WO2014131575A1 - Drucktastenschalter - Google Patents

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WO2014131575A1
WO2014131575A1 PCT/EP2014/052006 EP2014052006W WO2014131575A1 WO 2014131575 A1 WO2014131575 A1 WO 2014131575A1 EP 2014052006 W EP2014052006 W EP 2014052006W WO 2014131575 A1 WO2014131575 A1 WO 2014131575A1
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WO
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push
region
button switch
base plate
central pressure
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PCT/EP2014/052006
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French (fr)
Inventor
Michal Svihla
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Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
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    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/52—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state immediately upon removal of operating force, e.g. bell-push switch
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    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/86—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the casing, e.g. sealed casings or casings reducible in size
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    • H01H2223/00—Casings
    • H01H2223/002—Casings sealed

Definitions

  • the invention relates to a push-button switch according to the features of patent claim 1.
  • a push-button switch cap in which the switching operation brought about by a rubber-like switch cap in the form of a truncated cone or a dome, wherein the switching operation has a snap or folding operation.
  • the known switch cap consists of a one-piece rubber-like material and has substantially four areas. A central pressure area, which has a projection towards a base plate, is surrounded by and connected to a first annular area. Connected to the first annular region is an outer second annular region formed as a deformation region. Adjacent to this second annular region an outer base ring is provided connected thereto, on which the switch cap is arranged on the base plate of the switch.
  • At least two mutually be brought into electrical contact surfaces are provided in the region of the projection.
  • the operation of the known switch cap is such that upon exercise of a push-button depressing force, the weaker first annular portion deforms inwardly. At first, the outwardly concave configuration of the first annular region still remains. Upon further application of pressure, a sudden reversal of the bending configuration from a concave shape to a convex shape occurs as a snap action. Upon further push button exercise then subsequent electrical contact surfaces are brought into contact with each other.
  • a further switch cap made of a one-piece material which essentially builds on the switch cap from US 39 32 722.
  • the first annular region is formed under a force depressing the central pressure region as a second deformation region performing a snap action
  • the second annular region is formed as a first deformation region.
  • the function of this switch cap is such that when the actuating force on the central pressure range is exceeded, it ers te annular portion is subjected as a second deformation region of a bending deformation, wherein the desired and desired snap action in the second deformation region, the first annular region is going on.
  • air vent openings are provided in the switch cap.
  • a switch cap is known from GB 2,112,577A.
  • This switch cap also consists of a one-piece rubber-like material and has essentially the following areas:
  • a central pressure area which has a projection in the direction of a base plate, is surrounded by an annular area and is connected thereto.
  • a base ring is connected, on which the switch cap is arranged on the base plate of the switch.
  • the annular region divides a thick-walled and a thin-walled region. Between these areas an annular pointing in the direction of the base plate rib is arranged.
  • the thick-walled area is located between this rib and the central pressure area.
  • the thin-walled area is between the rib and the base ring.
  • the rib Upon actuation of the central pressure area, the rib is first brought into contact with the base plate. Upon further application of pressure, a snap action occurs in the thin and thick-walled area, which removes the rib from the base and brings the central pressure area in contact with the base plate. In order to ensure a resilient return to the initial position of the switch cap and a facilitated air exchange between the inner region and the outer region of the space enclosed by the switch cap, air discharge openings are provided in the switch cap.
  • a disadvantage of these air discharge openings is that moisture can penetrate into the volume enclosed by the switch cap and can thus lead to corrosion of the contacts.
  • the object of the invention is to provide a push-button switch with a push-button switch cap, which when actuated a soft Caribbeandrü- and elastic return to the initial position of the switch cap, while ensuring that the space enclosed the switch cap and the base plate in each switching position is airtight.
  • the invention is based on a push-button switch with a push-button switch cap, which is mounted on a base plate, made of an integrally flexible material.
  • the flexible material may be rubber or soft plastic.
  • the push-button switch cap comprises a central pressure region which has a projection in the direction of the base plate, wherein in the region of the projection, a contact surface which can be brought into electrical contact with at least two contact points arranged on the base plate is arranged. Furthermore, the push-button switch cap comprises a deformation region surrounding and connected to the central pressure region and a base contour connected to the deformation region, with which the push-button switch cap is connected to the base plate.
  • the pushbutton switch is in this case switchable by exerting a depressing force on the central pressure range between a rest position and a shift position.
  • a housing for one or more electrical conductors e.g. a punched grid or a printed circuit board understood, which has a recess in the region of the projection of the central pressure area. This projection can be brought by the executed in the housing recess on the enclosed by the housing electrical conductor tracks with depressing force.
  • points or areas on electrical interconnects are to be understood as contact points.
  • the movement of the protrusion running at the central pressure area takes place perpendicularly in the direction of a plane spanned by the conductor tracks.
  • the push-button switch is characterized in that there is a sealing area connected to the base contour, which engages precisely in a, executed in the base plate groove and that enclosed by the push-button switch cap and the base plate air quantity in the rest position and in the switching position is the same ,
  • the deformation region is referred to as an annular deformation region, the base contour as a base ring, the sealing region as an annular sealing region, and the groove as an annular groove.
  • annular deformation region is understood to mean any closed curve, ie. the deformation area, the base contour, the sealing area and the groove can be e.g. circular, elliptical, four- or polygonal.
  • the proper insertion of the sealing area of the push-button switch cap into the annular groove formed in the base plate causes the space enclosed by the base plate and the push-button switch cap to be airtight. In other words, there is no exchange of air between the interior and the exterior space. This prevents moisture from entering the interior, which could damage the contacts due to corrosion.
  • the fit of the sealing area also serves to prevent the position of the push-button switch cap from unintentionally changing during the switching operation.
  • the base ring serves essentially as a stop for that the push-button switch cap can be brought into a predetermined position.
  • the push-button switch cap is made of a rubber-like material and has a simple contour, this cap can be produced inexpensively and suitably for mass production in an injection molding tool.
  • the deformation region is formed as a deforming region carrying out a snap action under the force depressing the central pressure region. This ensures secure contacting of the contact points on the base plate with the contact surface on the projection of the central pressure region.
  • Another advantage of the push-button switch according to the invention is that no additional potting of the push-button switch cap is necessary. As a result, the manufacturing process of the switch can be significantly accelerated.
  • Fig. 3 shows a push-button switch according to the invention with an actuating element.
  • Fig. 1 shows in cross-section a typical embodiment of an in-position pushbutton switch of the type described herein with a base plate on which a push-button switch cap is made of a one-piece rubber-like material.
  • the push-button switch shown in Fig. 1 consists of a base plate 4 with at least two contact points 5 and a over the contact points 5 on the base plate arranged push-button switch cap 1 a.
  • the base plate 4 may be a printed circuit board with printed conductors and contact points or be an electronic component carrier, which is characterized essentially by the fact that one or more leadframe webs are encapsulated with a plastic. In the area of the pushbutton switch this encapsulation is excluded, so that the stamped grid tracks with the contact points applied thereon, between which an electrical connection can be established by the pushbutton switch, are exposed.
  • the push-button switch cap 1 a consists of a central pressure region 2, a surrounding the central pressure region 2 and connected thereto annular deformation region 3, connected to the annular deformation region 3 base ring 6 and connected to the base ring 6 annular sealing region 8, which has a cylindrical shape .
  • a cylindrical shape is understood here a cylinder with a circular, elliptical, four or polygonal base.
  • the annular deformation region 3 is essentially crown-shaped or dome-shaped in this case.
  • the diameter of the annular deformation region 3 is smaller in the region of the attachment point to the central pressure region 2 than in the area of the attachment point to the base ring 6.
  • annular groove 7 is formed, in which the sealing portion 8 of the push-button switch cap 1 a accurately engages.
  • the groove depth is designed such that when properly applied the push-button switch cap 1 a on the base plate 4 between the bottom 8a of the sealing portion 8 and the base 7a of the groove 7, a distance d is present. This ensures that when introducing the sealing area 8 into the groove, the excess air located in the interior I, ie in the space enclosed by the push-button switch cap 1 a and the base plate 4 space, can escape to the outside Shen, so that upon proper insertion of the sealing portion 8 in the groove 7 no pressure in the interior I arises.
  • the base ring 6 has a flat shape and essentially forms a contact surface on the upper side 7b of the groove 7.
  • the expansion of the base ring 6 is dimensioned such that the intended insertion of the pushbutton switch cap 1a on the base plate 6, the base ring 6, the groove 7 completely covers.
  • the base ring 6 thus forms a kind of stop up to which the sealing area 8 can be introduced into the groove.
  • a step T is on the inside of the push-button switch cap 1 a at the junction between the base ring 6 and the sealing portion 8 is present. By means of this step T, the base ring 6 is supported on the upper side 7b of the groove 7.
  • the thickness of the base ring 6 is greater than the thickness of the deformation region 3.
  • the thickness of the base ring 6 is dimensioned such that it is not deformable upon actuation of the central pressure region 1 a or upon insertion of the sealing region 8 in the groove 7.
  • Fig. 2 shows in cross section the illustrated in Fig. 1 push-button switch in the switching position.
  • the push-button switch shown in Fig. 1 by exerting a force F on the central pressure range, ie by depressing the push-button switch cap 1 a
  • the annular deformation region 3 is deformed.
  • a middle portion 3b of the deformation portion 3 is concaved, that is, bent outward, which means enlarging the diameter of the annular deformation portion 3 in this portion.
  • the air volume in the inner region I of the push-button switch in the switching position corresponds to the volume of air in the inner region I of the push-button switch in the rest position (FIG. A suction and escape of air from and into the inner region I is due to the airtight sealing of the inner region by the accurately fitting introduction of the sealing region 8 in the groove. 7
  • Fig. 3 shows an exemplary representation of a push-button switch according to the invention in the rest position with an additional actuating element.
  • the actuating element 9 is fastened to the base plate 4 at one end 9a and configured essentially such that at least one intermediate region 9c of the actuating element 9 is arranged above the central pressure region 2.
  • the other end 9b of the actuating element 9 is formed as a pressure region 9d of the actuating element 9. Depression of the actuating element in the region of the pressure region 9d by means of a force F leads to a rotation of the actuating element 9 about the pivot point D. This results in that the intermediate region 9c presses perpendicular to the central pressure region 2 of the pushbutton switch kappel a.
  • a force F which does not act perpendicular to the pressure region 2, causes insufficient depression of the pressure region 2 in the direction of the contact points 5 in the exemplary embodiments shown in FIG. 1 or FIG. 2.
  • a deflection of the force direction can be achieved by the actuating element 9 , Fig. 3 shows a force F2, which acts at an angle ⁇ on the pressure region 9d of the actuating element.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter mit einer auf einer Grundplatte (4) aufgebrachten Drucktastenschalterkappe (1a) aus einem einstückig flexiblen Material, wobei die Drucktastenschalterkappe (1a) einen zentralen Druckbereich (2), der in Richtung zu der Grundplatte (4) einen Vorsprung (1b) aufweist, wobei im Bereich des Vorsprungs (1b) eine, mindestens zwei auf der Grundplatte (4) angeordnete Kontaktpunkte (5) in elektrischen Kontakt bringbare Kontaktfläche (1c) angeordnet ist, einen den zentralen Druckbereich (2) umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich (3) und eine mit dem Verformungsbereich (3) verbundene Grundkontur (6), mit der die Drucktastenschalterkappe (1a) mit der Grundplatte (4) verbunden ist, umfasst und wobei der Drucktastenschalter (1 ) durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft (F) auf den zentralen Druckbereich (2) zwischen einer Ruheposition (R) und einer Schaltposition (S) schaltbar ist. Ein mit der Grundkontur (6) verbundener Dichtbereich (8) ist vorhanden, welcher passgenau in eine, in der Grundplatte (4) ausgeführten Nut (7) eingreift und die von der Drucktastenschalterkappe (1 a) und der Grundplatte (4) eingeschlossene Luftmenge in der Ruheposition (R) und in der Schaltposition (S) ist gleich groß.

Description

Drucktastenschalter
Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 .
Aus US 39 32 722 ist eine Drucktastenschalterkappe bekannt, bei welcher der Schaltvorgang durch eine gummiartige Schalterkappe in Form eines Kegelstumpfs oder eines Doms herbeigeführt, wobei der Schaltvorgang einen Schnapp- oder Klappvorgang aufweist. Die bekannte Schalterkappe besteht aus einem einstückigen gummiartigen Material und weist im Wesentlichen vier Bereiche auf. Ein zentraler Druckbereich, der in Richtung zu einer Grundplatte einen Vorsprung hat, wird von einem ersten ringförmigen Bereich umgeben und ist mit diesem verbunden. Mit dem ersten ringförmigen Bereich ist ein äußerer zweiter ringförmiger Bereich verbunden, der als Verformungsbereich ausgebildet ist. Angrenzend an diesen zweiten ringförmigen Bereich ist damit verbunden ein äußerer Grundring vorgesehen, an dem die Schalterkappe an der Grundplatte des Schalters angeordnet ist. Darüber hinaus sind im Bereich des Vorsprungs mindestens zwei zueinander in elektrischen Kontakt bringbare Kontaktflächen vorgesehen. Die Funktionsweise der bekannten Schalterkappe verläuft so, dass bei Ausübung einer die Drucktaste niederdrückende Kraft sich der schwächere, erste ringförmige Bereich nach innen verformt. Hierbei bleibt zunächst die nach außen konkav ausgebildete Konfiguration des ersten ringförmigen Bereichs noch erhalten. Bei weiterer Druckausübung erfolgt als Schnappvorgang eine plötzliche Umkehr der Biegekonfiguration von konkaver Form in eine konvexe Form. Bei weiterer Drucktastenausübung werden dann nachfolgend elektrische Kontaktflächen miteinander in Kontakt gebracht.
Aus DE 31 22 456 C2 ist eine weitere Schalterkappe aus einem einstückigen Material bekannt, welche im Wesentlichen auf der Schalterkappe aus US 39 32 722 aufbaut. Bei dieser Schalterkappe ist der erste ringförmige Bereich unter einer den zentralen Druckbereich niederdrückenden Kraft als zweiter, einen Schnappvorgang ausführender Verformungsbereich und der zweite ringförmige Bereich als erster Verformungsbereich ausgebildet. Die Funktionsweise dieser Schalterkappe verläuft so, dass bei Überschreitung der Betätigungskraft auf den zentralen Druckbereich er ers- te ringförmige Bereich als zweiter Verformungsbereich einer Biegeverformung unterworfen wird, wobei der gewünschte und gewollte Schnappvorgang im zweiten Verformungsbereich, dem ersten ringförmigen Bereich vor sich geht. Um ein weiches Zusammendrücken und eine elastische Rückkehr in die Ausgangsposition der Schalterkappe bei Betätigen mit einer Fingerspitze sicherzustellen, sind in der Schalterkappe Luftablassöffnungen vorgesehen.
Eine weitere Schalterkappe ist aus GB 2 1 12 577A bekannt. Diese Schalterkappe besteht ebenfalls aus einem einstückigen gummiartigen Material und weist im Wesentlichen folgende Bereiche auf: Ein zentraler Druckbereich, der in Richtung zu einer Grundplatte einen Vorsprung hat, wird von einem ringförmigen Bereich umgeben und ist mit diesem verbunden. Mit dem ringförmigen Bereich ist ein Grundring verbunden, an dem die Schalterkappe an der Grundplatte des Schalters angeordnet ist. Der ringförmige Bereich teilt sich einen dickwandigen und einen dünnwandigen Bereich auf. Zwischen diesen Bereichen ist eine ringförmige in Richtung der Grundplatte weisende Rippe angeordnet. Der dickwandige Bereich befindet sich zwischen dieser Rippe und dem zentralen Druckbereich. Der dünnwandige Bereich befindet sich zwischen der Rippe und dem Grundring. Bei der Betätigung des zentralen Druckbereichs wird zunächst die Rippe in Kontakt mit der Grundplatte gebracht. Bei weiterer Druckausübung erfolgt ein Schnappvorgang im dünn- und dickwandigen Bereich, welcher die Rippe von der Grundfläche entfernt und den zentralen Druckbereich in Kontakt mit der Grundplatte bringt. Um eine elastische Rückkehr in die Ausgangsposition der Schalterkappe und einen erleichterte Luftaustausch zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des von der Schalterkappe umschlossenen Raums zu gewährleisten, sind in der Schalterkappe Luftablassöffnungen vorgesehen.
Ein Nachteil dieser Luftablassöffnungen ist, dass Feuchtigkeit in das von der Schalterkappe umschlossene Volumen eindringen kann und somit zu einer Korrosion der Kontakte führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drucktastenschalter mit einer Drucktastenschalterkappe zu schaffen, welcher bei Betätigung ein weiches Zusammendrü- cken und eine elastische Rückkehr in die Ausgangsposition der Schalterkappe bei gleichzeitiger Sicherstellung, dass der der Schalterkappe und der Grundplatte umschlossene Raum in jeder Schaltposition luftdicht ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Drucktastenschalter mit einer auf einer Grundplatte aufgebrachten Drucktastenschalterkappe aus einem einstückig flexiblen Material. Das flexible Material kann hierbei Gummi oder weicher Kunststoff sein.
Die Drucktastenschalterkappe umfasst einen zentralen Druckbereich der in Richtung zu der Grundplatte einen Vorsprung aufweist, wobei im Bereich des Vorsprungs eine, mindestens zwei auf der Grundplatte angeordnete Kontaktpunkte in elektrischen Kontakt bringbare Kontaktfläche angeordnet ist. Ferner umfasst die Drucktastenschalterkappe einen den zentralen Druckbereich umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich sowie einen mit dem Verformungsbereich verbundenen Grundkontur, mit der die Drucktastenschalterkappe mit der Grundplatte verbunden ist. Der Drucktastenschalter ist hierbei durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft auf den zentralen Druckbereich zwischen einer Ruheposition und einer Schaltposition schaltbar.
Als Grundplatte wird im Weiteren auch ein Gehäuse für ein oder mehrere elektrische Leiterbahnen, z.B. ein Stanzgitter oder eine Leiterplatte verstanden, welches im Bereich des Vorsprungs des zentralen Druckbereichs eine Aussparung aufweist. Dieser Vorsprung kann bei niederdrückender Kraft durch die im Gehäuse ausgeführte Aussparung auf die von dem Gehäuse umschlossenen elektrischen Leiterbahnen gebracht werden.
Als Kontaktpunkte wird im Weiteren Punkte oder Bereiche auf elektrischen Leiterbahnen verstanden. Zweckmäßig erfolgt die Bewegung des an dem zentralen Druckbereich ausgeführten Vorsprungs senkrecht in Richtung einer durch die Leiterbahnen aufgespannten Ebene.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der Drucktastenschalter dadurch aus, dass ein mit dem Grundkontur verbundener Dichtbereich vorhanden ist, welcher passgenau in eine, in der Grundplatte ausgeführten Nut eingreift und dass die von der Drucktastenschalterkappe und der Grundplatte umschlossene Luftmenge in der Ruheposition und in der Schaltposition gleich groß ist.
In der Schaltposition entsteht in dem von der Drucktastenschalterkappe und der Grundplatte umschlossenen Raum ein Druck. Dieser Druck entsteht dadurch, dass die Luftmenge in der Ruheposition und in der Schaltposition gleich groß ist, der von der Drucktastenschalterkappe und der Grundplatte umschlossenen Raum in der Schaltposition allerdings kleiner ist. Dieser Druck unterstützt beim Wegfall der niederdrückenden Kraft F die Bewegung der Drucktastenschalterkappe von der Schaltposition in die Ruheposition.
Im Weiteren wird der Verformungsbereich als ringförmiger Verformungsbereich, die Grundkontur als Grundring, der Dichtbereich als ringförmiger Dichtbereich und die Nut als ringförmige Nut bezeichnet. Es sei hier klargestellt, dass unter ringförmig im Weiteren jede geschlossene Kurve verstanden wird, d.h. der Verformungsbereich, die Grundkontur, der Dichtbereich und die Nut können z.B. kreisförmig, ellipsenförmig, vier- oder mehreckig ausgebildet sein.
Die passgenaue Einführung des Dichtbereichs der Drucktastenschalterkappe in die in der Grundplatte ausgeführte ringförmige Nut führt dazu, dass der Raum, welcher von der Grundplatte und der Drucktastenschalterkappe umschlossen ist, luftdicht ist. Mit anderen Worten, es findet kein Luftaustausch zwischen dem Innenraum und dem Außenraum statt. Dadurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit in den Innenraum eindringt, wodurch die Kontakte durch Korrosion beschädigt werden könnten. Darüber hinaus dient die Passform des Dichtbereichs auch dazu, dass sich die Position der Drucktastenschalterkappe beim Schaltvorgang nicht in unbeabsichtigter Weise verändert. Der Grundring dient im Wesentlichen als Anschlag dafür, dass die Drucktastenschalterkappe in eine vorgegebene Position gebracht werden kann. Somit kann insbesondere in einer Serienproduktion sichergestellt werden, dass fortlaufend Drucktastenschalter mit identischen Eigenschaften hergestellt werden.
Da die Drucktastenschalterkappe aus einem gummiartigen Material hergestellt ist und eine einfache Kontur aufweist, lässt sich diese Kappe kostengünstig und für die Serienproduktion geeignet in einem Spritzwerkzeug herstellen.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Verformungsbereich als einer unter der den zentralen Druckbereich niederdrückenden Kraft einen Schnappvorgang ausführenden Verformungsbereich ausgebildet. Dadurch wird eine sichere Kontaktie- rung der auf der Grundplatte vorhandenen Kontaktpunkte mit der Kontaktfläche an dem Vorsprung des zentralen Druckbereichs sichergestellt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drucktastenschalters ist, dass kein zusätzliches Vergießen der Drucktastenschalterkappe nötig ist. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess des Schalters wesentlich beschleunigen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im Weiteren anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig.1 im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter in Ruheposition,
Fig. 2 im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter in der Schaltposition,
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter mit einem Betätigungselement.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein typisches Ausführungsbeispiel eines sich in Ruheposition befindlichen Drucktastenschalters der hier beschriebenen Art mit einer Grundplatte auf welcher eine Drucktastenschalterkappe aus einem einstückig gummiartigen Material aufgebracht ist. Der in Fig. 1 dargestellte Drucktastenschalter besteht aus einer Grundplatte 4 mit mindestens zwei Kontaktpunkten 5 sowie einer über den Kontaktpunkten 5 auf der Grundplatte angeordneten Drucktastenschalterkappe 1 a.
Die Grundplatte 4 kann eine Leiterplatte mit aufgedruckten Leiterbahnen und Kontaktpunkten sein oder ein elektronischer Komponententräger sein, der sich im Wesentlichen dadurch auszeichnet, dass ein oder mehrere Stanzgitterbahnen mit einem Kunststoff umspritzt sind. Im Bereich des Drucktastenschalters ist diese Um- spritzung ausgenommen, so dass die Stanzgitterbahnen mit den darauf aufgebrachten Kontaktpunkten, zwischen welchen durch den Drucktastenschalter eine elektrische Verbindung herstellbar ist, frei liegen.
Die Drucktastenschalterkappe 1 a besteht aus einem zentralen Druckbereich 2, einem den zentralen Druckbereich 2 umgebenden und mit diesem verbundenen ringförmigen Verformungsbereich 3, einem mit dem ringförmigen Verformungsbereich 3 verbundenen Grundring 6 und einem mit dem Grundring 6 verbundenen ringförmigen Dichtbereich 8, der eine zylindrische Form aufweist. Unter einer zylindrischen Form ist wird hierbei ein Zylinder mit einer kreis-, ellipsen-, vier- oder mehreckigen Grundfläche verstanden.
Der ringförmige Verformungsbereich 3 ist hierbei im Wesentlichen krönen- o- der domartig ausgebildet. Mit anderen Worten der Durchmesser des ringförmigen Verformungsbereichs 3 ist im Bereich der Anbindungsstelle zum zentralen Druckbereich 2 kleiner als im Bereich der Anbindungsstelle an den Grundring 6.
In der Grundplatte 4 ist eine ringförmige Nut 7 ausgebildet, in welche der Dichtbereich 8 der Drucktastenschalterkappe 1 a passgenau eingreift. Die Nuttiefe ist dabei derart ausgelegt, dass bei bestimmungsgemäßer Aufbringung der Drucktastenschalterkappe 1 a auf die Grundplatte 4 zwischen der Unterseite 8a des Dichtbereichs 8 und der Grundfläche 7a der Nut 7 ein Abstand d vorhanden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Einbringen des Dichtbereichs 8 in die Nut, die sich im Innenbereich I, also im von der Drucktastenschalterkappe 1 a und der Grundplatte 4 umschlossenen Raum, befindliche überschüssige Luft nach au ßen entweichen kann, so dass bei bestimmungsgemäßer Einbringung des Dichtbereichs 8 in die Nut 7 kein Überdruck im Innenbereich I entsteht.
Dieser Effekt wird unterstützt dadurch, dass der Dichtbereich 8 entlang seiner Höhe abschnittsweise kleiner als und abschnittsweise größer als oder gleich der Breite der Nut 7 ist. Einerseits ist hierbei die Passform des Dichtbereichs 8 in der Nut 7 weiterhin gewährleistet, andererseits wird sichergestellt, dass beim Einbringen des Dichtbereichs 8 in die Nut 7 die Luft aus dem Innenbereich I leichter entweichen kann.
Der Grundring 6 weist eine flache Form auf und bildet im Wesentlichen eine Anlagefläche an die Oberseite 7b der Nut 7. Hierzu ist die Ausdehnung des Grundrings 6 derart bemessen, dass beim bestimmungsgemäßen Einbringen der Drucktastenschalterkappe 1 a auf die Grundplatte 6, der Grundring 6 die Nut 7 vollständig abdeckt. Der Grundring 6 bildet somit eine Art Anschlag bis zu welchem der Dichtbereich 8 in die Nut eingebracht werden kann. Zur Verbesserung des Anschlags ist auf der Innenseite der Drucktastenschalterkappe 1 a an der Verbindungsstelle zwischen dem Grundring 6 und dem Dichtbereich 8 eine Stufe T vorhanden. Mittels dieser Stufe T stützt sich der Grundring 6 auf der Oberseite 7b der Nut 7 ab.
Die Dicke des Grundrings 6 ist größer als die Dicke des Verformungsbereichs 3. Die Dicke des Grundrings 6 ist dabei so bemessen, dass sie bei Betätigung des zentrale Druckbereichs 1 a oder bei Einbringung des Dichtbereichs 8 in die Nut 7 nicht verformbar ist.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt den in Fig. 1 erläuterten Drucktastenschalter in der Schaltposition. Beim Betätigen des in Fig. 1 dargestellten Drucktastenschalters durch Ausübung einer Kraft F auf den zentralen Druckbereich, also durch Niederdrücken der Drucktastenschalterkappe 1 a wird der ringförmige Verformungsbereich 3 verformt. In der ersten Phase des Niederdrückens wird ein mittlerer Bereich 3b des Verformungsbereichs 3 konkav, das heißt nach außen gebogen, was zu einer Vergrößerung des Durchmessers des ringförmigen Verformungsbereichs 3 in diesem Abschnitt bedeutet. Dadurch, dass das Luftvolumen im Innenbereich I nicht vergrößert oder verkleinert werden kann, resultiert die konkave Verbiegung des mittleren Bereichs 3b in eine erste konvexe Verformung 3a im ersten Verbindungsbereich des ringförmigen Verformungsbereichs 3 an den zentralen Druckbereich 2 und in eine zweite konvexe Verformung 3c im zweiten Verbindungsbereich des ringförmigen Verformungsbereichs 3 an den Grundring 6. Ein weiteres Niederdrücken des zentrale Druckbereichs 2 führt schließlich zu einem Schnappvorgang, welcher den zentralen Druckbereich 2 auf die Kontakte 5 führt, so dass die auf der Unterseite 5a des Druckbereichs angebrachte Kontaktfläche 1 c eine elektrische Verbindung zwischen den auf der Grundplatte 4 angeordneten Kontaktpunkten 5 herstellt.
Das Luftvolumen im Innenbereich I des Drucktastenschalters in Schaltposition (Fig.2) entspricht dem Luftvolumen im Innenbereich I des Drucktastenschalters in Ruheposition (Fig. ). Ein Ansaugen und Entweichen von Luft aus und in den Innenbereich I ist wegen des luftdichten Abschließens des Innenbereichs durch die passgenaue Einbringung des Dichtbereichs 8 in die Nut 7.
Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters in Ruheposition mit einem zusätzlichen Betätigungselement. Das Betätigungselement 9 ist an einem Ende 9a auf der Grundplatte 4 befestigt und im Wesentlichen so ausgestaltet, dass zumindest ein Zwischenbereich 9c des Betätigungselements 9 über dem zentralen Druckbereich 2 angeordnet ist. Das andere Ende 9b des Betätigungselements 9 ist als Druckbereich 9d des Betätigungselements 9 ausgebildet. Ein Niederdrücken des Betätigungselements im Bereich des Druckbereichs 9d mittels einer Kraft F führt zu einer Drehung des Betätigungselements 9 um den Drehpunkt D. Dies führt dazu, dass der Zwischenbereich 9c senkrecht auf den zentralen Druckbereich 2 der Drucktastenschalterkappel a drückt.
Eine Kraft F, welche nicht senkrecht auf den Druckbereich 2 wirkt, bewirkt in den in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ein unzureichendes Niederdrücken des Druckbereichs 2 in Richtung der Kontaktpunkte 5. Durch das Betätigungselement 9 kann eine Umlenkung der Kraftrichtung erreicht werden. Fig. 3 zeigt eine Kraft F2, welche unter einem Winkel α auf den Druckbereich 9d des Betätigungselements wirkt. Durch die Drehung des Betätigungselements 9 um en Dreh- punkt D drückt der Zwischenbereich 9c des Betätigungselements 9 senkrecht auf den Druckbereich 2 der Drucktastenschalterkappel a. Dadurch wird ein zuverlässiges Betätigen des Drucktastenschalters 1 gewährleistet.
Bezuqszeichen
1 Drucktastenschalter
1 a Drucktastenschalterkappe
1 b Vorsprung
1 c Kontaktfläche
2 Druckbereich
3 ringförmiger Verformungsbereich
3a erste Bereich konvexe Verformung
3b Bereich konkave Verformung
3c zweite Bereich konvexe Verformung
4 Grundplatte
4a Oberseite Grundplatte
5 Kontakt
6 Grundkontur
6a Anlagefläche
7 Nut
7a Grundfläche der Nut
7b Oberseite Nut
8 Dichtbereich
8a unteres Ende des ringförmigen Dichtereichs
9 zusätzliches Betätigungselement
9a eine Ende des Betätigungselements
9b andere Ende des Betätigungselements
9c Zwischenbereich des Betätigungselements
9d Druckbereich des Betätigungselements
d Abstand
F Kraft auf Druckbereich 2
F2 Kraft auf Druckbereich des Betätigungselements 9
D Drehpunkt
R Ruheposition
S Schaltposition Stufe in Grundring Innenbereich Außenbereich Winkel der Kraft F2

Claims

Patentansprüche
1 . Drucktastenschalter mit einer auf einer Grundplatte (4) aufgebrachten Drucktastenschalterkappe (1 a) aus einem einstückig flexiblen Material, wobei die Drucktastenschalterkappe (1 a) umfasst
- einen zentralen Druckbereich (2), der in Richtung zu der Grundplatte (4) einen Vorsprung (1 b) aufweist, wobei im Bereich des Vorsprungs (1 b) eine, mindestens zwei auf der Grundplatte (4) angeordnete Kontaktpunkte (5) in elektrischen Kontakt bringbare Kontaktfläche (1 c) angeordnet ist,
- einen den zentralen Druckbereich (2) umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich (3),
- einer mit dem Verformungsbereich (3) verbundenen Grundkontur (6), mit der die Drucktastenschalterkappe (1 a) mit der Grundplatte (4) verbunden ist,
und wobei der Drucktastenschalter (1 ) durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft (F) auf den zentralen Druckbereich (2) zwischen einer Ruheposition (R) und einer Schaltposition (S) schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Grundkontur (6) verbundener Dichtbereich (8) vorhanden ist, welcher passgenau in eine, in der Grundplatte (4) ausgeführten Nut (7) eingreift,
und dass die von der Drucktastenschalterkappe (1 a) und der Grundplatte (4) eingeschlossene Luftmenge in der Ruheposition (R) und in der Schaltposition (S) gleich groß ist.
2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Verformungsbereich (3) als einer unter einer den zentralen Druckbereich (1 ) niederdrückenden Kraft (F) einen Schnappvorgang ausführenden Verformungsbereich ausgebildet ist.
3. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtbereich (8) eine mit einem Ende mit der Grundkontur (6) verbundene und mit dem anderen Ende in die Nut (7) hineinragende zylindrische Form aufweist.
4. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Dichtbereichs (8) entlang seiner Höhe abschnittsweise kleiner und abschnittsweise größer oder gleich der Breite der Nut (7) ist.
5. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkontur (6) eine sich horizontal zur Oberseite (4a) der Grundplatte (4) ausdehnende Anlagefläche (6a) aufweist zur vollständigen Abdeckung der Nut (7).
6. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende (8a) des Dichtbereichs (8) in einem Abstand (d) über der Grundfläche (7a) der Nut (7) angeordnet ist.
7. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpunkte (5) Kontaktpunkte auf einem Stanzgitter sind.
8. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (4) ein Betätigungselement (9) für den Drucktastenschalter (1 ) befestigt ist, welches eine auf sich wirkende Kraft in eine Kraft senkrecht zur Oberseite (4) der Grundplatte (4) umwandelt.
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