WO2014131576A1

WO2014131576A1 - Drucktastenschalter

Info

Publication number: WO2014131576A1
Application number: PCT/EP2014/052007
Authority: WO
Inventors: Michal Svihla
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2014-09-04
Also published as: DE102013203466A1; CN105144331B; CN105144330B; CN105144330A; WO2014131781A1; CN105144331A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter mit einer auf einer Grundplatte (2) aufgebrachten Drucktastenschalterkappe (3) aus einem einstückig flexiblen Material, wobei die Drucktastenschalterkappe (3) über einem Schaltbereich (4) mit mindestens zwei Kontaktflächen angeordnet ist und einen zentralen Druckbereich (6), einen den zentralen Druckbereich (6) umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich (7) und einen mit dem Verformungsbereich (7) verbundenen Dichtbereich (8), welcher ausgebildet ist, den von der Grundplatte (2) und der Drucktastenschalterkappe (3) umschlossenen Raum (9) mediendicht abzuschließen, aufweist, wobei durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft auf den zentralen Druckbereich (6) dieser in Richtung der Grundplatte (2) von einer Ruheposition (11) in eine Endposition (13) bewegbar ist und wobei eine Schaltbrücke (14) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen (5) vorhanden ist und wobei der zentrale Druckbereich (6) in Wirkverbindung mit der Schaltbrücke (14) steht und die Schaltbrücke (14) in Richtung eines im Schaltbereich (4) ausgebildeten Anschlags (15) bewegbar ist.

Description

DRUCKTASTENSCHALTER

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Baugruppe, die beispielsweise für ein Schließsystem für ein Fahrzeug eingesetzt werden kann.

Wird bei einer elektromechanischen Baugruppe eine Schaltfunktion benötigt, so wird ein Schalter ausgewählt und als separates Bauteil in die elektromechanische Baugruppe integriert.

Elektrische Kontaktschalter dieser Art dienen als Mikro-, Miniaturschalter oder Subminiaturschalter in vielen Anwendungsbereichen, wie z. B. in der Automobil- und der Haushaltsgerätetechnik. Bei diesen Schaltern werden Schleifkontakte in einer schleifenden Bewegung von einer Kontaktstelle zu einer anderen Kontaktstelle gebracht. Dabei soll die elektrisch leitende Verbindung nur an den jeweiligen Kontaktstellen erfolgen.

Aus DE 39 10 812 C1 ist ein Schalter insbesondere ein Geräteschalter, mit wenigstens einem beweglichen Kontaktstück, das mittels eines Schalterbetätigungsgliedes von einer Ausschaltstellung in eine Einschaltstellung bewegbar ist, und mit einem Gehäuse, das wenigstens eine Aufnahme für ein vom beweglichen Kontaktstück in dessen Einschaltstellung kontaktierbares Gegenkontaktstück aufweist, ist die Aufnahme unbestückt und für eine nachträgliche Bestückung mit einem von au ßen her in das Gehäuse einführbaren Kontaktkörper ausgebildet.

Aus DE 10 2007 048 581 B3 ist ein elektrischer Schleifkontaktschalter bekannt mit einem Gehäuse, in dem ein gemeinsamer Kontaktkörper und zumindest ein Wahlkontaktkörper mit einer Kontaktfläche angeordnet sind. Benachbart zur Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers ist ein aus elektrisch isolierendem Material bestehender Schleifbereich angeordnet. Ein Kontaktgeber, der in ständig elektrisch leitender Verbindung mit dem gemeinsamen Kontaktkörper steht und zumindest einen Schleifkontakt aufweist, steht entweder in elektrisch leitender Verbindung mit dem Wahlkontaktkörper oder berührt den Schleifbereich. Ein aktivierbares Betätigungsglied ist fer- ner so im Gehäuse angeordnet, dass es bei Betätigung den zumindest einen Schleifkontakt des Kontaktgebers auf einer Schleifbahn schleifend von der Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers in den Schleifbereich bewegt und/oder aus dem Schleifbereich zur Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers bewegt. In der Schleifbahn sind ferner Zonen ausgebildet, die von den Schleifkontakten während des Überfahrens des Schleifbereichs nicht berührt werden.

Nachteilig bei den bekannten Schaltern ist der große Raumbedarf. Außerdem bestehen die bekannten Schalter aus einer Vielzahl von einzelnen Bauteilen, was einen erhöhten Fertigungsaufwand bedeutet.

Aus GB 2 1 12 577A ist eine Schalterkappe für einen Schalter bekannt. Diese Schalterkappe besteht 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.

Nachteilig bei diesem Schalter ist, dass eine zuverlässige Herstellung einer elektrischen Verbindung nicht gewährleistet ist. Ferner ist der von der Schalterkappe umschlossene Raum nicht vor Feuchtigkeit geschützt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter mit kleiner Bauform und sicheren Schaltzuständen zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Drucktastenschalter, im weiteren als Schalter bezeichnet, umfasst eine Grundplatte, auf welcher eine Drucktastenschalterkappe, im weiteren als Kappe bezeichnet, aufgebracht ist. Die Kappe besteht hierbei aus einem einstückig flexiblen Material und ist über einem Schaltbereich mit mindestens zwei Kontaktflächen angeordnet. Das flexible Material kann hierbei Gummi oder weicher Kunststoff sein.

Als Grundplatte wird im Weiteren auch ein Gehäuse für ein oder mehrere elektrische Leiterbahnen, z.B. ein Stanzgitter oder eine Leiterplatte verstanden, welches im Schaltbereich eine Aussparung aufweist. Als Kontaktfläche wird im Weiteren eine Fläche oder Bereiche auf elektrischen Leiterbahnen verstanden.

Die Kappe des erfindungsgemäßen Schalters weist einen zentralen Druckbereich, einen den zentralen Druckbereich umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich und einen mit dem Verformungsbereich verbundenen Dichtbereich, welcher ausgebildet ist, den von der Grundplatte und der Kappe umschlossenen Raum luftdicht abzuschließen.

Durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft auf den zentralen Druckbereich, wird dieser in Richtung der Grundplatte von einer Ruheposition in eine Endposition bewegt.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltbrücke zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen vorhanden, wobei der zentrale Druckbereich erfindungsgemäß in Wirkverbindung mit der Schaltbrücke steht, wobei die Schaltbrücke in Richtung eines im Schaltbereich ausgebildeten Anschlags bewegbar ist. Unter einer Schaltbrücke ist im Weiteren eindeutig keine mit dem zentralen Druckbereich der Kappe verbundene Kontaktfläche zu verstehen. Die Schaltbrücke weist in einer vorteilhaften Ausführungsform einen mit dem zentralen Druckbereich der Kappe in Wirkverbindung stehenden Betätigungsbereich und mindestens einen über die Kontaktfläche beweglichen als Schleifkontakt ausgebildeten Endabschnitt auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zentrale Druckbereich durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft in Richtung der Grundplatte bewegbar und zwar von einer Ruheposition über eine Schaltposition zu einer Endposition.

Hierbei bedeutet Schaltposition, dass zwischen dem Endabschnitt der Schaltbrücke und der dem Endabschnitt zugeordneten Kontaktfläche ein elektrischer Kontakt hergestellt ist. Ferner führt der Endabschnitt der Schaltbrücke zumindest bei der Bewegung von der Schaltposition in die Endposition eine Schleifbewegung über die Kontaktfläche aus. Diese Schleifbewegung über die Kontaktfläche hat den Vorteil, dass eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist und dass etwaig entstandene Oxidschichten auf der Kontaktfläche abgeschliffen werden. Dadurch wird eine über die gesamte Auflagefläche des Endabschnitts sichere Kontaktierung mit der Kontaktfläche gewährleistet.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 a eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Ruheposition,

Fig. 1 b die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Schaltposition,

Fig. 1 c die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Endposition,

Fig. 2a eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Ruheposition,

Fig. 2b die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Schaltposition, Fig. 2c die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Endposition,

Fig. 3a eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Ruheposition,

Fig. 3b die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in Schaltposition,

Fig. 3c die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in

Endposition,

Sämtliche Figuren zeigen Schnittdarstellungen der jeweiligen Ausführungsformen, wobei die linke Darstellung jeweils eine Draufsicht auf die Schnittebene zeigt und die rechte Darstellung eine entsprechend perspektivische Ansicht.

Fig. 1 a bis Fig. 1 c zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters. In Fig. 1 a befindet sich der Schalter in Ruheposition 1 1 , in Fig. 1 b in Schaltposition 12 und in Fig. 1 c in Endposition 13 . Der Drucktastenschalter 1 weist eine Grundplatte 2 auf, auf welchem eine Drucktastenschalterkappe 3 angeordnet ist. Unter der Kappe 3 befindet sich der Schaltbereich 4 mit zwei Kontaktflächen 5, in Form von Leiterbahnen 5, zwischen welchen eine elektrische Verbindung herstellbar ist.

Der Schaltbereich 4 stellt im Wesentlichen den Bereich der Grundplatte 2 dar, in welchem die Kontaktflächen 5 verlaufen. Die Grundplatte 2 kann z.B. ein elektronischer Komponententräger in Form eines mit einem Kunststoff umspritzten Stanzgitter sein, wobei im Schaltbereich 4 das Stanzgitter nicht umspritzt ist. Die Grundplatte 2 kann aber auch ein Gehäuse für eine Leiterplatte darstellen, wobei im Schaltbereich 4 das Gehäuse eine entsprechende Aussparung aufweist.

Zweck des Schaltbereichs ist es, einen Bereich zu definieren, innerhalb welchem der Drucktastenschalter 1 eine elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen 5 herstellen soll. Die Kappe 3 weist einen zentralen Druckbereich 6, auf welchen eine senkrecht zur Grundplatte 2 niederdrückende Kraft F wirkt, einen diesen umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich 7 sowie einen Dichtbereich 8 auf. Der Verformungsbereich 7 ist hierbei zweckmäßig aus einem flexiblen Material gefertigt. Der Dichtbereich 8 ist mit der Grundplatte 2 im Verbindungsbereich 26 mittels Klebe- oder Laserschwei ßverbindung verbunden. Der von der Grundplatte 2 und der Kappe 3 umschlossene Raum 9 ist somit mediendicht abgeschlossen. Somit ist gewährleistet, dass keinerlei Feuchtigkeit oder z.B. Staub von außen in den Schaltbereich eindringen kann und so eine Korrosion oder Verschmutzung der Kontaktflachen 5 verursachen kann.

Zwischen zentralem Druckbereich 6 und Grundplatte 2 ist eine Schaltbrücke 14 angeordnet. Diese Schaltbrücke 14 dient dazu, eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen 5 herzustellen. Die Schaltbrücke 14 ist zweckmäßig ein Federelement 20 in Form eines bogenförmig vorgespannten flachen Metall- bandes. Die Schaltbrücke weist einen Betätigungsabschnitt 16 und zwei Endabschnitte 17 auf. Der Betätigungsabschnitt 1 6 steht hierbei in Wirkverbindung mit dem zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3. Die Endabschnitte 17 sind derart gebogen, dass sie eine horizontale Schleifbewegung über die Grundplatte 2 und die Kontaktflächen 5 ausführen können. Die Endabschnitte 17 liegen ferner während der gesamten Schleifbewegung auf der Grundplatte 2 auf. In der Ruheposition liegen die Endabschnitte 17 auf der Grundplatte 2 auf und stellen keine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen 5 her.

Von der Grundplatte 2 erstreckt sich in Richtung des zentralen Druckbereichs 6 ein Anschlag 15 für die Schaltbrücke 14. Dieser Anschlag 15 dient im Wesentlichen als Anschlag für den Betätigungsbereich 16 der Schaltbrücke 14. Es ist aber auch denkbar, einen Anschlag (nicht dargestellt) auf der Grundplatte 2 im Bereich der Endabschnitte 17 vorzusehen, welcher die horizontale Bewegung der Endabschnitte 17 beschränkt.

Ferner erstreckt sich von der Grundplatte 2 in Richtung des zentralen Druckbereichs 6 ein Führungsmittel 19. Dieses Führungsmittel 19 ist zweckmäßig durch eine im Betätigungsbereich 16 der Schaltbrücke 14 vorhandene Aussparung 22 ge- führt. Das Führungsmittel 19 dient der Fixierung der Schaltbrücke 14, insbesondere der Fixierung des Betätigungsbereiches 16 der Schaltbrücke 14 in horizontaler Richtung, also senkrecht zur Kraftrichtung F. Fig. 1 a zeigt eine Variante, bei welcher die Aussparung 22 mittig im Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 ausgeführt ist. Es ist aber auch möglich, dass Aussparungen 22 für zwei Führungsmittel 19 vorhanden sind, wobei die Aussparungen 22 am Rand des Betätigungsbereichs 16 der Schaltbrücke 14 ausgeführt sind.

Im Bereich des zentralen Druckbereichs 6 der Kappe 3 sind Aufnahmemittel 21 für die Führungsmittel 19 vorhanden. Diese Aufnahmemittel 21 umschließen zumindest teilweise das Führungsmittel 19 und zwar zweckmäßig entlang der gesamten Betätigungsstrecke zwischen der Ruheposition und der Endposition (Fig. 1 c). Hierdurch wird gewährleistet, dass die Schaltbrücke 14 im Bereich des Betätigungsbereichs 1 6 eine zur Grundplatte 2 senkrechte und gegen Verdrehung sichere Bewegung ausführt. Um ein mögliches Verdrehen der Schaltbrücke 14 bezüglich der Kraftrichtung F zu verhindern, ist es ferner möglich, weitere Führungsmittel auf der Grundplatte 2 vorzusehen, in welchen die Endabschnitte 17 während der gesamten Schleifbewegung zwischen der Ruheposition und der Endposition geführt sind.

In einer nicht dargestellten Variante ist es möglich, dass ein mit dem Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 verbundenes, sich in Richtung des zentralen Druckbereichs 6 erstreckendes Führungsmittel 19 vorhanden ist. Das Aufnahmemittel 21 im zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3 ist derart ausgestaltet, dass es das Führungsmittel entlang der gesamten Betätigungsstrecke zwischen der Ruheposition 1 1 und der Endposition 13 zumindest teilweise umschließt (Fig. 1 c).

In einer weiteren nicht dargestellten Variante ist es möglich, dass ein von dem zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3 sich in Richtung der Grundplatte parallel zur niederdrückenden Kraftrichtung F erstreckendes Führungsmittel 19 vorhanden ist, welches durch mindestens eine in der Schaltbrücke 14 vorgesehene Aussparung 22 geführt ist. Zur Aufnahme dieses Führungsmittels ist im Schaltbereich 4 ein entsprechendes Aufnahmemittel vorgesehen. Zweckmäßig greift das Führungsmittel 19 während des gesamten Bewegungsvorganges zwischen Ruheposition und Endposition in das Aufnahmemittel 19 ein. Letzteres gilt im Übrigen auch für sämtliche ande- re und beschriebene Varianten, bei welchen ein Führungsmittel zur Aufnahme in Aufnahmemittel vorgesehen ist.

Durch die niederdrückende Kraft F auf die Kappe 3 und damit auf den zentralen Druckbereich 6 wird dieser in Richtung der Grundplatte 2 bewegt. Dadurch wird die über ihren Betätigungsbereich 1 6 in Wirkverbindung mit dem zentralen Druckbereich 6 stehende Schaltbrücke 14 verformt, derart, dass die beiden Endabschnitte 17 horizontal zur Oberseite der Grundplatte 2 jeweils in Richtung der Kontaktflächen 5 mittels einer Schleifbewegung bewegt werden (Fig. 1 b, c). Bei anhaltender niederdrückender Kraft F wird die Schaltbrücke 14 derart verformt und der Betätigungsbereich 1 6 in Richtung Grundplatte 2 gedrückt, dass der Betätigungsbereich 1 6 auf den Anschlag 15 aufliegt (Fig. 1 c).

Fig. 1 b zeigt den erfindungsgemäßen Schalter in der ersten Ausführungsform in Schaltposition 12. Hierbei ist bei anhaltender niederdrückender Kraft F auf den zentralen Druckbereich 6 dieser soweit in Richtung Grundplatte 2 gedrückt, dass durch die auf den Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 1 einwirkende Kraft F eine Verformung der Schaltbrücke 14 bewirkt wurde, welche mittels einer Schleifbewegung die Endabschnitte 17 auf die Kontaktflächen 5 bewegt. Dadurch wird ein elektrischer Kontakt hergestellt, so dass eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktflächen 5 zustande kommt.

Aus Fig. 1 b ist ersichtlich, dass zwischen dem Anschlag 15 und dem Betätigungsbereich 1 6 ein Abstand 23 vorhanden ist. Durch eine fortgeführte niederdrückende Kraft F wird der Abstand 23 verringert und der Schalter 1 in die Endposition 13 gebracht, wie in Fig. 1 c gezeigt. In der Endposition 13 liegt der Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 auf dem Anschlag 15 auf. Die Endabschnitte 17 werden mittels Schleifbewegung auf die Kontaktflächen 15 bewegt.

Zweckmäßig kann beim Bewegen von der Schaltposition 12 (Fig. 1 b) zur Endposition 13 (Fig. 1 c) der Verformungsbereich 7 einen Schnappvorgang durchführen. Dadurch wird eine sichere Kontaktierung der auf der Grundplatte vorhandenen Kontaktflächen 15 mit den Endabschnitten 17 sichergestellt. Ferner besteht dadurch die Möglichkeit, dem Bediener des Schalters einen haptischen Hinweis für das Erreichen der Endposition und des Erreichens eines Schaltvorgangs zu geben.

Fig. 2a bis Fig. 2c zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters. Wie in Fig. 1 a bis Fig. 1 c zeigt Fig. 2a einen Drucktastenschalter 1 in Ruheposition 1 1 mit einer Grundplatte 2, auf welchem eine Drucktastenschalterkappe 3 angeordnet ist. Unter der Kappe 3 befindet sich der Schaltbereich 4 mit zwei Kontaktflächen 5, in Form von Leiterbahnen 5, zwischen welchen eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Die Kappe 3 weist einen zentralen Druckbereich 6, auf welchen eine senkrecht zur Grundplatte 2 niederdrückende Kraft F wirkt, einen diesen umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich 7 sowie einen Dichtbereich 8 auf. Der Verformungsbereich 7 ist hierbei zweckmäßig aus einem flexiblen Material gefertigt.

Die Grundplatte 2 weist eine geschlossene, den Schaltbereich 4 umgebene Nut 18 auf, in welche der Dichtbereich 8 der Kappe 3 passgenau eingreift. Dadurch wird ein mediendichtes Abschließen des von der Kappe 3 und der Grundplatte 2 umschlossenen Raums 9 sichergestellt. Zusätzlich ist es möglich, dass der Dichtbereich 8 und die Grundplatte 2 miteinander verklebt oder laserverschweißt werden.

Zwischen dem zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3 und der Grundplatte 2 ist eine Schaltbrücke 14 angeordnet. Wie bereits oben in der Beschreibung dargelegt, ist die Schaltbrücke 14 ein Federelement 20 in Form eines bogenförmig vorgespannten Metallbandes mit einem Betätigungsbereich 1 6 und zwei Endabschnitten 17. In der in Fig. 2a bis Fig. 2c beschriebenen Ausführungsform ist ein Endabschnitt 17 der Schaltbrücke 14 dauerhaft auf einer Kontaktfläche 5 auf der Grundplatte 2 fixiert. Dies kann z.B. durch eine Verschweißung des besagten Endabschnitts 17 mit der Kontaktfläche 5 erfolgen oder durch eine Steckverbindung. Hierbei ist der Endabschnitt 17 als Stecker 28 ausgeführt und in der Kontaktfläche 5 ist eine mit der Kontaktfläche 5 elektrisch leitend verbundene Buchse 27 vorgesehen, in welche der Endabschnitt 17 einbringbar ist. Der Endabschnitt 17 kann aber auch gebogen sein und unter Vorspannung in eine mit der Kontaktfläche 5 elektrisch leitend verbundene Vertiefung 27 einbringbar sein. Der andere, freie Endabschnitt 17 befindet sich in einem Abstand 24 senkrecht über der anderen Kontaktfläche 5 auf der Grundplatte 2.

Von der Grundplatte 2 erstreckt sich in Richtung des zentralen Druckbereichs 6 ein Anschlag 15 für die Schaltbrücke 14. Dieser Anschlag 15 dient im Wesentlichen als Anschlag für den Betätigungsbereich 16 der Schaltbrücke 14. In der Ruheposition (Fig. 2a) ist der Abstand 23 zwischen dem Betätigungsbereich 1 6 und dem Anschlag 15 kleiner als der Abstand 24 zwischen dem freien Endabschnitt 17 und der zugeordneten Kontaktfläche 5. Eine niederdrückende Kraft F auf den zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3 bewirkt ein Niederdrücken des Betätigungsbereiches 1 6 in Richtung des Anschlags 15 (Fig. 2b). Aufgrund der Hebelwirkung um den Drehpunkt 29 am fixierten Endabschnitt 17 und der Vorspannung des Federelements 20 verbleibt in der Schaltposition 12, d.h. der freie Endabschnitt 27 ist in elektrisch leitendem Kontakt mit der zugeordneten Kontaktfläche 5, ein Abstand 23 zwischen dem Betätigungsbereich 1 6 und dem Anschlag 15. Bei weiterer Kraftausübung auf den zentralen Druckbereich 6 in Richtung der Grundplatte 2 wird der Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 senkrecht auf den Anschlag 1 5 bewegt. Während dieser Bewegung führt der freie Endabschnitt 17 auf der Kontaktfläche 5 eine zur Kontaktfläche horizontale Schleifbewegung durch, so dass sich der Schalter 1 in einer Endposition 13 befindet.

Wie bereits in Fig. 1 a bis Fig. 1 c beschrieben, kann der Verformungsbereich 7 derart ausgeführt sein, dass bei anhaltender Druckausübung in Kraftrichtung F auf den zentralen Druckbereich 6 zwischen der Schaltposition 12 und der Endposition 13 der Verformungsbereich 7 einen Schnappvorgang durchgeführt wird.

Fig. 3a bis Fig. 3c beschreiben eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters. Wie in Fig. 1 a bis Fig. 1 c zw. Fig. 2a bis Fig. 2c zeigt Fig. 3a einen Drucktastenschalter 1 in Ruheposition 1 1 mit einer Grundplatte 2, auf welchem eine Drucktastenschalterkappe 3 angeordnet ist. Unter der Kappe 3 befindet sich der Schaltbereich 4 mit zwei Kontaktflächen 5, in Form von Leiterbahnen 5, zwischen welchen eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Die Kappe 3 weist einen zentralen Druckbereich 6, auf welchen eine senkrecht zur Grundplatte 2 niederdrückende Kraft F wirkt, einen diesen umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungs- bereich 7 sowie einen Dichtbereich 8 auf. Der Verformungsbereich 7 ist hierbei zweckmäßig aus einem flexiblen Material gefertigt.

Um Wiederholungen zu vermeiden gelten auch für die dritte Ausführungsform sämtliche in der Beschreibung zur zweiten Ausführungsform gemachten Erläuterungen in Bezug auf den Dichtbereich 8 sowie auf einen möglichen Schnappvorgang des Verformungsbereichs 7.

Zwischen dem zentralen Druckbereich 6 und der Grundplatte 2 ist eine

Schaltbrücke 14 angeordnet. Diese Schaltbrücke14 ist im Wesentlichen ein Metallteil. Dieses Metallteil weist abschnittsweise ein oder mehrere Federelemente 20 in Form eines bogenförmig vorgespannten flachen Metallbandes auf. Die Federelemente 20 sind dabei elektrisch leitend mit dem Metallteil der Schaltbrücke 14 verbunden. Die abschnittsweise angeordneten Federelemente 20 dienen als Endabschnitte 17 der Schaltbrücke 14 und führen eine Schleifbewegung auf einer senkrecht zur Grundplatte 2 ausgebildeten Kontaktfläche 5 aus.

Hierzu erstreckt sich von der Grundplatte 2 in Richtung des zentralen Druckbereichs 6 der Kappe 3 ein Führungsmittel 19. Dieses Führungsmittel 19 ist zweckmäßig rippenförmig ausgebildet. Auf diesem Führungsmittel 19 sind die Kontaktflächen 5 aufgebracht. Die Federelemente 20 führen somit von der Ruheposition 1 1 (Fig. 3a) über die Schaltposition 12 (Fig. 3b) zur Endposition 13 (Fig. 3c) eine

Schleifbewegung über die Oberfläche des Führungsmittels 19 mit den darauf aufgebrachten Kontaktflächen durch. Die Federelemente 20 sind dabei derart vorgeformt, dass sie während der gesamten Schleifbewegung gegen das Führungsmittel 19 bzw. die Kontaktflächen 5 drücken.

In Fig. 3a ist zu erkennen, dass die Endabschnitte 17 auf das Führungsmittel 19, außerhalb der Kontaktfläche 5 gedrückt sind, wodurch keine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen 5 zustande kommt. Fig. 3b zeigt in der Schaltposition 12, dass die Endabschnitt 17 gerade die Kante der Kontaktflächen 5 berühren und es somit zu einer elektrischen Verbindung kommt. In der in Fig. 3c gezeigten Endposition 13 liegen die Endabschnitte 17 innerhalb der Kontaktflächen 5. Das Führungsmittel 19 dient nicht nur der Führung der Federelemente 20 sondern auch der Führung der gesamten Schaltbrücke 14. Hierzu ist die Schaltbrücke 14 zweckmäßig symmetrisch zur horizontalen Ausdehnung des Führungsmittels 19 ausgebildet. Auf der Grundplatte 2 ist ferner ein Anschlag 15 ausgeführt zur Begrenzung der Bewegung der Schaltbrücke 14 in Richtung der Grundplatte 2. In der Endposition (Fig. 3c) liegen die Endabschnitte 17 direkt auf den Kontaktflächen 5 und stellen eine elektrische Verbindung her. In den Fig. 3a bis 3c ist im Bereich des Anschlags 15 eine Feder 30 angeordnet. Diese Feder 30 dient als Rückstellfeder der Rückstellung des Drucktastenschalters 1 von der Endposition 13 über die Schaltposition 12 in die Ruheposition 1 1 .

Es ist ein Betätigungsmittel 25 vorhanden, welches mit dem Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 verbunden ist. Zweckmäßig befindet sich der Betätigungsbereich 14 mittig zwischen den beiden Kontaktflächen 5. Das Betätigungsmittel 25 ist durch den zentralen Druckbereich 6 der Kappe 3 aus dem umschlossenen Raum 9 herausgeführt, so dass eine niederdrückende Kraft F direkt auf das Betätigungsmittel 25 wirkt. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass das Betätigungsmittel 25 innerhalb des umschlossenen Raums 9 ausgebildet ist und in Wirkverbindung mit dem zentralen Druckbereich 6 steht.

Das Betätigungsmittel 25 kann zweckmäßig ein aus Kunststoff gefertigtes Bauteil sein, welches mit dem Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 14 verbindbar ist oder ein an den Betätigungsbereich 1 6 der Schaltbrücke 4 angeformte Abschnitt des Metallbandes.

Bezuqszeichen Drucktastenschalter

Grundplatte

Drucktastenschalterkappe

Schaltbereich

Kontaktfläche

Zentraler Druckbereich

Verformungsbereich

Dichtbereich

Umschlossene Raum

Niederdrückende Kraft; Kraftrichtung

Ruheposition

Schaltposition

Endposition

Schaltbrücke

Anschlag

Betätigungsbereich

Endabschnitt

Nut

Führungsmittel

Federelement

Aufnahmemittel

Aussparung

Abstand zwischen Betätigungsbereich und Anschlag

Abstand zwischen Endabschnitt und zugeordneter Kontaktfläche Betätigungsmittel

Verbindungsbereich

Vertiefung

Stecker

Drehpunkt

Feder Kraft

Claims

Patentansprüche

1 . Drucktastenschalter mit einer auf einer Grundplatte (2) aufgebrachten Drucktastenschalterkappe (3) aus einem einstückig flexiblen Material, wobei die Drucktastenschalterkappe (3) über einem Schaltbereich (4) mit mindestens zwei Kontaktflächen angeordnet ist und einen zentralen Druckbereich (6), einen den zentralen Druckbereich (6) umgebenden und mit diesem verbundenen Verformungsbereich (7) und einen mit dem Verformungsbereich (7) verbundenen Dichtbereich (8), welcher ausgebildet ist, den von der Grundplatte (2) und der Drucktastenschalterkappe (3) umschlossenen Raum (9) mediendicht abzuschließen, aufweist, wobei durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft auf den zentralen Druckbereich (6) dieser in Richtung der Grundplatte (2) von einer Ruheposition (1 1 ) in eine Endposition (13) bewegbar ist und wobei eine Schaltbrücke (14) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den mindestens zwei Kontaktflächen (5) vorhanden ist und wobei der zentrale Druckbereich (6) in Wirkverbindung mit der Schaltbrücke (14) steht und die Schaltbrücke (14) in Richtung eines im Schaltbereich (4) ausgebildeten Anschlags (15) bewegbar ist.

2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbrücke (14) einen mit dem zentralen Druckbereich (6) der Drucktastenschalterkappe (3) in Wirkverbindung stehenden Betätigungsbereich (1 6) und mindestens einen über die Kontaktfläche (5) beweglichen als Schleifkontakt ausgebildeten Endabschnitt (17) aufweist.

3. Drucktastenschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ausübung einer niederdrückenden Kraft (F) auf den zentralen Druckbereich (6) dieser in Richtung der Grundplatte (2) von einer Ruheposition (1 1 ) über eine Schaltposition (12), bei welcher zwischen dem Endabschnitt (17) und der Kontaktfläche ein elektrischer Kontakt hergestellt ist, in eine Endposition (13) bewegbar ist, wobei mindestens ein Endabschnitt (17) der Schaltbrücke (14) zumindest bei der Bewegung von der Schaltposition (12) in die Endposition (13) eine Schleifbewegung über die Kontaktfläche (5) ausführt.

4. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtbereich (8) passgenau in eine, in der Grundplatte (2) ausgeführten Nut (18) eingreift oder dass der Dichtbereich (8) und die Grundplatte (2) laserverschweißt sind.

5. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaltbereich (4) ein sich von der Grundplatte (2) in Richtung des zentralen Druckbereichs (6) der Drucktastenschalterkappe (3) erstreckender Anschlag (15) für die Schaltbrücke (14) ausgeführt ist.

6. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (19) zur Führung der Schaltbrücke (14) senkrecht zur niederdrückenden Kraftrichtung (10) vorhanden sind.

7. Drucktastenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbrücke (14) ein Federelement (20) in Form eines bogenförmig vorgespannten flachen Metallbandes ist zur weiteren Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Endabschnitt (17) der Schaltbrücke (14) und einer parallel zur Grundplatte (2) ausgebildeten Kontaktfläche (5).

8. Drucktastenschalter nach einem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Betätigungsbereich (1 6) der Schaltbrücke (14) ein in Richtung des zentralen Druckbereichs (6) der Drucktastenschalterkappe (3) ausgebildetes Führungsmittel (19) angeordnet ist und ein Aufnahmemittel des Führungsmittels (19) im zentralen Druckbereich (6) der Drucktastenschalterkappe (3) ausgebildet ist.

9. Drucktastenschalter nach einem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaltbereich (4) ein von der Grundplatte (2) in Richtung des zentralen Druckbereichs der Drucktastenschalterkappe (3) sich erstreckendes Führungsmittel (19) ausgebildet ist, welches durch mindestens eine in der Schaltbrücke (14) vorgesehene Aussparung (22) geführt ist und ein Aufnahmemittel (21 ) des Führungsmittels (19) im zentralen Druckbereich (6) der Drucktastenschalterkappe (3) ausgebildet ist.

10. Drucktastenschalter nach einem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem zentralen Druckbereich (6) der Drucktastenschalterkappe (3) sich in Richtung der Grundplatte (2) parallel zur niederdrückenden Kraftrichtung (10) erstreckendes Führungsmittel (19) angebracht ist, welches durch mindestens eine in der Schaltbrücke (14) vorgesehene Aussparung (22) geführt ist und ein Aufnahmemittel (21 ) des Führungsmittels (19) im Schaltbereich (4) angeordnet ist.

1 1 . Drucktastenschalter nach Anspruch 7 oder nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (17) der Schaltbrücke (14) auf der Kontaktfläche (5) auf der Grundplatte (2) dauerhaft fixiert ist.

12. Drucktastenschalter nach Anspruch 2, 5 und 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass entlang einer niederdrückenden Kraftrichtung (10) in der Ruheposition (1 1 ) der Abstand (23) zwischen dem Betätigungsbereich (1 6) der Schaltbrücke (14) und dem Anschlag (15) kleiner ist als zwischen dem Endabschnitt (17) und der zugeordneten Kontaktfläche und in der Schaltposition ein Abstand (24) zwischen der Schaltbrücke (14) und dem Anschlag (15) vorhanden ist und in der Endposition (13) der Betätigungsbereich (1 6) der Schaltbrücke (14) in Kontakt mit dem Anschlag (15) steht.

13. Drucktastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbrücke (14) ein Metallteil ist, umfassend abschnittsweise Federelemente (20) in Form eines bogenförmig vorgespannten flachen Metallbandes zur weiteren Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Endabschnitt (17) der Schaltbrücke (14) und einer senkrecht zur Grundplatte (2) ausgebildeten Kontaktfläche (5).

14. Drucktastenschalter nach Anspruch 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (5) auf dem Führungsmittel (19) angebracht ist und die Endabschnitte (17) der Schaltbrücke (14) während der Bewegung zwischen der Ruheposition (1 1 ) und der Endposition (13) eine Schleifbewegung auf dem Führungsmit- tel (19) ausführen und damit im dauerhaften Kontakt mit dem Führungsmittel (19) stehen.

15. Drucktastenschalter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsmittel vorhanden ist, welches mit dem Betätigungsbereich (1 6) der Schaltbrücke (14) verbunden ist und in Wirkverbindung mit dem zentralen Druckbereich (6) der Drucktastenschaltkappe (3) steht.