WO2002007177A1 - Schalteinrichtung für ein elektrisches gerät - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a switching device for an electrical device with a longitudinally displaceable push button provided for depressing, with an elastic switching mat delimiting an area with electrical contacts kept at a distance from one another and with a protective element against electrostatic discharge, the switching element being used for connection to a mass part of the electrical device is provided.
  • the protective element is designed as a sheet arranged in front of the safety mat.
  • the sheet has a recess in the area of the button.
  • voltages of up to 25 kV can arise, which are derived from the sheet into the mass of the electrical device. This prevents damage to electronic components of the electrical device.
  • a disadvantage of the known switching device is that the sheet metal is a very cost-intensive component to be manufactured and assembled.
  • the invention is based on the problem of designing a switching device of the type mentioned at the outset in such a way that it can be produced particularly cost-effectively.
  • This problem is solved according to the invention in that the protective element has an electrically conductive layer arranged on the side of the switch mat facing the button.
  • the protective element By installing the protective element on the safety mat, protection against electrostatic discharge is automatically generated when the safety mat is installed. This eliminates the separate assembly of the protective element. Furthermore, the layer can be applied in a particularly cost-effective manner in comparison to the sheet metal part in the manufacture of the switch mat. As a result, the switching device according to the invention is particularly cost-effective. Another advantage of the invention is that the protective element requires a particularly small amount of space.
  • the electrically conductive layer has conductive lacquer or contact ink.
  • a conductive lacquer or such contact ink is mostly used as a contact within the switch mats and contains particles with an intended electrical conductivity, such as graphite.
  • the electrically conductive layer for example, like the sheet metal of the known protective element, could have a very low electrical resistance. However, this leads to the fact that the electrical discharge is associated with a noticeable electric shock for the user of the switching device according to the invention. According to another advantageous development of the invention, an electric shock that is perceptible to the user can be avoided if the electrically conductive one Layer has a high electrical resistance compared to metal.
  • an electrostatic discharge is discharged particularly reliably if the pushbutton has an electrically conductive layer in at least one partial area.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a switching device according to the invention
  • Fig. A sectional view through an inventive switching device having lighting.
  • FIG. 1 shows a switching device 1 with a pushbutton 2 that is longitudinally displaceable in a diaphragm.
  • the switching device 1 is a single switching device that is used side by side in a keyboard for a computer or an entertainment device. To simplify the drawing, a partial area of a wall is shown from an earthed housing 3 of the keyboard or entertainment device.
  • the switching device 1 has an aperture 4 and a circuit board 5 arranged at a distance from the aperture 4. Electrical contacts 6 and a switching mat 7 with a further electrical contact 8 are arranged on the circuit board 5.
  • the contacts 8 of the switch mat 7 and the circuit board 5 face each other.
  • the switch mat 7 is made of a rubber-elastic material. Tigt and biased in the position shown, in which the contacts 6, 8 are spaced apart. As a result, the button 2 is held in the position shown.
  • the switching mat 7 When the button 2 is depressed, the switching mat 7 is deformed and its contact 8 is moved against the contacts 6 of the printed circuit board 5. Furthermore, electronic components 9 are arranged on the printed circuit board 5, which monitor the bridging of the contacts 6, 8 and generate an electronic signal. The electronic components 9 are also arranged below the switch mat 7.
  • the switch mat 7 On its side facing the button 2, the switch mat 7 has a protective element 10 with an electrically conductive layer 11.
  • the electrically conductive layer 11 is in the form of a conductive lacquer or a contact ink, such as is used for the electrical contact 8 arranged on the switch mat 7, educated. Furthermore, the electrically conductive layer 11 is connected to the housing 3 via a metal spring 12. An electrostatic discharge generated when the button 2 is touched reaches the electrically conductive layer 11 and is dissipated from there into the housing 3.
  • FIG. 2 shows a switching device 13 in which a button 14 and a switching mat 15 have a recess 16.
  • a light source 17 designed as an LED is arranged in the region of the recess 16.
  • the button 14 can thereby be illuminated.
  • the switch mat 15 has an electrically conductive layer 18.
  • a portion of the button 14 also has an electrically conductive layer 19.
  • the electrically conductive layers together form a protective element 20 for dissipating an electrostatic charge. Electrostatic discharge is carried out as with the switching device device 1 derived from Figure 1. Otherwise, the switching device 13 is essentially designed like that from FIG. 1.
  • the button is made of an electrically conductive material or is coated with an electrically conductive material. A direct electrical connection of this conductive material to the switch mat is not necessary if the gap existing between the switch mat and the conductive material is made sufficiently small.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Eine Schalteinrichtung (1) für ein elektrisches Gerät hat eine auf einer Schaltmatte (7) angeordnete elektrisch leitfähige Schicht (11). Eine auf einen Taster (2) übertragene elektrostatische Entladung wird von der elektrisch leitfähigen Schicht (11) in ein Gehäuse (3) des elektrischen Gerätes abgeleitet. Die elektrisch leitfähige Schicht (11) lässt sich besonders kostengünstig fertigen.

Description

Schalteinrichtung für ein elektrisches Gerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für ein elektrisches Gerät mit einem längsverschieblich geführten, zum Niederdrücken vorgesehenen Taster, mit einer elastischen, einen Bereich mit auf Abstand zueinander gehaltenen elektrischen Kontakten begrenzende Schalt- matte und mit einem Schutzelement vor elektrostatischer Entladung, wobei das Schaltelement zur Verbindung mit einem Masseteil des elektrischen Gerätes vorgesehen ist.
Solche Schalteinrichtungen werden insbesondere bei Tastaturen für Computer oder Geräte der Unterhaltungsindustrie häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Das Schutzelement ist dabei als vor der Schaltmatte angeordnetes Blech gestaltet. Im Bereich des Tasters hat das Blech eine Ausnehmung. Bei einer elektrostatischen Aufladung des Benutzers können Spannungen von bis zu 25 kV entstehen, die von dem Blech in die Masse des elektrischen Gerätes abgeleitet werden. Hierdurch wird eine Beschädigung von elektronischen Bauteilen des elektrischen Gerätes verhindert.
Nachteilig bei der bekannten Schalteinrichtung ist, dass das Blech ein sehr kostenintensiv zu fertigendes und zu montierendes Bauteil ist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Schalt- einrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie besonders kostengünstig zu fertigen ist. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schutzelement eine auf der dem Taster zugewandten Seite der Schaltmatte angeordnete elektrisch leitfähige Schicht aufweist.
Durch die Aufbringung des Schutzelementes auf der Schaltmatte wird der Schutz gegen elektrostatische Entladung bei der Montage der Schaltmatte automatisch erzeugt. Hierdurch entfällt die separate Montage des Schutzelementes. Weiterhin lässt sich die Schicht im Vergleich zu dem Blechteil besonders kostengünstig bei der Fertigung der Schaltmatte aufbringen. Hierdurch gestaltet sich die erfindungsgemäße Schalteinrichtung besonders kostengünstig. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Schutzelement einen besonders geringen Bauraum erfordert .
Zur weiteren Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung trägt es bei, wenn die elektrisch leitfähige Schicht leitfähigen Lack oder Kontakttinte aufweist. Solch ein leitfähiger Lack oder solche Kontakttinte wird meist innerhalb der Schaltmatten als Kontakt verwendet und enthält Partikel mit einer vorgesehenen elektrischen Leitfähigkeit, wie beispielsweise Graphit.
Die elektrisch leitfähige Schicht könnte beispielsweise wie das Blech des bekannten Schutzelementes einen sehr geringen elektrischen Widerstand haben. Dies führt jedoch dazu, dass die elektrische Entladung für den Benutzer der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung mit einem spürbaren elektrischen Schlag verbunden ist. Ein für den Benutzer spürbarer elektrischer Schlag lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vermeiden, wenn die elektrisch leitfähige Schicht einen im Vergleich zu Metall hohen elektrischen Widerstand hat .
Eine elektrostatische Entladung wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders zuverlässig abgeleitet, wenn der Taster in zumindest einem Teilbereich eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist .
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig.l eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung,
Fig. eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße, eine Beleuchtung aufweisende Schalteinrichtung.
Figur 1 zeigt eine Schalteinrichtung 1 mit einem in einer Blende längsverschieblich geführten Taster 2. Die Schalteinrichtung 1 ist ein einzelnes von vielen nebeneinander in einer Tastatur für einen Computer oder ein Unterhaltungsgerät eingesetzte Schalteinrichtungen. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist von einem geerdeten Gehäuse 3 der Tastatur oder des Unterhaltungsgerätes ein Teilbereich einer Wandung dargestellt . Die Schalteinrichtung 1 hat eine Blende 4 und eine mit Abstand zur der Blende 4 angeordnete Leiterplatte 5. Auf der Leiterplatte 5 sind elektrische Kontakte 6 und eine Schaltmatte 7 mit einem weiteren elektrischen Kontakt 8 angeordnet . Die Kontakte 8 der Schaltmatte 7 und der Leiterplatte 5 stehen einander gegenüber. Die Schaltmatte 7 ist aus einem gummielastischen Material gefer- tigt und in der eingezeichneten Stellung, in der die Kontakte 6, 8 voneinander beabstandet sind, vorgespannt. Hierdurch wird gleichzeitig der Taster 2 in seiner eingezeichneten Stellung gehalten.
Bei einem Niederdrücken des Tasters 2 wird die Schalt- matte 7 verformt und ihr Kontakt 8 gegen die Kontakte 6 der Leiterplatte 5 bewegt. Weiterhin sind auf der Leiterplatte 5 elektronische Bauteile 9 angeordnet, die das Überbrücken der Kontakte 6, 8 überwachen und ein elektronisches Signal erzeugen. Die elektronischen Bauteile 9 sind ebenfalls unterhalb der Schaltmatte 7 angeordnet . Auf ihrer dem Taster 2 zugewandten Seite hat die Schaltmatte 7 ein Schutzelement 10 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 11. Die elektrisch leitfähige Schicht 11 ist als leitfähiger Lack oder als Kontakttinte, wie sie beispielsweise für den auf der Schaltmatte 7 angeordneten elektrischen Kontakt 8 verwendet wird, ausgebildet. Weiterhin ist die elektrisch leitfähige Schicht 11 über eine Metallfeder 12 mit dem Gehäuse 3 verbunden. Eine bei Berührung des Tasters 2 erzeugte elektrostatische Entladung gelangt bis zu der elektrisch leitfähigen Schicht 11 und wird von dort aus in das Gehäuse 3 abgeleitet.
Figur 2 zeigt eine Schalteinrichtung 13 , bei der ein Taster 14 und eine Schaltmatte 15 eine Ausnehmung 16 aufweisen. Im Bereich der Ausnehmung 16 ist eine als LED ausgebildete Lichtquelle 17 angeordnet. Der Taster 14 lässt sich hierdurch beleuchten. Die Schaltmatte 15 hat eine elektrisch leitfähige Schicht 18. Ein Teilbereich des Tasters 14 hat ebenfalls eine elektrisch leitfähige Schicht 19. Die elektrisch leitfähigen Schichten bilden zusammen ein Schutzelement 20 zur Ableitung einer elektrostatischen Aufladung. Eine elektrostatische Entladung wird wie bei der Schalteinrich- tung 1 aus Figur 1 abgeleitet. Ansonsten ist die Schalteinrichtung 13 im Wesentlichen wie die aus Figur 1 ausgebildet.
Es ist auch möglich, daß der Taster aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt oder mit einem elektrisch leitfähigen Material lackiert wird. Eine direkte elektrische Verbindung dieses leitfähigen Materials mit der Schaltmatte ist nicht erforderlich, wenn der zwichen der Schaltmatte und dem leitfähigen Material bestehende Spalt ausreichend klein ausgeführt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Schalteinrichtung für ein elektrisches Gerät mit einem längsverschieblich geführten, zum Niederdrücken vorgesehenen Taster, mit einer elastischen, einen Bereich mit auf Abstand zueinander gehaltenen elektrischen Kontakten begrenzende Schaltmatte und mit einem Schutzelement vor elektrostatischer Entladung, wobei das Schaltelement zur Verbindung mit einem Masseteil des elektrischen Gerätes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (10, 20) eine auf der dem Taster (2, 14) zugewandten Seite der Schaltmatte (7, 15) angeordnete elektrisch leitfähige Schicht (11, 18) aufweist.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (11, 18, 19) leitfähigen Lack oder Kontakttinte aufweist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht
(11, 18, 19) einen im Vergleich zu Metall hohen elektrischen Widerstand hat .
4. Schalteinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (14) in zumindest einem Teilbereich eine elektrisch leitfähige Schicht (19) aufweist.
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