ES2761842T3

ES2761842T3 - Push button switch

Info

Publication number: ES2761842T3
Application number: ES17191745T
Authority: ES
Inventors: Lutz Sommer; Ramachandran Rinin Parambil; Florian Geiser; Moritz Schmidt; Davis Skopek
Original assignee: Schaefer GmbH
Current assignee: Schaefer GmbH
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2037-09-19
Also published as: DE102016118435B4; EP3301697A1; DE102016118435A1; EP3301697B1

Abstract

Interruptor pulsador (10), en particular para usar en teclados, con una disposición de interruptor de láminas (12), que dispone de una capa de soporte de contacto (23) que tiene al menos un contacto (24, 25) y una capa de contacto de conmutación (19) que tiene al menos un contacto de cierre (20) y que están dispuestos a una distancia el uno del otro, con un elemento de accionamiento (11) expuesto para accionamiento manual, con una disposición de muelle (15) que está dispuesta entre el elemento de accionamiento (11) y la disposición de interruptor de lámina (12) y que está dispuesta por un lado en el elemento de accionamiento (11) y por otro lado en la disposición de interruptor de láminas (12), caracterizado porque la disposición de muelle (15) es un muelle de flexión (15a) que se apoya en al menos dos ubicaciones separadas en el elemento de accionamiento (11), y porque el resorte de flexión (15a) presenta una sección central (16) que está en contacto con la disposición del interruptor de láminas (12).Pushbutton switch (10), particularly for use in keyboards, with a reed switch arrangement (12), having a contact support layer (23) having at least one contact (24, 25) and a switch contact (19) having at least one make contact (20) and which are arranged at a distance from each other, with an actuation element (11) exposed for manual actuation, with a spring arrangement (15 ) which is arranged between the actuating element (11) and the reed switch arrangement (12) and which is arranged on the one hand in the actuating element (11) and on the other hand in the reed switch arrangement (12 ), characterized in that the spring arrangement (15) is a bending spring (15a) bearing at least two separate locations on the actuating element (11), and that the bending spring (15a) has a central section (16) that is in contact with the switch arrangement of slats (12).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Interruptor pulsadorPush button switch

La presente invención se refiere a un interruptor pulsador, en particular para su uso en teclados.The present invention relates to a push button switch, in particular for use on keyboards.

Habitualmente, las sondas que generan un punto de presión táctil contienen un muelle de resorte que en sí mismo actúa como un elemento de contacto. Por ejemplo, los documentos US 8.729.414 B2, US 2015/0001058 A1 y US 2011/0000775 A1 describen una disposición de interruptor con un muelle de resorte en forma de disco curvo cuya región central descansa sobre un pilar fijo y cuya región periférica descansa sobre un elemento de accionamiento que se opera manualmente. En el elemento de accionamiento también se disponen contactos, de los cuales al menos uno en reposo no tiene conexión eléctrica con el muelle de resorte. Sin embargo, cuando se acciona, toca el muelle de resorte, que establece el flujo de corriente a otros contactos.Typically, probes that generate a tactile pressure point contain a spring spring that itself acts as a contact element. For example, US 8,729,414 B2, US 2015/0001058 A1 and US 2011/0000775 A1 describe a switch arrangement with a curved disc-shaped spring spring whose central region rests on a fixed pillar and whose peripheral region rests on a manually operated drive element. Contacts are also provided on the actuating element, of which at least one at rest has no electrical connection to the spring spring. However, when operated, it touches the spring spring, which establishes the current flow to other contacts.

La misma idea se basa en realizaciones de un botón, que es evidente a partir del documento US 8.367.958 B, así como del documento US 6.806.815 B1. Por otro lado, el documento US 5.399.821 describe un interruptor de láminas cuyo botón de accionamiento está asociado con un muelle de resorte. Esto asegura una retroalimentación táctil durante la operación de conmutación.The same idea is based on embodiments of a button, which is evident from US 8,367,958 B, as well as US 6,806,815 B1. On the other hand, US 5,399,821 describes a reed switch whose actuation button is associated with a spring spring. This ensures tactile feedback during the switching operation.

La vida útil del muelle de resorte determina la vida útil del interruptor pulsador. Si se rompe el muelle de resorte, el interruptor pulsador ya no es completamente funcional. Por lo tanto, el deseo es formar el muelle de resorte a partir de un material de resorte resistente a la fatiga y duradero. Las arandelas elásticas curvadas correspondientes suelen estar provistas de huecos que influyen en la característica del resorte y producen el comportamiento deseado. Sin embargo, tales cavidades son desventajosas en términos del sellado permanente de los contactos del interruptor que se cerrarán por el resorte.The life of the spring spring determines the life of the push switch. If the spring spring breaks, the push switch is no longer fully functional. Therefore, the desire is to form the spring spring from a fatigue-resistant and durable spring material. The corresponding curved spring washers are usually provided with gaps that influence the spring characteristic and produce the desired behavior. However, such cavities are disadvantageous in terms of the permanent sealing of the switch contacts to be closed by the spring.

Además, el documento DE 102011 004674 A1 describe un dispositivo para suprimir la detección de una etiqueta RFID, donde se usa un circuito resonante LCR con un interruptor integrado para este propósito.Furthermore, DE 102011 004674 A1 describes a device for suppressing the detection of an RFID tag, where an LCR resonant circuit with an integrated switch is used for this purpose.

Es un objetivo de la invención proporcionar un concepto para un interruptor pulsador, con el cual el interruptor pulsador puede conmutarse de forma particularmente duradera y fiable y/o puede mantenerse de forma prospectiva. Este objetivo se logra con el interruptor pulsador según la reivindicación 1:It is an object of the invention to provide a concept for a push-button switch, with which the push-button switch can be particularly durably and reliably switched and / or can be prospectively maintained. This objective is achieved with the push button switch according to claim 1:

El interruptor de botón pulsador según la presente invención utiliza una disposición de interruptor de láminas con capa de contacto que presenta al menos un contacto, y con una capa de contacto de interruptor que tiene al menos un contacto de cierre, que se puede poner en contacto con el contacto mediante accionamiento. El contacto y el contacto de cierre están dispuestos en los lados enfrentados entre sí de la capa de soporte de contacto y la capa de contacto de conmutación. Para el accionamiento manual sirve un elemento de accionamiento, como una placa o botón en forma de disco que se conecta a través de una disposición de muelle con la disposición del interruptor de láminas. La disposición de muelle transmite la fuerza de accionamiento del elemento de accionamiento a la disposición de interruptor de láminas. El elemento de accionamiento tiene una carrera de accionamiento, que es preferentemente mayor que la distancia entre el contacto de cierre y el contacto asociado. Como resultado, por un lado, se logra una construcción de interruptor muy plana y robusta y, por otro lado, una buena operabilidad manual, donde el botón de accionamiento manual se mueve claramente durante el accionamiento.The push button switch according to the present invention uses a reed switch arrangement with a contact layer having at least one contact, and with a switch contact layer having at least one closing contact, which can be contacted with contact by actuation. The contact and the closing contact are arranged on the mutually facing sides of the contact support layer and the switching contact layer. A manual actuator, such as a disk-shaped plate or button, is connected for manual actuation and is connected via a spring arrangement to the reed switch arrangement. The spring arrangement transmits the actuating force of the actuating element to the reed switch arrangement. The drive element has a drive stroke, which is preferably greater than the distance between the closing contact and the associated contact. As a result, on the one hand, a very flat and robust switch construction is achieved and, on the other hand, good manual operability, where the manually operated button moves clearly during actuation.

Preferentemente, la disposición de muelle está formada por al menos uno al menos dos posiciones separadas en el elemento de accionamiento que soporta el muelle de flexión. El muelle de flexión puede, p. ej., ser un llamado disco de retención. La parte central del muelle de flexión está en conexión operativa, p. ej., a través de una capa intermedia con la disposición del interruptor de láminas. Como revestimiento puede servir una placa o disco de plástico, que forma un yunque. Esto es preferentemente al menos tan grande como el contacto de cierre y sirve para evitar la deformación del contacto de cierre al accionar el interruptor pulsador. El contacto de cierre se puede hacer muy delgado.Preferably, the spring arrangement is formed by at least one at least two separate positions in the actuating element that supports the flexing spring. The flex spring can, eg. eg, be a so-called holding disc. The central part of the flex spring is in operational connection, eg. Eg, through an intermediate layer with the reed switch arrangement. A plastic plate or disc, which forms an anvil, can serve as a liner. This is preferably at least as large as the closing contact and serves to prevent deformation of the closing contact when actuating the push switch. The closing contact can be made very thin.

Con el concepto del muelle de flexión para accionar el interruptor de láminas se logra que la fuerza de accionamiento se concentre en la parte central del muelle de flexión en una ubicación relativamente estrecha de la disposición del interruptor de láminas. Por otro lado, las zonas debajo del elemento de accionamiento para alojar elementos electrónicos, como elementos de iluminación, circuitos electrónicos para evaluar pulsos de conmutación o para vincular pulsos de conmutación de disposiciones de interruptores adyacentes u otras disposiciones están libres, como disposiciones de bobina para alimentar dispositivos electrónicos que pueden estar dispuestos en el elemento de accionamiento, como pantallas LED, chips NFC para comunicación de campo próximo o similares.With the concept of the flex spring for actuating the reed switch, the driving force is concentrated in the central part of the flex spring in a relatively narrow location of the reed switch arrangement. On the other hand, the areas below the drive element to house electronic elements, such as lighting elements, electronic circuits for evaluating switching pulses or for linking switching pulses of adjacent switch arrangements or other arrangements are free, such as coil arrangements for power electronic devices that may be arranged on the drive element, such as LED displays, NFC chips for near field communication or the like.

Preferentemente, la disposición de muelle tiene una característica no lineal con una porción de característica descendente o con característica de salto, donde las fuerzas de resorte de la disposición de interruptor de láminas y la disposición de muelle se coordinan preferentemente para que la disposición de interruptor de láminas haya pasado por su trayectoria de conmutación antes de que la disposición de muelle del elemento de accionamiento alcance su porción de característica descendente o punto de salto. Sin embargo, la porción de característica descendente o el punto de salto están en la trayectoria de actuación del elemento de accionamiento, de modo que el operador recibe una retroalimentación táctil sobre la operación de conmutación efectuada.Preferably, the spring arrangement has a nonlinear characteristic with a descending or jumping characteristic portion, where the spring forces of the reed switch arrangement and the spring arrangement are preferably coordinated so that the switch arrangement of blades have passed through their switching path before the spring arrangement of the drive element Reach your falling feature portion or jump point. However, the descending feature portion or jump point is in the actuation path of the actuating element, so that the operator receives tactile feedback on the switching operation performed.

Independientemente de la forma de onda (con o sin porción descendente), además de la disposición de interruptor de láminas, la disposición de interruptor puede incluir un interruptor que usa la disposición de muelle como contacto o es activado por la disposición de muelle después de que la disposición de interruptor de láminas haya respondido. En la dirección de actuación, los puntos de conmutación de la disposición de interruptor de láminas y este interruptor están uno detrás del otro. Al accionarse, la disposición de interruptor de láminas y a continuación el interruptor responderán normalmente. En términos de mantenimiento predictivo, una unidad de evaluación conectada puede verificar si la secuencia de conmutación siempre se mantiene de esta manera. Si se producen más eventos donde la disposición del interruptor de láminas no responde, no de manera fiable o solo con un retraso, esto puede considerarse como una señal de desgaste y puede emitirse una señal que desencadena un mantenimiento. La compresión del muelle de la disposición de muelle también se puede elegir de manera tan alta que en el funcionamiento normal solo responda el interruptor de láminas, pero no el interruptor. En este caso, hay signos seguros de desgaste, a medida que aumentan las fuerzas operativas aplicadas por el operador, es decir, más a menudo responde no solo la disposición del interruptor de láminas, sino también el interruptor. Tanto la señal de conmutación del interruptor como la señal de conmutación de la disposición del interruptor de láminas se pueden interpretar como una señal de actuación, de modo que en el período de inicio del desgaste, donde un contacto seguro del interruptor de láminas ya no está disponible, sin embargo, la función de la unidad de conmutación está asegurada.Regardless of the waveform (with or without a falling portion), in addition to the reed switch arrangement, the switch arrangement may include a switch that uses the spring arrangement as a contact or is activated by the spring arrangement after The reed switch arrangement has responded. In the actuating direction, the switching points of the reed switch arrangement and this switch are one behind the other. When actuated, the reed switch arrangement and then the switch will respond normally. In terms of predictive maintenance, a connected evaluation unit can verify if the switching sequence is always maintained in this way. If further events occur where the reed switch arrangement is not responding, not reliably, or only with a delay, this may be considered a sign of wear and a signal may be triggered that triggers maintenance. The spring compression of the spring arrangement can also be chosen so high that in normal operation only the reed switch responds, but not the switch. In this case, there are sure signs of wear, as the operating forces applied by the operator increase, that is, more often not only the reed switch arrangement responds, but also the switch. Both the switch commutation signal and the commutator signal of the reed switch arrangement can be interpreted as a trip signal, so that in the period of onset of wear where a secure contact of the reed switch is no longer present. available, however, the function of the switching unit is assured.

En particular, en realizaciones donde la disposición de muelle tiene características de salto, puede ser que el interruptor pulsador proporcione solo un contacto temporal cuando se activa. En este caso, la longitud del pulso de conmutación se puede utilizar como un indicador para el correcto funcionamiento del botón.In particular, in embodiments where the spring arrangement has jump characteristics, it may be that the push switch provides only temporary contact when activated. In this case, the length of the switching pulse can be used as an indicator for the correct operation of the button.

La disposición de interruptor de láminas tiene preferentemente en su lado orientado hacia el elemento de accionamiento una lámina formada ininterrumpida, que puede servir de protección contra la suciedad y la humedad y en particular de protección contra el vandalismo. Para este propósito, esta capa se forma preferentemente de poliimida u otro plástico flexible, resistente a la humedad y al calor y mecánico.The reed switch arrangement preferably has on its side facing the drive element an unbroken formed reed, which can serve as protection against dirt and moisture and in particular as protection against vandalism. For this purpose, this layer is preferably formed of polyimide or another flexible plastic, resistant to humidity and heat and mechanical.

La lámina en el lado opuesto del interruptor de láminas también puede ser una lámina protectora, por ejemplo, de una poliimida.The foil on the opposite side of the reed switch can also be a protective foil, for example, of a polyimide.

Detalles adicionales de realizaciones ventajosas de la invención son el tema de la descripción, los dibujos o las reivindicaciones dependientes. Donde:Additional details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the description, the drawings or the dependent claims. Where:

la figura 1 muestra un interruptor pulsador según la invención en una sección longitudinal esquemática, en el estado no activado,Figure 1 shows a push-button switch according to the invention in a schematic longitudinal section, in the non-activated state,

la figura 2 muestra el interruptor pulsador según la figura 1 al comienzo de la actuación poco antes del contacto, la figura 3 muestra el interruptor pulsador según la figura 1 con el elemento de accionamiento completamente deprimido,figure 2 shows the push-button switch according to figure 1 at the start of actuation shortly before contact, figure 3 shows the push-button switch according to figure 1 with the actuation element completely depressed,

las figuras 4 y 5 muestran curvas características alternativas de la disposición de muelle del interruptor pulsador según las figuras 1 a 3,Figures 4 and 5 show alternative characteristic curves of the spring arrangement of the push-button switch according to Figures 1 to 3,

la figura 6 muestra una disposición de interruptor modificada en una vista despiezada en sección longitudinal.Figure 6 shows a modified switch arrangement in an exploded view in longitudinal section.

En la figura 1, se ilustra un interruptor pulsador 10, que puede formarse como un interruptor pulsador único o como parte de una disposición de interruptor pulsador que comprende una pluralidad de dicho interruptor pulsador. El interruptor pulsador 10 incluye un elemento de accionamiento 11, por ejemplo, en forma de una placa rectangular o redonda, ovalada o de otra forma y una disposición de interruptor de láminas 12. El elemento de accionamiento 11 está expuesto en un lado para que sea accesible manualmente. Está montado en una montura adecuada 13 que está adaptado para colocar el elemento de accionamiento 11 con una trayectoria de movimiento limitada en un rango de distancia definido a la disposición de interruptor de láminas 12. La montura 13 puede insertarse en un panel frontal 14 colocado a una distancia predeterminada de la disposición de interruptor de láminas 12. La montura 13 puede conectarse alternativamente directamente a la disposición de interruptor de láminas 12.In FIG. 1, a push switch 10 is illustrated, which may be formed as a single push switch or as part of a push switch arrangement comprising a plurality of said push switch. The push switch 10 includes a drive element 11, for example in the form of a rectangular or round, oval or other shape, and a reed switch arrangement 12. The drive element 11 is exposed on one side to be manually accessible. It is mounted on a suitable mount 13 which is adapted to position the drive element 11 with a limited path of movement in a defined range of distance to the reed switch arrangement 12. Mount 13 can be inserted into a front panel 14 positioned at a predetermined distance from the reed switch arrangement 12. The mount 13 can alternatively be connected directly to the reed switch arrangement 12.

Para la transmisión de potencia entre el elemento de accionamiento 11 y la disposición de interruptor de láminas 12, se proporciona una disposición de muelle 15, que preferentemente consiste en un muelle de flexión hecho de un metal superelástico, tal como nitinol. El muelle de flexión se puede diseñar como una parte cilíndricamente curvada donde todas las curvas siguen ejes de flexión paralelos entre sí. Alternativamente, el muelle de flexión puede ser esféricamente curvado (por ejemplo, un disco cerrado o ranurado radialmente) con al menos dos ejes de flexión que no son paralelos entre sí. Independientemente de esto, el muelle de flexión tiene una sección central 16 y al menos dos, preferentemente una pluralidad de brazos 17, 18 que se extienden desde allí, que están soportados en los elementos de soporte 15a en el elemento de accionamiento 11. La sección central 16 del muelle de flexión sirve para accionar el interruptor de láminas 12.For power transmission between the drive element 11 and the reed switch arrangement 12, a spring arrangement 15 is provided, preferably consisting of a flex spring made of a super-elastic metal, such as nitinol. The flex spring can be designed as a cylindrically curved part where all the curves follow flex axes parallel to each other. Alternatively, the flex spring may be spherically curved (eg, a closed disc or radially grooved) with at least two flex axes that are not parallel to each other. Regardless of this, the flex spring has a center section 16 and at least two, preferably a plurality of arms 17, 18 extending therefrom, which are supported on the support elements 15a on the actuation element 11. The central section 16 of the flexing spring serves to actuate the reed switch 12.

El muelle de flexión de la disposición de muelle 15 puede sujetarse en un bastidor 11a que está dispuesto en el lado del elemento de accionamiento 11 frente al interruptor de láminas 12 y sirve para la fijación radial de los brazos 17, 18. La sujeción radial de los brazos 17, 18 influye considerablemente en la característica del muelle de flexión. Por ejemplo, se puede provocar una característica de acción rápida que proporciona retroalimentación táctil sobre el procedimiento de conmutación. Además, la disposición de muelle 15 en sí misma forma un interruptor. Para este propósito, al menos uno de los brazos 17, 18 está en contacto eléctrico. Además, en el elemento de accionamiento 11, se puede proporcionar un contacto adicional, no ilustrado en el dibujo, por ejemplo, dispuesto centralmente, que entra en contacto con la porción central 16 cuando se activa el elemento de accionamiento 11.The flex spring of the spring arrangement 15 can be clamped in a frame 11a which is arranged on the side of the actuating element 11 in front of the reed switch 12 and serves for the radial fixing of the arms 17, 18. The radial clamping of the arms 17, 18 considerably influence the characteristic of the flexing spring. For example, a snap action feature can be triggered that provides tactile feedback on the switching procedure. Furthermore, the spring arrangement 15 itself forms a switch. For this purpose, at least one of the arms 17, 18 is in electrical contact. Furthermore, in the actuating element 11, an additional contact, not illustrated in the drawing, for example, centrally arranged, may come into contact with the central portion 16 when the actuating element 11 is activated.

El recorrido máximo del muelle del muelle de flexión 15 es mayor que el que se entiende de la figura 1 vertical, es decir, en la disposición de interruptor de láminas 12 y dirigido fuera de esta ruta de actuación (x1, véanse las figuras 4 y 5) del elemento de accionamiento 11. Por el contrario, la ruta de conmutación (x2, véanse las figuras 4 y 5) de la disposición de interruptor de láminas 12 es más pequeña que la de la ruta máxima (x1) del elemento de accionamiento.The maximum travel of the spring of the flexing spring 15 is greater than that which is understood in Figure 1 vertical, that is, in the reed switch arrangement 12 and directed outside this actuation path (x1, see Figures 4 and 5) of the actuating element 11. Conversely, the switching path (x2, see Figures 4 and 5) of the reed switch arrangement 12 is smaller than that of the maximum path (x1) of the actuating element .

La disposición de interruptor de láminas 12 comprende al menos una capa de contacto de conmutación 19 que lleva un contacto de conmutación 20. Este puede estar formado por un cuerpo metálico, por una impresión conductora en la capa de contacto de conmutación 19, por un polímero conductor o similar. El contacto de conmutación 20 también puede formarse sensible a la presión para cambiar su resistencia eléctrica dependiendo de la fuerza operativa. La capa de contacto de conmutación 19 puede estar formada por una película elástica. Preferentemente consiste en PET o un material comparable con una superficie adhesivamente modificada y tiene un espesor de 130-150 pm. En la capa de contacto de conmutación 19, se puede disponer una película protectora 21, por ejemplo, hecha de poliimida. La capa de contacto de conmutación 19 o, si se proporciona una película protectora 21, la película protectora 21 se forma preferentemente sin interrupción. Forma una protección contra la humedad y el polvo. Además, puede aumentar la seguridad contra el vandalismo y la seguridad contra incendios. Para este propósito, tiene preferentemente el siguiente grosor: 10 pm a 130 pm y el siguiente coeficiente de resistencia al calor: de 0,1 W/m*K hasta 0,2 W/m*K.The reed switch arrangement 12 comprises at least one switching contact layer 19 bearing a switching contact 20. This may be formed of a metal body, by a conductive impression in the switching contact layer 19, of a polymer driver or the like. The switching contact 20 can also be formed sensitive to pressure to change its electrical resistance depending on the operating force. The switching contact layer 19 can be formed of an elastic film. It preferably consists of PET or a comparable material with an adhesive modified surface and has a thickness of 130-150 pm. In the switching contact layer 19, a protective film 21 can be provided, for example made of polyimide. The switching contact layer 19 or, if a protective film 21 is provided, the protective film 21 is preferably formed without interruption. Forms a protection against moisture and dust. In addition, it can increase vandalism security and fire safety. For this purpose, it preferably has the following thickness: 10 pm to 130 pm and the following coefficient of heat resistance: from 0.1 W / m * K to 0.2 W / m * K.

En la construcción vertical adicional, una capa espaciadora 22 se encuentra debajo de la capa de contacto de conmutación 19. Esta tiene una abertura en la región del contacto de conmutación 20. La abertura y el contacto de conmutación 20 están dispuestos aproximadamente centralmente debajo de la porción central 16 del muelle de flexión.In the additional vertical construction, a spacer layer 22 is located below the switching contact layer 19. This has an opening in the region of the switching contact 20. The opening and the switching contact 20 are arranged approximately centrally below the central portion 16 of the flex spring.

Debajo de la capa espaciadora 22 se dispone una capa portadora de contacto 23 con al menos uno, preferentemente dos o más contactos 24, 25, que se enfrentan al contacto de conmutación 20. Los contactos de conmutación 24, 25 están conectados a un circuito electrónico, no ilustrado adicionalmente, que recibe el impulso de conmutación generado por el interruptor pulsador 10. Por otro lado, el contacto de conmutación 20 está dispuesto eléctricamente aislado. Sin embargo, también es posible, en principio, conectar el contacto de conmutación 20 a través de una o más pistas conductoras a un circuito de evaluación electrónico para detectar entradas de contacto. Esto proporciona un medio adicional de control o incluso la posibilidad de conectar con la capa de contacto de conmutación 23 con solo uno de los contactos 24 o 25.Beneath the spacer layer 22 is provided a contact carrier layer 23 with at least one, preferably two or more contacts 24, 25, which face the switching contact 20. The switching contacts 24, 25 are connected to an electronic circuit. , not further illustrated, which receives the switching pulse generated by the push-button switch 10. On the other hand, the switching contact 20 is electrically isolated. However, it is also possible, in principle, to connect the switching contact 20 through one or more conductive tracks to an electronic evaluation circuit to detect contact inputs. This provides an additional means of control or even the possibility of connecting to the switching contact layer 23 with only one of the contacts 24 or 25.

El grosor de la capa espaciadora 22 define la ruta de conmutación x2 para el conmutador eléctrico 26 formado a partir del contacto de conmutación 20 y los contactos 24, 25. Esta ruta de conmutación x2 es preferentemente significativamente más pequeña que el recorrido máximo x1 del elemento de accionamiento 11. La figura 4 ilustra esto en la realización ejemplar. La característica I describe la característica de muelle de la disposición de muelle 15. El recorrido máximo x1 del elemento de accionamiento 11 debe entenderse como la distancia entre el punto cero y x1. La característica de resorte II describe la conformidad elástica de la capa de contacto de conmutación 19 en la región del contacto de conmutación 20 La característica es preferentemente lineal, mientras que la característica I es no lineal y tiene una región B de característica decreciente. La pequeña trayectoria de movimiento del contacto de conmutación 20 conduce al contacto con los contactos 24, 25 en una posición x2, que se alcanza antes de que se alcance la porción B con característica descendente.The thickness of the spacer layer 22 defines the switching path x2 for the electrical switch 26 formed from the switching contact 20 and the contacts 24, 25. This switching path x2 is preferably significantly smaller than the maximum path x1 of the element 11. Figure 4 illustrates this in the exemplary embodiment. Characteristic I describes the spring characteristic of the spring arrangement 15. The maximum travel x1 of the actuating element 11 is to be understood as the distance between the zero point and x1. Spring characteristic II describes the elastic conformity of the switching contact layer 19 in the region of the switching contact 20 The characteristic is preferably linear, while the characteristic I is non-linear and has a region B of decreasing characteristic. The small movement path of the switching contact 20 leads to the contact with the contacts 24, 25 in a position x2, which is reached before the portion B with descending characteristic is reached.

La estructura descrita hasta ahora puede cerrarse en la parte inferior con una película protectora 27 y una placa de soporte 28, por ejemplo, hecha de metal. La película protectora 27 puede tener las mismas propiedades que la película protectora 21. La placa metálica 28 es preferentemente sustancialmente rígida y está dispuesta a una distancia fija de la placa frontal 14.The structure described so far can be closed at the bottom with a protective film 27 and a support plate 28, for example made of metal. The protective film 27 can have the same properties as the protective film 21. The metal plate 28 is preferably substantially rigid and is arranged at a fixed distance from the front plate 14.

Opcionalmente, se pueden disponer capas o elementos adicionales entre la capa de contacto de conmutación 23 y la película protectora 27. Esto puede ser, por ejemplo, un plano de iluminación, que preferentemente puede estar formado por una placa de circuito impreso 29 con LED 30, 31 dispuestos sobre la misma y una capa espaciadora 32 que tiene cavidades para los LED y que es más gruesa que su altura. Alternativamente, los LED se pueden montar en la parte superior de la capa de contacto del conmutador 23 como se puede proporcionar en las cavidades correspondientes de la capa espaciadora 22.Optionally, additional layers or elements can be provided between the switching contact layer 23 and the protective film 27. This can be, for example, a lighting plane, which preferably can be formed by a printed circuit board 29 with LEDs 30 , 31 arranged thereon and a spacer layer 32 It has cavities for LEDs and is thicker than its height. Alternatively, the LEDs can be mounted on top of the contact layer of the switch 23 as can be provided in the corresponding cavities of the spacer layer 22.

Entre la disposición de muelle 15 y la disposición de interruptor de láminas 12, se puede proporcionar un yunque 33 que sirve para transmitir la fuerza de accionamiento transmitida a través de la disposición de muelle 15 al interruptor de láminas 12. El yunque 33 puede formarse como una placa o disco delgado, donde su tamaño paralelo a la película protectora 21 a medir es menor que el tamaño de la cavidad en la capa espaciadora 22 Debido al tamaño del yunque 33, la pendiente de la característica II se puede determinar apropiadamente. Además, el yunque formado rígidamente 33 es preferentemente más grande que el contacto de conmutación 20. Como resultado, una deformación potencialmente dañina del contacto de conmutación 20 se excluye en la operación del conmutador. Between the spring arrangement 15 and the reed switch arrangement 12, an anvil 33 can be provided which serves to transmit the driving force transmitted through the spring arrangement 15 to the reed switch 12. The anvil 33 can be formed as a thin plate or disk, where its size parallel to the protective film 21 to be measured is less than the size of the cavity in the spacer layer 22. Due to the size of the anvil 33, the slope of feature II can be appropriately determined. Furthermore, the rigidly formed anvil 33 is preferably larger than the switching contact 20. As a result, a potentially damaging deformation of the switching contact 20 is excluded in the operation of the switch.

El interruptor pulsador 10 descrito hasta ahora funciona de la siguiente manera:The push switch 10 described so far works as follows:

En reposo, el interruptor pulsador 10 tiene el estado ilustrado en la figura 1. Esto corresponde a una posición del elemento de accionamiento 11 en el punto 0 del diagrama según la figura 4, es decir, el elemento de accionamiento 11 está en la figura 1 en la parte superior. Si ahora está algo deprimido, como se ilustra en la figura 2, primero el interruptor de láminas 12 es accionado por el yunque 33 que es presionado hacia abajo por la disposición de muelle 15 relativamente rígida de modo que la lámina protectora 21 y la capa de contacto de conmutación 19 sufren deformación elástica y el contacto de conmutación 20 toca los contactos 24, 25. En otras palabras, el conmutador 26 se cierra. Esto corresponde a la posición x2 en la figura 4. Si el elemento de accionamiento 11 ahora está más deprimido, la disposición de muelle 15 entra en la región B de la curva característica, que el operador percibe como la superación de un punto de presión. Esta condición se ilustra en la figura 3. El muelle de flexión de la disposición de muelle 15 ahora cede y el elemento de accionamiento 11 alcanza el punto x1 en la figura 4. En este caso, el conmutador 26 permanece cerrado. Sin embargo, si la fuerza de muelle de la característica de muelle I de la disposición de muelle 15 después de pasar a través de la región B es menor que la fuerza de muelle aplicada por la disposición de interruptor de láminas 12 según la característica I, el conmutador 26 puede abrirse alternativamente de nuevo.At rest, the push-button switch 10 has the state illustrated in figure 1. This corresponds to a position of the actuation element 11 at point 0 of the diagram according to figure 4, that is, the actuation element 11 is in figure 1 on top. If you are now somewhat depressed, as illustrated in Figure 2, the reed switch 12 is first actuated by the anvil 33 which is pressed down by the relatively rigid spring arrangement 15 so that the protective sheet 21 and the The switching contact 19 undergoes elastic deformation and the switching contact 20 touches the contacts 24, 25. In other words, the switch 26 closes. This corresponds to position x2 in Figure 4. If the actuation element 11 is now more depressed, the spring arrangement 15 enters the region B of the characteristic curve, which the operator perceives as exceeding a pressure point. This condition is illustrated in Figure 3. The flex spring of spring arrangement 15 now subsides and drive 11 reaches point x1 in Figure 4. In this case, switch 26 remains closed. However, if the spring force of spring characteristic I of spring arrangement 15 after passing through region B is less than the spring force applied by reed switch arrangement 12 according to characteristic I, switch 26 can alternatively be opened again.

La figura 5 ilustra una realización con una disposición de muelle de flexión modificada que tiene una característica de acción rápida pronunciada. Basado en la estructura anterior y la descripción funcional y los mismos números de referencia, después de pasar por el punto de conmutación x2, en el cual el conmutador 26 se cierra, se alcanza una sección de salto S de la característica II de la disposición de muelle 15, que es aún más claramente percibida como un punto de presión. Si la fuerza de muelle aplicada por la disposición de muelle 15 cae por debajo de la fuerza de muelle aplicada por las láminas 21 y 19 (curva característica I), el conmutador 26 se abre nuevamente después de que se haya hecho el contacto inicial. Por lo tanto, solo llega a un contacto corto cuando pasa a través de la porción de trayectoria del punto de conmutación x2 para alcanzar el límite de salto S. Si el tiempo de conmutación se reduce o amplía significativamente, esto puede considerarse como un indicador de desgaste para el interruptor pulsador 10. Un circuito de control conectado puede hacer una evaluación correspondiente.Figure 5 illustrates an embodiment with a modified flex spring arrangement having a pronounced snap action characteristic. Based on the above structure and functional description and the same reference numbers, after passing through switching point x2, at which switch 26 closes, a jump section S of characteristic II of the arrangement of Pier 15, which is even more clearly perceived as a pressure point. If the spring force applied by the spring arrangement 15 falls below the spring force applied by the blades 21 and 19 (characteristic curve I), the switch 26 opens again after the initial contact has been made. Therefore, it only comes to short contact when it passes through the path portion of the switching point x2 to reach the jump limit S. If the switching time is significantly reduced or extended, this can be considered as an indicator of wear for pushbutton switch 10. A connected control circuit can make a corresponding evaluation.

Si la característica II se establece de tal manera que la fuerza de conmutación después de pasar a través de la sección de salto S es mayor que la de la característica I de las láminas 19, 21, se aplica un contacto continuo cuando se acciona el interruptor pulsador 10 siempre que se presione el elemento de accionamiento 11.If characteristic II is set in such a way that the switching force after passing through the jump section S is greater than that of characteristic I of the blades 19, 21, a continuous contact is applied when the switch is actuated button 10 whenever the actuating element 11 is pressed.

En todas las realizaciones descritas anteriormente, se puede formar un interruptor en el propio elemento de accionamiento, que usa la disposición de muelle 15 como un contacto de conmutación o es accionado por este último. Preferentemente, cuando se acciona, este conmutador responderá a una fuerza de accionamiento que es mayor que la fuerza mínima requerida para accionar la disposición de interruptor de láminas. Esto da como resultado la operación del conmutador en un orden, donde se aborda primero la disposición de interruptor de láminas y a continuación el conmutador. Si esta secuencia o el intervalo de tiempo resultante de la respuesta del conmutador y la disposición de interruptor de láminas cambian, un circuito de evaluación conectado puede evaluar esto como un indicador de desgaste y emitir una señal correspondiente.In all of the embodiments described above, a switch can be formed in the actuator itself, which uses or is actuated by the spring arrangement 15 as a switching contact. Preferably, when actuated, this switch will respond to an actuating force that is greater than the minimum force required to actuate the reed switch arrangement. This results in operation of the switch in an order, where the reed switch arrangement is first addressed and then the switch. If this sequence or the time interval resulting from the switch response and reed switch arrangement changes, a connected evaluation circuit can evaluate this as an indicator of wear and output a corresponding signal.

En lugar de usar el muelle de flexión como un contacto de conmutación puede proporcionarse en el elemento de accionamiento 11, aproximadamente como en la figura 6 se proporciona el chip 34, una disposición de contacto, que es accionada por la porción central 16 del muelle de flexión o uno conectado a esta parte. El chip 34 puede estar dispuesto en una ubicación distintas a la del elemento de accionamiento.Instead of using the flex spring as a switching contact, the chip 34, a contact arrangement, is provided in the actuation element 11, roughly as in Figure 6, which is actuated by the central portion 16 of the compression spring. flex or one connected to this part. The chip 34 may be arranged in a location other than that of the drive element.

Evidentemente, el diseño inventivo abre una serie de opciones de diseño para una amplia variedad de aplicaciones. Obviously, inventive design opens up a number of design options for a wide variety of applications.

El concepto inventivo abre la posibilidad de acomodar componentes electrónicos adicionales, no solo en el interruptor de láminas 12 sino también en el elemento de accionamiento 11, como se ilustra en la figura 6:The inventive concept opens the possibility of accommodating additional electronic components, not only in the reed switch 12 but also in the actuation element 11, as illustrated in figure 6:

La descripción previa de la estructura y la función se aplica sobre la base de los números de referencia ya introducidos en relación con las figuras 1 a 5 correspondientemente para la realización según la figura 6. La realización de la figura 6 está destinada a ilustrar posibles modificaciones que pueden aplicarse independientemente entre sí en cada una de las realizaciones ya descritas del interruptor pulsador según la invención. Por ejemplo, la lámina protectora 21 se puede omitir si la capa de contacto de conmutación 19 se forma en consecuencia a partir de material de diseño protector ininterrumpido.The previous description of the structure and function is applied on the basis of the reference numbers already entered in connection with Figures 1 to 5 correspondingly for the embodiment according to Figure 6. The embodiment of Figure 6 is intended to illustrate possible modifications that can be applied independently each other in each of the already described embodiments of the push-button switch according to the invention. For example, the protective sheet 21 can be omitted if the switching contact layer 19 is consequently formed from uninterrupted protective design material.

Además, además de o como alternativa a la placa de circuito impreso 29, los componentes electrónicos pueden estar dispuestos en el elemento de accionamiento 11. Dichos componentes electrónicos pueden ser elementos emisores de luz, tales como LED y/u otros componentes, tales como elementos de circuito electrónico integrado 34 con función de procesamiento de información, por ejemplo, se pueden disponer los denominados chips RFID, chips NFC o similares. Como fuente de alimentación pueden servir una o más bobinas secundarias 35, que se acoplan a una bobina primaria 36 alojada, por ejemplo, en la capa de contacto de conmutación 19. La bobina primaria 36 puede estar dispuesta alternativamente en la capa espaciadora 22, la capa de contacto del conmutador 23, la lámina protectora 27 o la placa portadora 28.Furthermore, in addition to or as an alternative to the printed circuit board 29, the electronic components may be arranged in the actuating element 11. Said electronic components may be light emitting elements, such as LEDs and / or other components, such as elements electronic circuit 34 with information processing function, for example, so-called RFID chips, NFC chips or the like can be arranged. One or more secondary coils 35 may be used as the power supply, which are coupled to a primary coil 36 housed, for example, in the switching contact layer 19. The primary coil 36 may alternatively be arranged in the spacer layer 22, the contact layer of the switch 23, the protective sheet 27 or the carrier plate 28.

El interruptor pulsador 10 según la invención tiene una disposición de interruptor de láminas 12 y un elemento de accionamiento 11 que acciona la disposición de interruptor de láminas 12 a través de una disposición de muelle 15 según el principio de «cúpula inversa». Mientras que la periferia exterior de la disposición de muelle 15 está soportada sobre el elemento de accionamiento 11, la porción central 16 de la disposición de muelle es para transmitir la fuerza operativa de conmutación ala disposición de interruptor de láminas 12. Entre este último y la disposición de muelle 15, se puede proporcionar un yunque 33, cuyo material puede coincidir con el desgaste mínimo de la disposición de muelle 15. Preferentemente, el yunque 33 está hecho de un plástico no abrasivo tal como PE, PTFE o similares.The push-button switch 10 according to the invention has a reed switch arrangement 12 and an actuation element 11 that drives the reed switch arrangement 12 through a spring arrangement 15 according to the "reverse dome" principle. While the outer periphery of the spring arrangement 15 is supported on the actuating element 11, the central portion 16 of the spring arrangement is to transmit the operating switching force to the reed switch arrangement 12. Between the latter and the spring arrangement 15, an anvil 33 can be provided, the material of which can match the minimal wear of the spring arrangement 15. Preferably, the anvil 33 is made of a non-abrasive plastic such as PE, PTFE or the like.

Por el principio de «cúpula inversa» existe la posibilidad particularmente ventajosa, tanto en la disposición de la lámina como dentro del elemento de accionamiento móvil 11, de permitir las funciones de conmutación. Como resultado, una realización del interruptor pulsador 10 es posible como un conmutador de seguridad con dos circuitos independientes. Además, se puede lograr con la disposición como una «cúpula inversa», por un lado, una buena retroalimentación táctil y, por otro lado, un contacto al mismo tiempo con buena protección del conmutador 26 colocado en un espacio cerrado herméticamente. Además, se proporciona espacio adicional para los componentes eléctricos y electrónicos 36 en las inmediaciones del conmutador 26, por lo que el elemento de accionamiento 11 puede recibir funcionalidad adicional, por ejemplo, en términos de intercambio de datos NFC o señalización óptica. El conmutador en cúpula se puede integrar directamente en el circuito oscilante de la etiqueta NFC o RFID. Los contactos de conmutación para activar/desactivar las etiquetas NFC o RFID (interruptores en cúpula) pueden disponerse en el lado del elemento de accionamiento que está alejado del operador y usar el muelle de flexión 16 como contacto de conmutación. Al accionar el elemento de accionamiento 11, los contactos se cierran a través de la cúpula y la etiqueta se activa para que un lector la detecte.Due to the "reverse dome" principle, there is a particularly advantageous possibility, both in the arrangement of the sheet and inside the movable drive element 11, to allow the switching functions. As a result, one embodiment of the push switch 10 is possible as a safety switch with two independent circuits. Furthermore, with the arrangement as a "reverse dome", on the one hand, good tactile feedback and, on the other hand, a contact at the same time with good protection of the switch 26 placed in a hermetically sealed space can be achieved. Furthermore, additional space is provided for the electrical and electronic components 36 in the vicinity of the switch 26, whereby the drive element 11 may receive additional functionality, for example in terms of NFC data exchange or optical signaling. The dome switch can be directly integrated into the NFC or RFID tag wobble circuit. The switching contacts for activating / deactivating the NFC or RFID tags (dome switches) can be arranged on the side of the actuation element that is remote from the operator and use the flex spring 16 as the switching contact. By actuating the drive element 11, the contacts are closed through the dome and the tag is activated for a reader to detect.

Referencias:References:

Claims

1. Push button switch (10), in particular for use on keyboards,

with a reed switch arrangement (12), having a contact support layer (23) having at least one contact (24, 25) and a switching contact layer (19) having at least one contact closing (20) and that are arranged at a distance from each other,

with an exposed actuating element (11) for manual actuation,

with a spring arrangement (15) which is arranged between the actuating element (11) and the reed switch arrangement (12) and which is arranged on the one hand on the actuating element (11) and on the other hand on the reed switch arrangement (12),

characterized in that the spring arrangement (15) is a flex spring (15a) that rests on at least two separate locations on the actuating element (11), and

because the flex spring (15a) has a central section (16) that is in contact with the arrangement of the reed switch (12).

2. Push-button switch according to claim 1, characterized in that it extends from the arms (17, 18) of the central portion (16) to the actuation element (11).

Push-button switch according to one of the preceding claims, characterized in that the switching contact layer (19) is elastically designed to overcome a switching path from a rest position to a contact position and to remain in the inactive position when it is not working.

Push-button switch according to claim 3, characterized in that the spring force of the switching contact layer (19) is less than that of the spring arrangement (15) to actuate the applied force of the reed switch arrangement ( 12).

5. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the spring arrangement (15) has a non-linear characteristic (II).

6. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the spring arrangement (15) has a characteristic (II) with a discontinuity (S) or a point (B), where the spring characteristic (II) has a portion descendant.

7. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the actuating element (11) is associated with a travel limiting means (13).

8. Push-button switch according to claims 6 and 7, characterized in that the discontinuity (S) or the descending portion (B) are arranged within the fixed travel range of the travel limiting element (13) of the actuating element (11).

9. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the reed switch arrangement (12) has on its side facing the actuation element (11) a continuous film (21) formed continuously without interruption.

10. Push switch according to any of the preceding claims, characterized in that the reed switch arrangement (12) contains a rigid base plate (28).

11. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the reed switch arrangement (12) contains lighting elements (30, 31).

12. Push-button switch according to any of the preceding claims, characterized in that the actuation element (11) contains an electronic circuit (34, 35).

13. Push-button switch according to claim 12, characterized in that the reed switch arrangement (12) comprises a circuit arrangement (36) for the wireless power supply of the electronic circuit (34, 35) arranged in the actuating element (11 ).

14. Push-button switch according to claim 13, characterized in that the circuit arrangement (36) for the wireless power supply of the electronic circuit (34, 35) arranged in the actuating element (11) is arranged in the switching contact layer (19) or the contact carrier layer (23).