindungsgemäß auch einen Teil der Rückstellkraft für den Drücker erbringen, in dem sie mechanisch von diesem verformt wird. Diese Dichtung 14 und das Gehäuse 2 bilden einen Ringspalt 15, dessen Tiefe den maximalen Verstellweg des Drückers 2 festlegt, der mit einem abgewinkelten zylindrischen Randabschnitt 16 in den Ringspalt 15 eingreift. Das Gehäuse 2 weist an seinem oberen Rand 17 eine umlaufende Nase 18 auf, die als oberer Anschlag oder Rastkontur für den Drücker 2 dient. Dieser weist eine zur Nase 18 korrespondierende Nase 19 auf. Wie Figur 1 zu entnehmen ist, trägt der Drücker 2 einen Magneten 9 des Reed-Schalters 7. Der Magnet 9 ist dabei so am Drücker 2 befestigt, dass beide in einer Aufnahme 8 der Schaltmembran 5 aufgenommen sind. Der Drücker 2 ragt damit nicht frei in den Schaltraum 6 des Tasters 1 hinein, sondern wird vielmehr von der Membran dichtend umschlossen. Die Leiterplatte 4 trägt einen Reed-Schalter 7 sowie gegebenenfalls eine oder mehrere LED, sowie eine Schutzbeschaltung. Die Schaltplatine 4 kann einseitig oder doppelseitig mit Bauteilen bestückt sein. Weiterhin kann an ihrer vom Drücker 2 weggewandten Seite ein Kabelabgang vorgesehen sein. Der vom Drücker 2 weggewandte Teil der Leiterplatte 4 kann ebenfalls vergossen ausgebildet sein, so dass der Schaltraum 6 vollständig von Umgebungseinflüssen geschützt ist.
  • Das Gehäuse 2 ist aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, und ist in Zweikomponentenspritzgusstechnik hergestellt. Die zweite Komponente bildet dabei Flüssigsilikon, wobei die Materialhaftung der beiden Komponenten mittels chemischer Oberflächenhaftung und spezieller Katalysatoren im Silikon erreicht wird. Durch Wahl der Shore-Härte des Membransilikons, sowie durch bestimmte geometrische Ausgestaltung der Membran ist die Betätigungs- und Rückstellkraft für den Drücker 2 einstellbar. Da sowohl Drücker 2 als auch Membran 5 lichtdurchlässig ausgebildet sind, kann das von den LED's auf der Schaltplatine 4 abgegebene Licht durch Membran 5 und Drücker 2 nach außen treten. Hierdurch kann mit großem Vorteil die gesamte Drückerkappe oder ein auf dieser angeordnetes Symbol oder ein beleuchteter Ring um die Drückerkappe beleuchtet und erhellt werden. Auf diese Weise ist ein Verwender des erfindungsgemäßen Tasters stets über den Schaltzustand informiert.
  • Erfindungsgemäß kann der Reed-Schalter eine elektrische Öffner-, Schließer- oder Wechslerfunktion aufweisen. Erfindungsgemäß ist die Elektrik mit Schutzart IP 67 gedichtet, also vergossen, die Mechanik des Drückers mit Schutzart IP 54. Ein erfindungsgemäßer Taster weist eine Lebensdauer von mehr als einer Millionen Betätigungs-/Schaltzyklen auf. Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, die eingelegte Schaltplatine 4 im Inneren des Gehäuses 3 mit einer umlaufend angespritzten Dichtung zum Gehäuse 3 zu dichten.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Taster auf einer mit Reedschaltern bestückten Platine vorzusehen, so dass der Taster einen Betätigungsaufsatz auf der Platine bildet. Erfindungsgemäß kann eine solche Platine mehrere Tasten aufweisen, deren jeweilige Schalträume durch die erfindungsgemäße Membran gedichtet ausgebildet sind. In diesem Fall sind die Gehäuse 3 entsprechend angepasst, insbesondere hinsichtlich ihrer Geometrie, Materialstärke und Materialauswahl.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Taster
    2
    Drücker
    3
    Gehäuse
    4
    Schaltplatine
    5
    Membran
    6
    Schaltraum
    7
    Reedschalter
    8
    Aufnahme
    9
    Magnet
    10
    Dichtung
    11
    Rastung/Schraubgewinde
    12
    Zylindrischer Abschnitt
    13
    Ring
    14
    Axial-/Radialdichtung
    15
    Ringspalt
    16
    Randabschnitt
    17
    Rand
    18
    Nase
    19
    Nase

Claims (7)

  1. Taster (1) mit einem Drücker (2), einem Gehäuse (3) und in diesem angeordneter Schaltplatine (4), wobei er im Gehäuse (2) eine Membran (5) zwischen Schaltplatine (4) und Drücker (2) aufweist, wobei die Membran (5) aus einem elastomeren Duromer besteht, insbesondere aus Silikon, wobei die Membran (5) eine Rückstellkraft für den Drücker (2) aufbringend ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) für einen Innenraum des Gehäuses (3) dichtend ausgebildet ist, wobei die Membran einen den Innenraum des Gehäuses (3) auskleidenden Abschnitt (12) aufweist und dass die Membran (5) den Drücker (2) an seinem der Schaltplatine (4) zugewandten Ende derart dichtend umschließend ausgebildet ist, sodass der Drücker (2) die Membran (5) nicht durchdringt.
  2. Taster (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (3) verbunden ausgebildet ist.
  3. Taster (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (1) einen berührungslosen Schalter, insbesondere Reedschalter (7), aufweist.
  4. Taster (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (5) eine Aufnahme (8) für einen Magneten (9) aufweist.
  5. Taster (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Drücker (2) und Membran (5) lichtdurchlässig ausgebildet sind.
  6. Taster (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Dichtung (10) und/oder eine Rastung (11) und/oder ein äußeres Schraubgewinde (11) aufweist.
  7. Taster (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in Mehrkomponenten-, ZweikomponentenSpritzgusstechnik hergestellt ist.
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Application Number Priority Date Filing Date Title
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EP1916686A1 EP1916686A1 (de) 2008-04-30
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EP1916686A1 (de) 2008-04-30
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