DE19700846C1 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents
Elektrische SchaltvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, bei der ein
Druckkörper gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 bei Betätigen
eine elektrisch Verbindung auf einer Leiterplatte herstellt.
Eine bekannte Schaltvorrichtung (EP 0 600 943 B1) weist einen
Druckkörper auf, der zumindest an einer Stirnfläche elek
trisch leitend ausgebildet ist. Zum Schalten wird der Druck
körper auf elektrische Anschlußflächen einer Leiterplatte
niedergedrückt. Dabei wird durch den Druckkörper eine elek
trische Verbindung zwischen den Anschlußflächen hergestellt.
Der Druckkörper ist dabei weichelastisch ausgebildet, damit
die Anschlußflächen auf der Leiterplatte nicht beschädigt
oder abgenutzt werden. Bei einer solchen Schaltvorrichtung
können die Anschlußflächen dennoch abgenutzt werden, wodurch
das Schaltverhalten verschlechtert wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Schaltvorrich
tung zu schaffen, die auf Dauer möglichst wenig abgenutzt
wird.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von
Patentanspruch 1 gelöst. Dabei sind Anschlußflächen aus einem
elastischen Material auf einer Leiterplatte aufgebracht. Da
durch kann eine Drucktaste, die mit ihrer Stirnfläche beim
Niederdrücken eine elektrische Verbindung zwischen den An
schlußflächen herstellt, sowohl aus einem harten, metalli
schen Material als auch aus einem elastischen Material herge
stellt werden. Die Schaltvorrichtung ist beständiger gegen
Abrieb beim Schalten. Außerdem verbessert sich das Schaltver
halten, da auch Lagetoleranzen des Druckkörpers besser ausge
glichen werden.
Falls die Drucktaste der Schaltvorrichtung aus einem harten
Material hergestellt ist, so kann die Drucktaste leichter an
einem Gehäuse befestigt werden oder beim Herstellungsvorgang
des Gehäuses leichter in dieses eingefügt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen beschrieben. So kann die Drucktaste zur einfa
chen Herstellung eine elektrisch leitende Metallschicht an
der Stirnfläche aufweisen. Die Drucktaste kann auch vollmas
siv aus einem nur wenig elastischem Material, wie beispiels
weise Metall, hergestellt sein. Die Anschlußflächen auf der
Leiterplatte können im Siebdruckverfahren einfach auf die
Leiterplatte aufgebracht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schalt
vorrichtung und
Fig. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbei
spiel einer Schaltvorrichtung.
Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung weist eine Leiter
platte 1 (Fig. 1) auf, auf der zumindest zwei Leiterbahnen
als elektrisch leitende Anschlußflächen 2 aufgebracht sind.
Die Anschlußflächen 2 sind mit einer auf der Leiterplatte 1
angeordneten, in den Figuren nicht dargestellten elektroni
schen Schaltung verbunden.
Sobald die zwei Anschlußflächen 2 elektrisch miteinander ver
bunden werden, so entspricht dies einem geschlossenen Schal
ter. Wenn die elektrische Verbindung wieder unterbrochen
wird, so entspricht dies einem offenen Schalter.
Als Schaltelement dient hier ein Druckkörper oder eine Druck
taste 3, die zumindest an ihrer Stirnfläche 4 elektrisch lei
tend ausgebildet ist. Falls ein Benutzer die Drucktaste 3
niederdrückt (siehe Pfeile in den Fig. 1 und 2), so liegt
die Stirnfläche 4 zumindest auf jeweils einem Teil jeder An
schlußfläche 2 auf. Infolgedessen wird eine elektrische Ver
bindung zwischen den beiden Anschlußflächen 2 hergestellt,
welches dem Schließen eines Schalters entspricht. Folglich
wird ein Schaltsignal erzeugt, das in der Schaltung ausgewer
tet wird. Die Schaltung erzeugt dann gegebenenfalls ein Steu
ersignal.
Die Drucktaste 3 ist in einem Gehäuse 5 angeordnet, das die
Leiterplatte 1 umschließt. Die Leiterplatte 1 ist über eine
Halterung 6 an dem Gehäuse 5 befestigt. Folglich bleibt die
Leiterplatte 1 gegenüber dem Gehäuse 5 weitgehend starr in
seiner Lage, selbst wenn mit der Drucktaste 3 auf die Leiter
platte 1 gedrückt wird.
Damit die Drucktaste 3 einfach niedergedrückt werden kann,
ist das Gehäuse 5 zumindest im Bereich der Drucktaste 3 wei
chelastisch ausgebildet. Das restliche Gehäuse 5 kann harte
lastisch ausgebildet oder aus Metall hergestellt sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Drucktaste 3
aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, in
das elektrisch leitende Metallpartikel 7 eingebracht sind.
Dadurch wird die Drucktaste 3 elektrisch leitend. Überdies
wird die Drucktaste 3 durch die Metallpartikel 7 versteift,
wodurch eine sichere Schaltfunktion gewährleistet wird.
Damit die Anschlußflächen 2 auf der Leiterplatte 1 nicht
durch das ständige Niederdrücken der Drucktaste 3 abgenutzt
werden, sind die Anschlußflächen 2 aus einem weichelastischen
Material mit gummielastischen, federnden Eigenschaften herge
stellt.
Die Anschlußflächen 2 können beispielsweise im Siebdruckver
fahren auf die Leiterplatte 1 aufgebracht werden. Ebenso kön
nen die restlichen Leiterbahnen der beiterplatte 1 in einem
Arbeitsgang zusammen mit den Anschlußflächen 2 im Siebdruck
verfahren aufgebracht werden.
Es genügt allerdings, wenn nur die Anschlußflächen 2 im Be
reich der Drucktaste 3 aus einem weichelastischen Material
hergestellt sind, während die restlichen Leiterbahnen aus ei
nem harten, elektrisch leitenden Metall, wie Kupfer, Gold,
Silber usw., hergestellt sind.
In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Schaltvorrichtung dargestellt, wobei Elemente gleicher Kon
struktion oder Funktion dieselben Bezugszeichen wie in Fig.
1 tragen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Drucktaste 3 ledig
lich ein dünne, elektrisch leitende Metallschicht 8 (Fig. 2)
auf, die an der Drucktaste 3 befestigt ist und somit die
Stirnfläche 4 der Drucktaste 3 bildet.
Für die Erfindung ist es unwesentlich, wie dick die Metall
schicht 8 ausgebildet ist. So kann die gesamte Drucktaste 3
vollmassiv aus Metall als Metallschicht 8 hergestellt sein.
Wesentlich hingegen ist, daß die Drucktaste 3 an ihrer Stirn
fläche 4 elektrisch leitend ausgebildet ist. Somit wird si
cher eine Schaltfunktion durchgeführt, sobald die Stirnfläche
4 auf den Anschlußflächen 2 aufliegt.
Durch die nachgiebigen, weichelastischen Anschlußflächen 2
wird ein Abnutzen der Anschlußflächen 2 vermindert, da diese
durch das Niederdrücken der Drucktaste 3 zwar verformt, aber
nach Nachgeben des Drucks auf die Anschlußflächen 2 in ihre
ursprüngliche Form wieder zurückkehren. Dies wird durch das
weichelastische und federnde Material der Anschlußflächen 2
gewährleistet.
Die Drucktaste 3 und das Gehäuse 5 können beispielsweise aus
Silikon, aus Polycarbonat oder aus Polybutylenterephtalat
hergestellt sein, die je nach Anforderung durch Glasfasern
mechanisch verstärkt sein können. Als Leiterplatte 1 können
herkömmliche Leiterplatten, beispielsweise aus FR4® verwendet
werden.
Als Material für die Anschlußflächen 2 können Polymere
(Kunststoffe oder Gummi) verwendet werden, die durch einge
brachte Silberpartikel elektrisch leitend gemacht werden. Po
lymere können in Form einer weichelastischen Leitpaste durch
Druckverfahren, wie Siebdruck, oder durch Dispensen mit Na
deldüsen auf die Leiterplatte 1 aufgebracht werden. Die Dicke
der Anschlußflächen 2 liegt im Bereich kleiner als 1 mm
(üblicherweise etwa 100 µm).
Eine solche Schaltvorrichtung ist vorteilhafterweise in ihren
Abmessungen sehr gering. Dadurch eignet sich diese Schaltvor
richtung besonders für den Einsatz als Tastschalter bei trag
baren Fernbedienungen, wie sie beispielsweise für fernbedien
bare Schließsysteme eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Die Schaltvorrichtung kann auch für sogenannte Smart Cards
(scheckkartengroße Chipkarten mit Drucktasten) verwendet wer
den.
Bei Betätigen der Drucktaste 3 wird ein Schaltsignal ausge
löst, das durch die Schaltung auf der Leiterplatte 1 ausge
wertet wird. Wenn die Drucktaste 3 als Ver- und/oder Entrie
gelungstaste vorgesehen ist, so wird nach Betätigen der
Drucktaste 3 ein Codesignal ausgesendet, durch das nach Emp
fang im Kraftfahrzeug das Ver- bzw. Entriegeln der Fahrzeug
türen gesteuert wird.
Mit der Drucktaste 3 können auch Komfortfunktion, wie Schlie
ßen oder Öffnen der Fenster, Einstellen der Sitze, Einschal
ten der Heizung, usw. fernbedient gesteuert werden.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann auch für andere
Zwecke verwendet werden, und zwar überall dort, wo Schaltvor
richtungen mit geringen Abmessungen bei geringem Verschleiß
benötigt werden.
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung hat den Vorteil, daß
sie einfach aufgebaut und einfach herzustellen ist. So kann
beispielsweise das Gehäuse 5 zusammen mit der Drucktaste 3 in
einem Arbeitsgang durch ein Gießverfahren, wie beispielsweise
Spritzguß, hergestellt werden. Vorteilhaft wird dabei das Ge
häuse 5 im Bereich der Drucktaste 3 weichelastisch und anson
sten hartelastisch ausgebildet. Somit wird das Gehäuse 5
dicht gegen äußere Einflüsse, wie Staub oder Flüssigkeiten.
Falls das Gehäuse 5 elektrisch leitend ist (durch leitfähige
Partikel oder durch Metallgehäuse), so ist es auch vor elek
tromagnetischer Strahlung störsicher.
Wenn die Drucktaste 3 aus einem harten Material, wie Metall
besteht, so kann die Drucktaste 3 beim Spritzgießen in das
Spritzgußwerkzeug eingelegt und somit in das Gehäuse 5 inte
griert werden. Das Gehäuse 5 kann auch als sogenannte "drei
dimensionale Leiterplatte" verwendet werden. Solche Leiter
platten sind der Fachwelt auch unter der Bezeichnung
"MID-Leiterplatten" (Molded Interconnected Device) bekannt. Bei
einem solchen Gehäuse 5 kann die Drucktaste 3 mit ihrer Me
tallschicht 8 besonders einfach hergestellt werden.
Claims (6)
1. Elektrische Schaltvorrichtung mit
- - einer Drucktaste (3), die zumindest an einer Stirnfläche (4) elektrisch leitend ausgebildet ist, und mit
- - einer Leiterplatte (1) mit zumindest zwei elektrisch lei
tenden Anschlußflächen (2), auf denen die Stirnfläche (4)
der Drucktaste (3) aufliegt, wenn die Drucktaste (3) nie
dergedrückt wird, wodurch ein Schaltsignal infolge einer
elektrischen Verbindung der beiden Anschlußflächen (2) er
zeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflächen (2) aus einem elastischen Material auf der Leiterplatte (1) aufgebracht sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnfläche (4) durch eine elektrisch leitende Me
tallschicht (8) gebildet wird, die an der Drucktaste (3) be
festigt ist.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucktaste (3) aus einem elektrisch isolierenden Ma
terial hergestellt ist, in das elektrisch leitende Partikel
(7) eingebettet sind, wodurch auch die Stirnfläche (4) der
Drucktaste (3) elektrisch leitend wird.
4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucktaste (3) vollmassiv aus elektrisch leitendem
Material hergestellt ist und an einem Gehäuse (5) befestigt
ist.
5. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflächen (2) aus einer
elastischen Leitpaste hergestellt sind, die durch ein Druck
verfahren oder durch Dispensen auf die Leiterplatte (1) auf
gebracht sind.
6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) durch ein Gieß
verfahren hergestellt ist und im Bereich der Drucktaste (3)
elastisch ausgebildet ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997100846 DE19700846C1 (de) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Elektrische Schaltvorrichtung |
PCT/DE1998/000038 WO1998031027A1 (de) | 1997-01-13 | 1998-01-07 | Elektrische schaltvorrichtung |
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WO (1) | WO1998031027A1 (de) |
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- 1997-01-13 DE DE1997100846 patent/DE19700846C1/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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WO1998031027A1 (de) | 1998-07-16 |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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