SE440567B

SE440567B - Pushbutton stellare

Info

Publication number: SE440567B
Application number: SE8000792A
Authority: SE
Inventors: G V Lenaerts; R Perks; P J Dudley
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1980-01-31
Publication date: 1985-08-05
Also published as: IT8019650A0; DE3003715A1; NO153197B; JPS55124914A; IT1193911B; GB2043352A; NO153197C; FR2448218B1; GB2043352B; FR2448218A1; CA1100165A; SE8000792L; BE881507A; NO800228L

Description

8000792-5 Fig. 1 är en sprängd perspektivvy, som visar en tryckknappssats för telefonapparater. Det ena kretskortet har ersatts. 8000792-5 Fig. 1 is an exploded perspective view showing one push button set for telephones. One circuit board has been replaced.

Fig. 2 visar baksidan av det kvarvarande kretskortet med där anbragta elektriska komponenter.Fig. 2 shows the back of the remaining circuit board with electrical components mounted there.

Fig. 3 är en sprängd perspektivvy, som motsvarar fig. 1 men skiljer sig från denna genom att båda kretskorten er- satts. ' Fig. 4 motsvarar fig. 2 men hänför sig till utförings- formen enligt fig. 3.Fig. 3 is an exploded perspective view corresponding to Figs. 1 but differs from this in that both circuit boards satts. ' Fig. 4 corresponds to Fig. 2 but relates to the embodiment the mold according to Fig. 3.

Fig. 5 är en sprängd perspektivvy, som visar den porslinsöverdragna stâlskivans baksida enligt en alternativ utföringsform.Fig. 5 is an exploded perspective view showing it porcelain-coated steel plate back according to an alternative embodiment.

Fig. 6 är en sprängd perspektivvy, som visar en en- radig knappsats för exempelvis en telefonapparat.Fig. 6 is an exploded perspective view showing a row keypad for, for example, a telephone set.

Fig. 7 visar en längdsektion genom ytterligare en knappsats.Fig. 7 shows a longitudinal section through another keypad.

Fig. 8 visar i planvy ett kontaktorgan, som ingår i knappsatsen enligt fig. 7.Fig. 8 shows in plan view a contact member, which is included in the keypad according to Fig. 7.

Fig. 9 visar i planvy en porslinšöverdragen stålskiva, som har kretsar, avsedda att samverka med kontaktorganet i fig. 8.Fig. 9 shows in plan view a porcelain-coated steel plate, having circuits designed to cooperate with the contactor in Fig. 8.

' Den i fig. 1 illustrerade knappsatsen innefattar en plastram 10 med ett flertal radvis ordnade öppningar 11.The keypad illustrated in Fig. 1 comprises a plastic frame 10 with a plurality of rows 11 arranged in a row.

Vid tvâ varandra motbelägna sidokanter av ramen 10 finns en fläns 12, som i detta fall är gjuten i ett stycke med ramen men också kan utgöras av en separat detalj. Flänsarna 12 utgör fäst- eller monteringsorgan för knappsatsen.At two opposite side edges of the frame 10 there is one flange 12, which in this case is cast in one piece with the frame but can also consist of a separate detail. The flanges 12 constitutes fastening or mounting means for the keypad.

Närmast under ramen och i direkt anliggning med dennas undersida befinner sig en gjuten tryckknappsenhet 13. Denna 8000792-5 3 består av en plan skiva 14 med ett flertal tryckknappar eller tangenter l5. Dessa är fyrkantiga och vid tre sidor 16 fria från skivan, medan de vid den fjärde sidan 17 är ledbart för- bundna med denna. Tryckknapparna 15 sträcker sig upp genom ramen l0 med en tryckknapp genom vart och ett av dennas hål ll.Closest under the frame and in direct contact with it underside is a molded pushbutton assembly 13. This 8000792-5 3 consists of a flat disc 14 with a plurality of pushbuttons or keys l5. These are square and at three sides 16 free from the disc, while at the fourth side 17 they are articulated bound with this. Pushbuttons 15 extend up through frame l0 with a push button through each of its holes ll.

Under tryckknappsenheten 13 befinner sig ett tunt, böjligt membran 18 och under detta en fjäderkontaktenhet 19.Below the pushbutton unit 13 is a thin, flexible diaphragm 18 and below this a spring contact unit 19.

Denna består enligt fig. l av en stöddel 20 med ett flertal öppningar 2l, anordnade radvis i motsvarighet till öppningarna ll i ramen 10. Delen 20 uppbär ett antal fjäderkontaktorgan 22, vilka enligt det illustrerade utföringsexemplet utgörs av tre kontaktfjäderremsor 23, motsvarande knappsatsens 3 rader av knappar l5. En fjäderkontakt 22 befinner sig ovanför varje öppning 21 och under varje tryckknapp 15. Remsorna kvarhålls genom att de vilar i grunda fördjupningar 24 och genom att deras ändar är införda i slitsar i plattan 25.This consists according to Fig. 1 of a support part 20 with a plurality openings 21, arranged in rows corresponding to the openings 11 in the frame 10. The part 20 carries a number of spring contact means 22, which according to the illustrated embodiment consist of three contact spring strips 23, corresponding to the 3 rows of the keypad of buttons l5. A spring contact 22 is located above each opening 21 and under each pushbutton 15. The strips are retained by resting in shallow depressions 24 and by their ends are inserted into slots in the plate 25.

Fjäderkontakterna kan vara av den typ som finns be- skriven i US 4 029 916, dvs. de arbetar med snäppverkan vid nedtryckning av deras centrala delar med hjälp av en tryck- knapp l5. Härvid kommer kontaktdelarna 27 i direkt beröring med ett kontaktområde hosdenunderliggande kretsen.The spring contacts can be of the type available written in US 4,029,916, i.e. they work with snap action at depression of their central parts by means of a pressure button l5. In this case, the contact parts 27 come into direct contact with a contact area in the underlying circuit.

Under delen 19 befinner sig en stålskiva 30, vilken åtminstone på sin ovansida är överdragen med porslin. Kontakt- kretsar 31 har anordnats på porslinsytan, exempelvis genom tjockfilmsteknik, så att ytan tjänstgör såsom ett kretskort med ett flertal olika kontaktpositioner, var och en med flera kontaktomrâden. Enligt ett sådant appliceringsför- farande anbringas en silverhaltig fritta på porslinsytan, vilket kan ske enligt tjockfilmsmetoden eller genom för- ångning. Härefter sker upphettning för bildning av krets- mönstret. Man kan också genom elektrisk förångning avsätta en fritta på stålskivan och därefter upphetta. Sedan utbildas kretsmönstret, varefter förnyad upphettning äger rum.Below the part 19 is a steel plate 30, which at least on its upper side is coated with porcelain. Plug- circuits 31 have been arranged on the porcelain surface, for example by thick film technology, so that the surface serves as a circuit board with a number of different contact positions, each with several contact areas. According to such an application a silver-containing frit is applied to the porcelain surface, which can be done according to the thick film method or by steaming. Thereafter, heating takes place to form the circuit. the pattern. You can also deposit by electric evaporation a fry on the steel plate and then heat. Then trained the circuit pattern, after which renewed heating takes place.

Innan kretsmönstret utbildas enligt ovan, har stål- skivan försetts med erforderliga hål 32. Dessa kan ha till soon792-5 4 :uppgift att hålla knappsatsens olika delar i rätta relativ- lägen samt att tjänstgöra som passager för tappar, skruvar, nitar eller liknande fästorgan. För att vid anbringningen av porslinsskiktet detta inte skall bilda vallar runt öppningar- na, är dessas mynningskanter försänkta.Before the circuit pattern is trained as above, the steel the disc is provided with the required holes 32. These may have to soon792-5 4 : task of keeping the different parts of the keypad in the right relative positions and to serve as passages for pins, screws, rivets or similar fasteners. In order to apply porcelain layer this should not form embankments around the opening na, their mouth edges are recessed.

Under skivan 30 befinner sig ett konventionellt krets- kort 35. Detta består av glasfiberarmerad plast med ett krets- mönster 36 på ovansidan. För erhållande av större överskådlig- het har på ritningen endast en del av kretsmönstret medtagits.Below the disk 30 is a conventional circuit card 35. This consists of fiberglass-reinforced plastic with a circuit pattern 36 on the top. In order to obtain greater clarity only a part of the circuit pattern has been included in the drawing.

I kretsen ingår särskilda lödzoner 37, vid vilka fastlöds anslutningstrådar till komponenter, som monteras på kortets undersida. Denna har visats i fig. 2 med några sådana kompo- nenter 38 utritade.The circuit includes special soldering zones 37, at which soldered connecting wires to components, which are mounted on the card underside. This has been shown in Fig. 2 with some such components. nenter 38 drawn.

Ramen l0 förses lämpligen på sin undersida med små cylindriska tappar, vilka genomgår hål 40 i knappenheten 13, membranet 18 och kontaktenheten 20 samt hål 32 i skivan 30 och hål 40 i kretskortet 35. På skivans 30 undersida finns ett isolerande lager, vilket vanligen består av porslin liksom skiktet på ovansidan men även kan vara utfört i något annat material. Alternativt kan mot undersidan anbringas ett separat organ, exempelvis av samma typ som membranet l8. Härigenom förhindras galvanisk kontakt mellan kretskortet 35 och skivans 30 undersida.The frame 10 is suitably provided on its underside with small ones cylindrical pins, which pass through holes 40 in the button unit 13, the diaphragm 18 and the contact unit 20 and holes 32 in the disc 30 and hole 40 in the circuit board 35. On the underside of the disc 30 there is one insulating layer, which usually consists of porcelain as well the layer on the top but can also be made in something else material. Alternatively, a separate one can be applied to the underside means, for example of the same type as the membrane 18. Hereby galvanic contact between the circuit board 35 and the underside of the disc 30.

Sedan montering skett, kan tapparna bringas att smälta vid sina fria ändar, så att de liksom nitskallar sam- manhåller knappsatsens olika delar. Montering av denna i en telefon eller annan apparat sker vanligen med hjälp av fäst- flänsarna 12. 7 Fig. l och 2 illustrerar vad som kan uppfattas som ett första steg i utnyttjandet av uppfinningstanken, näm- ligen att ersätta den annars använda metalliska stödskivan med den porslinsöverdragna stålskivan 30, vilken både tjänst- gör såsom kretskort och ger erforderlig mekanisk stabilitet.After assembly, the pins can be brought to melt at their free ends, so that they, like rivets, coalesce hold the different parts of the keypad. Assembly of this in one telephone or other device is usually done with the help of the flanges 12. 7 Figs. 1 and 2 illustrate what can be perceived as a first step in the utilization of the inventive concept, namely to replace the otherwise used metallic support plate with the porcelain-coated steel plate 30, which both serves acts as circuit boards and provides the required mechanical stability.

Den ersätter således både en separat stödplatta av metall och ett särskilt kretskort. Detta ger en tvåfaldig kostnads- sänkning, dels elimineras behovet av metallstödplattan, dels blir kretskortet billigare. 8000792-5 5 Fig. 3 och 4 illustrerar nästa steg vid utövning av uppfinningen, nämligen att man även ersätter det andra krets- kortet - i fig. l och 2 betecknat 35. Anordningen i fig. 3 överensstämmer med den i fig. l visade vad beträffar ramen 10, tryckknappsenheten l3, membranet l8 och fjäderkontakt- enheten 19.It thus replaces both a separate metal support plate and a special circuit board. This results in a double cost lowering, partly eliminating the need for the metal support plate, partly the circuit board becomes cheaper. 8000792-5 5 Figs. 3 and 4 illustrate the next step in practicing invention, namely that it also replaces the second circuit the card - in Figs. 1 and 2 designated 35. The device in Fig. 3 corresponds to that shown in Fig. 1 with respect to the frame 10, the pushbutton unit 13, the diaphragm 18 and the spring contact the unit 19.

Anordningen enligt fig. 2 har alltså en ram 10 med öppningar ll och fästflänsar 12. Under ramen befinner sig en knappenhet l3, bestående av en plan skiva l4 med tryckknappar 15. Därefter följer membranet 18 och sedan fjäderkontakt- enheten 19 med en stöddel 20 och fjäderkontaktorgan 22. Slut- ligen kommerdenporslinsöverdragna stålskivan 30.The device according to Fig. 2 thus has a frame 10 with it openings 11 and mounting flanges 12. Under the frame there is a button unit l3, consisting of a flat disc l4 with push buttons 15. Then follows the diaphragm 18 and then the spring contact unit 19 with a support part 20 and spring contact means 22. The porcelain-coated steel plate 30.

Såsom framgår av fig. 4, har enligt denna utförings- form den porslinsbelagda stålskivan 30 en tryckt krets även på sin undersida. Porslinsskiktet täcker alltså här stål- skivans båda sidor. Kretsarna på undersidan kan åstadkommas på samma sätt som ovan beskrivits. Beteckningen 51 avser an- slutna komponenter.As can be seen from Fig. 4, according to this embodiment, the porcelain coated steel plate 30 also forms a printed circuit on its underside. The porcelain layer thus covers the steel both sides of the disc. The circuits on the underside can be created in the same way as described above. The designation 51 refers to closed components.

Fig. 5 illustrerar en modifikation av utföringsformen enligt fig. 3 och 4, hos vilken konventionella elektriska och elektroniska komponenter ersatts av hybridkretsar 55 och 56. Härigenom blir hela anordningen ännu mer kompakt. Kretsarna 50 kan åstadkommas på samma sätt som ovan beskrivits eller också exempelvis genom fotolitografisk etsning.Fig. 5 illustrates a modification of the embodiment according to Figs. 3 and 4, in which conventional electrical and electronic components replaced by hybrid circuits 55 and 56. This makes the whole device even more compact. The circuits 50 can be accomplished in the same manner as described above or also for example by photolithographic etching.

De två kretskorten 30 och 35 enligt fig. l och 2 samt de två sidorna av kretskortet 30 enligt fig. 3, 4 och 5 måste naturligtvis förbindas med varandra. vid utföringsformen enligt fig. l och 2 kan en sådan förbindelse mellan kretskorten 30 och 35 åstadkommas exempelvis med hjälp av ett band eller en remsa, vars ena ände ansluts till kontaktområden 60 på kortet 30, medan den andra änden ansluts till kontaktomrâden 61 på kortet 35. vid utföringsformen enligt fig. 3, 4 och 5 kan kors- koppling eller mellankoppling åstadkomms med hjälp av kontakt- banor rakt genom den porslinsbelagda stålskivan, som härvid har försetts med hål innan porslinsskiktet anbringats. Pors- linet kommer då att även täcka hålens innerväggar och en 8000792-5 6 kretsdel av upphettad metall kan fås att passera genom ett sådant hål genom att en sugverkan utövas på skivans motsatta sida. För att säkerställa goda sådana förbindelser kan proce- duren upprepas även från skivans motsatta sida. I Kretskortet 30 kan enligt samtliga utföringsformer an- slutas till andra komponenter i apparaten med hjälp av en böjlig ledning, exempelvis ledningen 62 i fig. 5.The two circuit boards 30 and 35 according to Figs. 1 and 2 and the two sides of the circuit board 30 of Figs. 3, 4 and 5 must of course connected to each other. in the embodiment according to Figs. 1 and 2, one can connection between the circuit boards 30 and 35 is provided, for example by means of a band or strip, one end of which is connected contact areas 60 on the card 30, while the other end is connected to contact areas 61 on the card 35. in the embodiment according to Figs. 3, 4 and 5, coupling or interconnection is achieved by means of contact paths straight through the porcelain-coated steel plate, as in this case has been provided with holes before the porcelain layer is applied. Pors- the linen will then also cover the inner walls of the holes and one 8000792-5 6 circuit part of heated metal can be made to pass through a such a hole by applying a suction effect to the opposite of the disc page. In order to ensure good such connections, the procedure is also repeated from the opposite side of the disc. IN The circuit board 30 can, according to all embodiments, be used connect to other components of the device using a flexible conduit, for example conduit 62 in Fig. 5.

Uppfinningen kan förutom på konventionella knapp- strömställare enligt fig. l-5 även tillämpas på knappsatser av annan typ. En sådan alternativ tillämpning har illustrerats i fig. 6.In addition to conventional buttons, the invention can switches according to Figs. 1-5 are also applied to keypads of another type. Such an alternative application has been illustrated in Fig. 6.

Den viktigaste skillnaden mellan å ena sidan fig. 6 och å andra sidan fig. l-5 avser knappsatsens form. I fig. 6 är ramen 10 långsträckt med en enda rad av öppningar ll. Under denna ram befinner sig en knappenhet l3 med knappar l5. Sedan följer ett tunt, böjligt membran 18, därpå fjäderkontaktenheten 19, innefattande en remsa med kontaktorgan 22, och en stödremsa 20. Underst befinner sig ett långsträckt kretskort 30.The main difference between, on the one hand, Fig. 6 and on the other hand, Figures 1-5 refer to the shape of the keypad. In Fig. 6 is frame 10 elongated with a single row of openings 11. During this frame is a button unit l3 with buttons l5. Then follows a thin, flexible diaphragm 18, then the spring contact unit 19, comprising a strip with contact means 22, and a support strip 20. At the bottom is an elongated circuit board 30.

Vid utföringsformen enligt fig. 6 kan kretskortet 30 vara utfört på samma sätt som enligt fig. 3 och 5, dvs. ha tryckta kretsar på sina båda sidor. Vidare kan hybridkomponenter ingå såsom i fig. 5. Alternativt kan anordningen i fig. 6 ut- föras enligt fig. l och 2, dvs. den porslinsbelagda stålskivan 30 har endast kretsar 31 på sin ena sida, varvid övriga kretsar samt tillhörande elektroniskalomponenter befinner sig på ett separat andra kretskort. Även enligt fig. 6 kan knappsatsen på ovan beskrivet sätt anses bestå av olika våningar eller skikt, som samman- hålls av skruvar, vilka passerar genom hål 65. Dessa skruvar kan även tjänstgöra såsom fästskruvar för hela anordningen.In the embodiment according to Fig. 6, the circuit board 30 be made in the same way as according to Figs. 3 and 5, i.e. have printed circuits on both sides. Furthermore, hybrid components can included as in Fig. 5. Alternatively, the device in Fig. 6 can be carried according to Figs. 1 and 2, i.e. the porcelain-coated steel plate 30 has only circuits 31 on one side, the other circuits and associated electronic components are located on one separately other circuit boards. Also according to Fig. 6, the keypad can be described above are considered to consist of different floors or layers, which held by screws, which pass through holes 65. These screws can also serve as mounting screws for the entire device.

Alternativt kanandranmnteringsorgan anordnas eller de olika skikten sammanhâllas av tappar, som skjuter ut från ramens 10 undersida enligt fig. l, 2, 3 och 4.Alternatively, the can mounting means are arranged or the different ones the layers are held together by pins projecting from the frame 10 underside according to Figs. 1, 2, 3 and 4.

Hos den i fig. 7, 8 och 9 visade knappsatsen har fjäderkontaktenheten 19 enligt fig. l-6 ersatts av ett böjligt, elektriskt isolerande kontaktorgan med ett flertal upphöj- ningar. Med 70 har betecknats en porslinsöverdragen stålskiva motsvarande den ovannämnda skivan 30. Vidare finns ett 8000792-5 7 elektriskt isolerande skikt 71, det böjliga kontaktorganet 72 samt en genom gjutning framställd knappenhet 73. Det böjliga kontaktorganet har upphöjningar 74, ordnade i rader. Upphöj- ningarns konkava ytor är metallbelagda, såsom visats vid 75, och anslutna till kretsdelar 76.In the keypad shown in Figs. 7, 8 and 9 has the spring contact unit 19 according to Figs. 1-6 is replaced by a flexible, electrically insulating contact means with a plurality of elevations nings. A porcelain-coated steel plate has been designated 70 corresponding to the above-mentioned disc 30. Furthermore, there is one 8000792-5 7 electrically insulating layer 71, the flexible contact member 72 and a button unit made by casting 73. The flexible the contact member has elevations 74, arranged in rows. Elevation the concave surfaces of the rings are metal coated, as shown at 75, and connected to circuit parts 76.

Upphöjningarnas konkava ytor är vända mot krets- delen, som har ett kretsmönster 77. Detta bildar ett flertal kontaktytor 78, en för varje upphöjning 74. Kontaktytorna är förbundna med varandra via ledare 79, vilka vid 80 sträcker sig till kretskortets ena kant i och för anslutning till andra elektriska och elektroniska komponenter. Vidare finns ledare 81 för anslutning till ledarna 76 på kretskortet.The concave surfaces of the ridges face the circular the part, which has a circuit pattern 77. This forms a plurality contact surfaces 78, one for each elevation 74. The contact surfaces are connected to each other via conductors 79, which at 80 extend to one edge of the circuit board in connection with other electrical and electronic components. Furthermore, there are conductor 81 for connection to the conductors 76 on the circuit board.

Elektrisk förbindelse mellan ledarna 76 och 81 kan åstad- kommas genom att anordningen sammanhålls av metallstift, som då får passera genom ledarna 76 och 81. De sistnämnda kan även vara anslutna till yttre komponenter, exempelvis monterade på delens 72 baksida.Electrical connection between conductors 76 and 81 can provide by holding the device together by metal pins, which then may pass through conductors 76 and 81. The latter may also be connected to external components, for example mounted on part 72 back.

Tryckknappsenheten 73 innefattar ett flertal radvis anordnade, uppâtriktade tryckknappar 85. De är gjutna i ett stycke med delen 73 men är fria från denna vid tre sidokanter, medan de vid den fjärde är anslutna till nyssnämnda del via en tunn materialbrygga 86, vilken tjänstgör som ett gångjärn. Under varje tryckknapp 85 befinner sig ett utsprång 87, som anligger mot en av förhöjningarna 74. När en knapp 85 trycks ned, de- formeras tillhörande upphöjning, så att denna med snäppverkan kommer i beröring med en kontaktyta på kretskortet. Tappar 88 sträcker sig från delen 73 ned genom hål 89 i kretskortet.The push button assembly 73 includes a plurality of rows arranged, upright pushbuttons 85. They are cast in one piece with part 73 but are free from it at three side edges, while at the fourth they are connected to the just mentioned part via a thin material bridge 86, which serves as a hinge. During each pushbutton 85 has a projection 87 which abuts against one of the elevations 74. When a button 85 is pressed, formed associated elevation, so that this with snap action comes into contact with a contact surface on the circuit board. Tappar 88 extends from the portion 73 down through hole 89 in the circuit board.

En enligt uppfinningen utförd knappsats behöver ej vara ha den konfiguration som är visad på ritningen utan den kan också vara mycket större, varvid tryckknapparna kan vara an- ordnade i ett stort antal rader eller på annat sätt. Utmärkande för knappsatsen är att den har låg tillverkningskostnad samt är mekaniskt stabil och hållfast. Enligt uppfinningen utförda knappsatser kan användas i telefonapparater och annan tele- kommunikationsutrustning, i dataterminaler, i elektroniska räkneapparater och dylikt.A keypad made according to the invention need not be have the configuration shown in the drawing without it can can also be much larger, whereby the pushbuttons can be used arranged in a large number of rows or otherwise. Distinctive for the keypad is that it has low manufacturing cost as well is mechanically stable and strong. Performed according to the invention keypads can be used in telephones and other telephones communication equipment, in computer terminals, in electronic calculators and the like.

Claims

80ÛOT9Z ~ 5 Patentkrav

Pushbutton switch, comprising a pushbutton unit (13; 73) with a plurality of pushbuttons (15; 85), arranged to act on a spring contact means (22) supported by a body (20), which cooperate with contact circuits (31) on a plate (30) arranged next to the body, characterized in that the plate (30) consists of steel and is coated on at least one side with a porcelain layer with contact circuits (31; 77) arranged therein, so that it serves both as a mechanical support and as a circuit board.

Switch according to claim 1, characterized in that it is designed as a keypad on a telephone set.