DE3613702A1 - MULTIPLE SWITCH - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Mehrfachschalter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein- und mehrpolige Schalter, Umschalter, Mehrfachschalter u. dgl. sind in den vielfältigsten Formen und Strukturen bekannt, so daß, insbesondere im Hinblick auf die durch die vorlie gende Erfindung ermöglichte spezielle Konzeption eines Mehrfachschalters die umfassende Erläuterung des hier bekannten Stands der Technik entbehrlich ist. Üblicher weise verfügen Mehrfachschalter jedenfalls über ein manuell, gegebenenfalls auch maschinell, etwa über einen Schrittmotor, bewegbares Betätigungselement, wel ches auf die Position von Schaltarmen einwirkt oder unmittelbar Kontakte trägt, die bei der Bewegung des Betätigungselements mit Gegenkontakten je nach Schalter stellung in Wirkverbindung treten. Federn können für eine entsprechende Vorspannung sorgen, desgleichen sind üblicherweise Rastmittel bei Mehrfachschaltern vorgese hen, beispielsweise wenn es sich um Drehschalter han delt, um bei der Verstellung eindeutige Schaltpositionen sicherzustellen.The invention is based on a multiple switch the genus of the main claim. Single and multi-pole Switches, changeover switches, multiple switches and. Like. are in known the most diverse forms and structures, so that, in particular with regard to the existing The present invention enabled special conception of a Multiple switch the comprehensive explanation of the here known prior art is unnecessary. More common in any case, multiple switches have one manually, possibly also mechanically, for example via a stepper motor, movable actuator, wel acts on the position of switching arms or has direct contacts with the movement of the Actuator with counter contacts depending on the switch Position in active connection. Feathers can for provide an appropriate preload, are the same Usually pre-locking means provided with multiple switches hen, for example when it comes to rotary switches delt, for clear switching positions during the adjustment ensure.
Je nach Anwendungszweck sind solche Mehrfachschalter unterschiedlichen Belastungen und Einwirkungen ausge setzt, beispielsweise Verschmutzung, Vibrationen u. dgl., die ihre Funktionen beeinträchtigen können.Depending on the application, such multiple switches are different loads and effects sets, for example pollution, vibrations and. the like, that can affect their functions.
Insbesondere wenn solche Mehrfachschalter, wie dies auch für den Gegenstand vorliegender Erfindung zutreffen kann, zur Funktions- oder Programmsteuerung etwa bei Waschmaschi nen, Spülmaschinen oder ähnlichen Geräten eingesetzt wird, ergeben sich eine Vielzahl von Problemen, die u.a. auch darauf zurückzuführen sind, daß beispielsweise be stimmte Kontaktpaarungen bei der Benutzung solcher Ma schinen ständig, also etwa übliche Standardwaschpro gramme bei einer Waschmaschine, angesteuert werden, wäh rend andere Kontakte nur sehr selten oder niemals betä tigt werden, aber dennoch das eine Mal, bei welchem sie dann funktionieren müssen, eine einwandfreie Kontaktie rung und Weitergabe des Steuersignals unbedingt ermög lichen müssen. Hinzu kommt noch, daß bei vielen Anwen dungsgebieten, insbesondere aufgrund des Einsatzes von Halbleitern, eine einwandfreie Funktion auch und insbe sondere dann sichergestellt sein muß, wenn nur sehr niedrige Spannungen, die üblicherweise im mV-Bereich liegen, zu schalten sind, bei ebenfalls nur niedrigen Strömen. Solche Parameter sind nicht in der Lage, even tuelle Verschmutzungen, die sich an den Kontakten anhäu fen, zu durchschlagen, so daß eine Fehlfunktion bei sol chen Mehrfachschaltern, Programmschaltern bei Waschma schinen u. dgl. praktisch unvermeidbar ist.In particular, if such multiple switches, as may also apply to the subject of the present invention, are used for function or program control, for example in washing machines, dishwashers or similar devices, there are a multitude of problems which can be attributed, inter alia, to the fact that, for example, be correct contact pairings when using such machines, i.e. standard washing programs for a washing machine, can be controlled, while other contacts are only used very rarely or never, but nevertheless the one time when they must then function properly Contacting and transmission of the control signal must be made possible. In addition, in many application areas, especially due to the use of semiconductors, proper functioning must also be ensured, and in particular if only very low voltages, which are usually in the mV range, are to be switched, also only low currents. Such parameters are not able to break through any contamination that accumulates on the contacts, so that a malfunction in such multiple switches, program switches in washing machines and the like. The like is practically unavoidable.
Zwar bietet sich hier die Möglichkeit an, mit sogenann ten Reed-Schaltern zu arbeiten, diese sind jedoch in ihren Abmessungen noch immer zu groß, passen also nicht, jeden falls nicht in der gewünschten Häufung, wie dies für eine Vielzahl von zu schaltenden Kontakten notwendig ist, auf eine Leiterplatte, sie sind sehr empfindlich, da sie über ein in ein Glasröhrchen eingeschmolzenes Kontakt paar verfügen, und sie benötigen zu ihrer Betätigung die Einwirkung eines Magnetfeldes. Es ist daher auch nicht möglich, solche Reed-Kontakte in der gewünschten Weise eng aneinandergrenzend anzuordnen, wegen der gegenseiti gen Beeinflussung; wobei dennoch, um zu einigermaßen akzeptablen Ergebnissen zu gelangen, mit sehr engen Tole ranzen sowohl beim Schalter als auch bei dem oder den einwirkenden Magneten gearbeitet werden muß. Abgesehen von diesen technischen Schwierigkeiten ist aber die Aus bildung von Mehrfachschaltern oder Mehrfachschalter- Tastaturen unter Verwendung von Reed-Schaltern auch un gewöhnlich kostspielig; man kann damit rechnen, daß sich, um hier einen numerischen Wert aus Gründen eines besseren Verständnisses zu nennen, für den Aufbau eines Mehrfachschalters auf Reed-Schalterbasis mit einer mittleren Anzahl von verfügbaren Schaltkontakten etwa Kosten in der Größenordnung von 10 bis 20,- DM oder auch darüber hinaus ergeben.There is an option here with so-called reed switches, but they are in their Dimensions are still too big, so they don't fit everyone if not in the desired cluster, like this for one Large number of contacts to be switched is necessary on a circuit board, they are very sensitive to them via a contact melted into a glass tube couple, and they need the to operate Exposure to a magnetic field. It is therefore not possible such reed contacts in the desired manner to be arranged close to each other because of the mutual influence; being anyway to some extent to get acceptable results, with very tight toles satchel both at the counter and at the or acting magnet must be worked. Except these technical difficulties are the end formation of multiple switches or multiple switch Keyboards using reed switches also un usually expensive; one can expect that itself to get a numerical value here for the sake of a better understanding to build a Multiple switch on reed switch basis with one average number of available switching contacts Costs in the order of 10 to 20, - DM or also result beyond.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Vielzahl von Schaltvorgängen auf engstem Raum mit extrem hoher Zuverlässigkeit auch dann reali siert werden kann, wenn einige oder viele dieser Kontak te nur ganz selten angesteuert werden, der also mit extrem hoher Zuverlässigkeit arbeitet, andererseits aber besonders kostengünstig ist und bei dem die zu schaltenden Kontakte gegenüber der Umgebung dicht, ge gebenenfalls auch hermetisch dicht gehalten sind.The invention is therefore based on the object To create multiple switches of the type mentioned at the beginning, where a variety of switching operations on the tightest Reali space with extremely high reliability Can be placed if some or many of these contacts can only be controlled very rarely, i.e. with extremely high reliability works, on the other hand but is particularly inexpensive and at which the switching contacts tight to the environment, ge may also be kept hermetically sealed.
Die Erfindung löst diese eigentlich in sich widersprüch liche Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß eine Vielzahl einpolig schaltender Kontakte, die jeweils für sich dicht oder vollständig dicht gegen jede Art von aggres siven Medien oder Umgebung, daher insbesondere auch staubdicht, gehalten sind, von einem gemeinsamen Betä tigungselement zur Realisierung stationärer Schaltposi tionen betätigt werden, wobei sowohl die einzelnen Schaltkontakte als auch die für die Betätigung oder An steuerung dieser Schaltkontakte erforderlichen weiteren mechanischen Mittel unmittelbar auf einer Trägerplatte, die bevorzugt eine übliche Leiterplatte ist, in der Konfiguration und Struktur angeordnet werden können, wie sie der jeweils gewünschte Schalteraufbau erfordert.The invention actually resolves this contradicting itself task with the characteristic features of the Main claim and has the advantage that a variety single-pole switching contacts, each for themselves tight or completely tight against any kind of aggres sive media or environment, therefore in particular dustproof, are held by a common bet adjustment element for the realization of stationary switching positions tions are operated, both the individual Switch contacts as well as those for actuation or on control of these switching contacts required further mechanical means directly on a carrier plate, which is preferably a conventional circuit board in which Configuration and structure can be arranged as the required switch design requires.
Die Erfindung beruht daher auf der Konzeption, die ein zelnen Schaltkontakte, die jeweils zu schließen oder zu öffnen sind, vollständig separat zur Verfügung zu stel len, so daß auch eine vollständige galvanische Trennung zwischen den einzelnen Schaltkontakten möglich ist und vor allen Dingen auch das gemeinsame Betätigungselement in allen seinen Teilen potentialfrei ist. Die zu schal tenden Ströme oder Spannungen fließen lediglich auf der Leiterplatte von und zu den einzelnen, innerhalb eines eigenen Kleingehäuses gelagerten Kontakten, wobei ein weiterer erheblicher Vorteil darin besteht, daß solche einzelnen Kontaktkörper mit jeweils eigenem Gehäuse für sich gesehen bekannt und vorgefertigt an anderer Stelle hergestellt sind. Es handelt sich bei diesen Schaltern um sogenannten Miniaturtasten in Form einpoliger Tipp tasten, die einen Schließer umfassen und mit sehr gerin gen Abmessungen in hoher Stückzahl und daher preisgün stig hergestellt werden. Ein leicht verständliches An wendungsgebiet für solche einpoligen Tipptasten ist beispielsweise der Einsatz bei Rechengeräten, die eine Tastatur aufweisen und wobei sich durch das Niederdrük ken jeweiligerTasten jeweils ein elektrisches Impuls signal erzeugen läßt.The invention is therefore based on the concept that a individual switch contacts, each to close or to are to be made available completely separately len, so that also a complete galvanic isolation between the individual switch contacts is possible and especially the common actuator is potential-free in all its parts. The too stale currents or voltages only flow on the PCB from and to the individual, within one own small-bearing contacts, being a another significant advantage is that such individual contact body, each with its own housing for seen known and prefabricated elsewhere are made. These are the switches around so-called miniature buttons in the form of a single-pole tip buttons that include a closer and with very little dimensions in large numbers and therefore inexpensive always be manufactured. An easy to understand is the area of application for such single-pole tap keys For example, the use of computing devices, the one Have keyboard and where by the depression an electrical pulse can generate signal.
Da sich solche einpoligen Tipptasten mit ihren elektri schen Anschlüssen, die gleichzeitig von dem Gehäuse weg weisende Beinchen darstellen, unmittelbar in Leiterplat ten einsetzen lassen, die Bestückung also problemlos automatisch möglich ist, sieht die Erfindung in vorteil hafter Ausgestaltung ferner angrenzend zu den einzel nen Tastenschaltern die Lagerung eines gemeinsamen Be tätigungselementes vor, welches ein über Nocken auf die einzelnen Tipptasten oder Stößel der Tastenschalter einwirkendes Drehteil oder auch ein linear verschieb bares Stellglied sein kann. Um das Betätigungselement, beispielsweise als scheibenförmiges Drehteil mit Dreh achse in der Leiterplatte zu lagern, ist ein Zwischenla gerteil vorgesehen, welches in eine in geeigneter Weise, beispielsweise zentral zu den jeweiligen Tastenschaltern angeordnete Bohrung oder Durchbrechung der Leiterplatte eingeklipst wird, selbst das Lager für das Drehteil bil det und ferner in einer weiteren, besonders vorteilhaf ten Ausgestaltung gleichzeitig Druckübertragungs-Zwi schenmittel (einstückig) ausbildet, die, vorzugsweise federnd, aber nachgiebig zwischen den einzelnen Tippta sten und Stößeln und den Nocken der Betätigungsscheibe liegen, so daß eine Einwirkung von Querkräften auf die Tipptasten ausgeschlossen ist. Solche Querkräfte, die beim Verdrehen der Nockenscheibe auftreten können, wer den von den federnden Auslegern des Zwischenlagerteils aufgefangen.Since such single-pole tap keys with their electri connections that are simultaneously away from the housing Show pointing legs, directly in the circuit board Let it be used, so the assembly is easy is automatically possible, the invention sees an advantage The design is also adjacent to the individual NEN key switches the storage of a common Be Actuating element before, which a cam on the single tap keys or plunger of the key switches acting rotating part or a linear shift cash actuator can be. To the actuator, for example as a disc-shaped turned part with a turn Storing the axis in the circuit board is an intermediate layer provided part, which in a suitable manner, for example centrally to the respective button switches arranged hole or opening in the circuit board is clipped, even the bearing for the turned part bil det and also in a further, particularly advantageous th design simultaneously pressure transmission intermediate training means (in one piece) that, preferably springy but resilient between the individual Tippta and plungers and the cam of the actuating disc lie so that an action of transverse forces on the Touch keys is excluded. Such lateral forces that who can occur when turning the cam disc by the resilient arms of the intermediate storage part caught.
Die Erfindung ermöglicht es daher, bei einem solchen Schalter, dessen einzelne Schaltkontakte bei gegenseiti ger galvanischer Isolierung vollständig dicht, auch hermetisch dicht ausgebildet sind, den ganzen Schalter durch unmittelbare Bestückung auf einer Leiterplatte aufzubauen, so daß diese, was für sich gesehen bei an deren Schalterausführungen bekannt ist, eine Art Ge häuse, jedenfalls lagerndes Hauptteil für den Schalter bildet, so daß sich eine entscheidende Reduzierung so wohl im technischen Aufwand (Anzahl der erforderlichen Teile, Montageaufwand) als auch hinsichtlich der Kosten für einen solchen Schalter ergibt.The invention therefore enables such Switch, the individual switch contacts at mutual ger galvanic insulation completely tight, too are hermetically sealed, the whole switch through direct assembly on a circuit board build up so that what is seen at at whose switch designs are known, a kind of Ge housing, at least the main part for the switch forms, so that there is a decisive reduction probably in the technical effort (number of required Parts, assembly costs) as well as in terms of costs for such a switch.
Von Vorteil ist ferner, daß durch die spezielle Ausfüh rung des erfindungsgemäßen Mehrfachschalters mit Zwischen lagerteil für das Betätigungselement jedes beliebige Leiterplattenmaterial verwendet werden kann, wobei auch bei häufiger Betätigung keine Beeinträchtigungen auftre ten, im Gegensatz zu solchen Schaltern, bei denen das sich bewegende, also drehende oder linear verschiebende Betätigungselement für den Schalter unmittelbar in einer Durchbrechung der Leiterplatte gelagert ist, die daher an den Rändern Veränderungen erfährt, abbröckelt oder beschädigt wird, wodurch sich auch eine Beeinträchti gung des Schalteraufbaus und der Präzision der Schalt funktionen ergeben kann.Another advantage is that the special Ausfüh tion of the multiple switch according to the invention with intermediate any bearing part for the actuator Circuit board material can be used, too no impairment occurs with frequent operation unlike those switches where the moving, i.e. rotating or linearly moving Actuator for the switch immediately in one Breakthrough of the circuit board is stored, therefore undergoes changes, crumbles or changes at the edges is damaged, which also has an adverse effect of the switch design and the precision of the switching functions can result.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Mehrfachschalters möglich. Besonders vorteilhaft ist hier neben der Möglichkeit der automatischen Bestückung der Leiterplatte mit den Tasten schaltern deren spezielle Ausbildung, die, verglichen mit der Miniaturform der Tastenschalter, relativ hohe Betätigungskräfte, die eine deutliche taktile Rückmel dung sichern, umfassen, so daß sich insgesamt alle Vor teile eines sicher umschaltenden Kontaktschalters mit extrem hoher Schaltzuverlässigkeit und langer Lebens dauer in Verbindung mit besonders einfachem Aufbau und kostengünstiger Herstellung ergeben.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of Multiple switch specified in the main claim possible. In addition to the possibility of the automatic assembly of the circuit board with the buttons switch their special training, which, compared with the miniature shape of the button switches, relatively high Actuating forces that have a clear tactile feedback secure, include, so that all together share a safely switching contact switch extremely high switching reliability and long life duration in connection with a particularly simple structure and result in cost-effective production.
Bei einer speziellen Ausführungsform eines Mehrfach- Drehschalters ist das Zwischenlagerteil ein zylindri sches Grundelement, welches in die zentrale Bohrung der Leiterplatte lediglich eingeschnappt zu werden braucht und mit einstückigen federnden Auslegern dann gleichzei tig die einzelnen Tipptasten der Tastenschalter über deckt zur Ablenkung der Seitenkräfte; der letzte Montage schritt besteht dann noch darin, das eigentliche Betäti gungselement als nockenbewehrtes Drehteil in das Zwi schenlagerteil einzusetzen und ebenfalls zu verrasten, etwa mit einem Sprengring.In a special embodiment of a multiple Rotary switch, the intermediate storage part is a cylindri Basic element, which in the central bore of the PCB just needs to be snapped and then with one-piece spring arms at the same time the individual tap keys on the key switches covers to distract the side forces; the last assembly step then consists in the actual actuation tion element as a cam-reinforced rotating part in the Zwi insert and lock into place, for example with a snap ring.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:.Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in the following description explained in more detail. Show it:.
die Fig. 1a und 1b eine bevorzugte Ausführungsform eines für sich gesehen bekannten Tipp-Tastenschalters als Schließer in dichter Kontaktausbildung, einmal in einer seitlichen Schnittdarstellung (Fig. 1a) und einmal in perspektivischer Dar stellung (Fig. 1b), etwa drei- bis viermal ver größert, und FIGS. 1a and 1b, a preferred embodiment of a per se known jog button switch as normally in close contact formation, even in a lateral sectional view (Fig. 1a) and once in perspective Dar position (Fig. 1b), three to four times enlarged, and
Fig. 2 schematisiert eine mögliche Ausführungsform eines Mehrfachschalters als Drehschalter, un mittelbar montiert auf einer Leiterplatte, und Fig. 2 schematically shows a possible embodiment of a multiple switch as a rotary switch, un indirectly mounted on a circuit board, and
Fig. 3 als Teildarstellung in Draufsicht die ergänzen de, vorzugsweise einstückige Ausbildung des Zwischenlagerteils gleichzeitig mit federnden Auslegern zur Überdeckung und Kräfteablenkung der Tipptasten der Tastenschalter. Fig. 3 as a partial view in plan view the complement de, preferably one-piece design of the intermediate storage part at the same time with resilient cantilevers to cover and deflect the forces of the touch keys of the key switch.
Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, für sich gesehen bekannte, vorgefertigte einpolige Tipptastenschalter, die jeweils einen Schließer umfas sen und aufgrund einer gleichzeitig den Schaltkontakt bildenden Springfeder eine Momentumschaltung ermögli chen, als unmittelbare Bestückung von Leiterplatten in einer solchen Anordnung vorzusehen, daß durch die er gänzende Anordnung eines manuell oder maschinell beweg baren Betätigungselements mit eigener Lagerung und einer entsprechenden durch dieses bewirkten, insofern quasi stationären Druckausübung auf die Tipptasten der Tastenschalter je nach den gewünschten, einzunehmenden Schaltstellungen und je nach vorgegebe ner (Dreh-)Position des Betätigungselements bestimmte Schaltkonfigurationen stationär erreicht werden.The basic idea of the present invention is known, prefabricated single-pole Tip switch, each comprising a closer sen and due to a switch contact at the same time spring makes a moment switching possible chen, as an immediate assembly of printed circuit boards in to provide such an arrangement that through which he complete arrangement of a manually or mechanically moving baren actuator with its own storage and one correspondingly caused by this, so to speak stationary pressure on the Tap buttons on the button switches depending on the desired Switch positions to be taken and depending on the specified ner (rotational) position of the actuator Switching configurations can be achieved stationary.
Die in Fig. 1 gezeigte Schnittdarstellung eines bekann ten, daher vorgefertigten einpoligen Tipp-Tastenschal ters 10 umfaßt ein, üblicherweise aus Kunststoff beste hendes Hauptträgerteil 11, in welches in geeigneter Po sitionierung und Form gleichzeitig nach außen geführte Elektroden in Form von Befestigungsbeinchen zur automa tischen Bestückung auf Leiterplatten o. dgl. eingelegt sind, die innen die Kontakte für den einpoligen Schlie ßer bilden. Eine Springfeder 13 ist im Inneren des Mi niatur-Tastenschaltergehäuses so gelagert, daß sie, als beweglicher Schaltarm und gleichzeitig Kontaktele ment, sich in der Offenstellung des Schalters befindet und durch einen in Richtung des Pfeils A einwirkenden Druck in die andere Schaltposition überführt wird, in welcher der Schalter dann geschlossen ist, aus welcher Schaltposition aber aufgrund der Vorspannung der Springfeder 13 bei Beendigung der Druckeinwirkung die Kontakte sofort wieder durch die Federvorspannung in die Ausgangsposition (Schalter offen) überführt werden. Die Druckeinwirkung vom Stößelteil 14 auf die Springfeder 13 erfolgt über eine zwischengelegte, abdichtende Membran 15, die, wie erkennbar, auf einem schneidenartigen Ring vorsprung 16 des Hauptgehäuseteils 11 sitzt, so daß, je nach Auslegung und Wunsch, eine Dichtigkeit bis hin zur Einwir kung gegen aggressive Medien, selbstverständlich Staub dichtigkeit u. dgl. sichergestellt ist. Der Aufbau die ses für sich gesehen bekannten Tipptastenschalters ver vollständigt sich durch ein oberes Führungs- und Halte teil 17, welches den Stößel 14 lagert, der über der Menbran 15 die Springfeder 13 umschaltet und gleichzeitig mit seitlichen Verlängerungen 17 a, 17 b, die in Fig. 1b erkennbar sind, den Hauptkörper 11 umschließt und so den Zusanmmenfalt des Tastenschalters sichert. Es ver steht sich, daß der Tipptastenschalter, falls gewünscht, auch als Öffner ausgebildet sein kann.The sectional view shown in Fig. 1 of a known, therefore prefabricated single-pole tip-key switch 10 includes a, usually made of plastic existing main carrier part 11 , in which in a suitable position and shape simultaneously outward electrodes in the form of mounting legs for automatic tables Components are inserted on printed circuit boards or the like, which form the contacts for the single-pole closer on the inside. A spring 13 is mounted inside the Mi niatur key switch housing so that it, as a movable switching arm and at the same time Kontaktele element, is in the open position of the switch and is transferred to the other switching position by a pressure acting in the direction of arrow A , in which of the switches is then closed, from which switch position but due to the pretension of the spring 13 when the pressure is applied, the contacts are immediately transferred back to the starting position (switch open) by the spring pretension. The action of pressure from the plunger part 14 on the spring 13 takes place via an interposed, sealing membrane 15 , which, as can be seen, sits on a cutting-like ring projection 16 of the main housing part 11 , so that, depending on the design and desire, a tightness up to the effect against aggressive media, of course dust tightness u. Like. Is ensured. The structure of this known push button switch ver is completed by an upper guide and holding part 17 , which supports the plunger 14 , which switches over the diaphragm 15, the spring 13 and at the same time with side extensions 17 a , 17 b , in Figs. 1b seen the main body 11 encloses and secures the so Zusanmmenfalt of the key switch. It is understood that the tip switch, if desired, can also be designed as an opener.
Ein solcher Tastenschalter ist zur automatischen Bestük kung einer in Fig. 2 dargestellten Leiterplatte 20 ge eignet, wobei die nach unten ragenden Beinchen unmittel bar durch entsprechende Bohrungen 21 der Leiterplatte geführt und dann auf der Leiterplattenrückseite (Lei terbahnenseite) entsprechend mit jeweiligen Leiterbah nen elektrisch leitend verbunden werden, beispielsweise durch Tauchlöten.Such a key switch is suitable for the automatic placement of a circuit board 20 shown in FIG. 2, the downwardly projecting legs being guided directly through corresponding holes 21 in the circuit board and then electrically conductive on the rear side of the circuit board (conductor track side) with respective conductor tracks be connected, for example by dip soldering.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines solche abgedichteten Tipptastenschalter 10 verwen denden Drehschalters 22 sind vier einzelne Tastenschal ter 10 a, 10 b, 10 c und 10 d vorgesehen, wobei es sich aber versteht, daß Anzahl, Anordnung und grundsätzlich auch der spezielle Aufbau eines solchen Mehrfachschal ters beliebig ist und daher das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht auf diese Form einschränkt, sondern lediglich einen möglichen grund sätzlichen Aufbau erläutern soll.In the embodiment shown in Fig. 2 of such a sealed tip switch 10 using rotary switch 22 four individual key switch ter 10 a , 10 b , 10 c and 10 d are provided, but it is understood that the number, arrangement and in principle also the special Structure of such a multiple switch is arbitrary and therefore the embodiment shown in FIG. 2 does not limit the invention to this form, but is only intended to explain a possible basic structure.
Die bei dem Mehrfachdrehschalter 22 vorgesehenen vier Tastenschalter 10 a, 10 b, 10 c und 10 d sind längs einer gegebenen Geraden so angeordnet, daß auf jeder Seite der mittig durchgeführten Drehachse des Mehrfachschal ters jeweils zwei der Tastenschalter angeordnet sind. In der zentralen Bohrung 23 der Leiterplatte sitzt jetzt zunächst ein Zwischenlagerteil 24, welches mit der Lei terplatte 20 fest verbunden, vorzugsweise verrastet ist, und zwar in der für sich gesehen bekannten Weise, indem ringförmig oder in bestimmten Abständen über den Umfang verteilt Rastenasen, die bei 24 a, 24 b angedeutet sind, nach dem Durchstecken des Zwischenlagerteils die Leiterplattenrückseite hintergreifen und das Zwischen lagerteil fest mit der Leiterplatte 20 verankern. In diesem Verbindungsbereich ist das Zwischenlagerteil im wesentlichen zylindrisch mit einer eigenen inneren Boh rung 25 ausgebildet, durch die dann wieder die Dreh achse 26 des Betätigungselements geführt ist, welches allgemein schirmartig, jedenfalls bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, ausgebildet ist und vorzugsweise einstückig in eine obere Betätigungs- oder Codierscheibe 26 a übergeht, die dann auf die einzelnen Tipptasten oder Stößel 27 der Tastenschalter 10 a, 10 b ... gerichte te Vorsprünge oder Nocken 28 aufweist, die dem Nieder drücken der Stößel 27 und damit dem Schließen des Kon taktes jedes Tastenschalters dienen. Dies geschieht dann, wenn die Betätigungscheibe 26 a, wie sie im folgen den lediglich noch genannt werden soll, sich in einer Position befindet,in welcher die jeweiligen Nocken 28 auf die Tipptasten oder Stößel 27 ausgerichtet sind und auf diese daher den erforderlichen Schaltdruck ausüben können. Gehalten ist das Drehteil aus Drehachse 26 und Betätigungsscheibe 26 a in der vom Zwischenlagerteil 24 gebildeten Lagerbohrung 25 gegen ein Herausrutschen in diesem Fall nach oben beispielsweise mittels eines in einen bei 29 angeordneten Ringeinstich der Drehachse 26 eingelegten Sprengrings. Es versteht sich, daß hier auch andere Verrastungsmöglichkeiten gegeben sind.The four key switches 10 a , 10 b , 10 c and 10 d provided in the multiple rotary switch 22 are arranged along a given straight line in such a way that two of the key switches are arranged on each side of the central axis of rotation of the multiple switch. In the central bore 23 of the circuit board is now initially an intermediate storage part 24 , which is firmly connected to the Lei terplatte 20 , preferably locked, in the known manner by ring or spaced at certain intervals over the circumference detents are indicated at 24 a , 24 b , after inserting the intermediate bearing part reach behind the back of the circuit board and firmly anchor the intermediate bearing part to the circuit board 20 . In this connection area, the intermediate bearing part is substantially cylindrical with its own inner drilling 25 , through which the axis of rotation 26 of the actuating element is again guided, which is generally umbrella-like, at least in the illustrated embodiment, and is preferably made in one piece in an upper actuation - Or coding disc 26 a passes, which then on the individual tap keys or plunger 27 of the key switch 10 a , 10 b ... has te projections or cams 28 , which press the plunger 27 down and thus the closing of the contact of each key switch serve. This happens when the actuating disc 26 a , as they will be referred to in the following, is in a position in which the respective cams 28 are aligned with the touch keys or plunger 27 and can therefore exert the required switching pressure on them . The rotating part consisting of the axis of rotation 26 and the actuating disk 26 a is held in the bearing bore 25 formed by the intermediate bearing part 24 in order to prevent it from slipping out in this case, for example by means of a snap ring inserted into an annular recess at 29 of the axis of rotation 26 . It goes without saying that other latching options are also available here.
Ein weiteres wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung besteht darin, daß, wie schon am Schalteraufbau der Fig. 2 erkennbar, bei einem Verdrehen der Betätigungs scheibe 26 a die den Umschaltdruck aufbringenden Nocken 28 notwendigerweise jeweils seitlich auf die Stößel 27 der Tastenschalter 10 a, 10 b ... auflaufen würden, so daß sich hier Querkräfte ergeben, die nicht von allen solchen Tipp-Tastenschaltern oder deren Stößeln aufge fangen werden können. Daher ist ein Druckübertragungs- Zwischenteil 31 vorgesehen, welches, wie es sich ver steht, je nach Anordnung der Tastenschalter zwischen den Stößeln 27 und den Nocken 28 angeordnet ist und vorzugsweise den Stößel 27 überdeckende federnde Aus leger umfaßt, die in der x-y-Ebene gegen Verschieben gesichert sind, jedoch in der der Betätigung dienenden und daher in der Zeichenebene vertikalen z-Richtung elastisch oder nachgiebig verschiebbar sind, so daß jede Art von auftretenden Seitenkräften von diesen federnden Auslegern aufgefangen werden. Dies kann dann dazu führen, daß beim allmählichen Auflaufen der Nocken 28 der Betätigungsscheibe, wenn diese in eine neue Schaltposition gedreht wird, die Nocken längs der fe dernden Ausleger 31 a, 31 b (vgl. Fig. 3), im Ausführungs beispiel kreisförmig gleiten, wobei die Stößel 27 der Tastenschalter dann allmählich bis zur Momentumschaltung bei Erreichen der Endposition eingedrückt werden. Es ist dabei eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Er findung, dieses Druckübertragungs-Zwischenteil 31 ein stückig mit dem Zwischenlagerteil 24 auszubilden, so daß dieses aus seiner die Lagerung für die Drehachse 26 bil denden zylindrischen Grundform in der Zeichenebene der Fig. 2 nach oben sich scheibenartig ausbreitend so weit in seiner Struktur verändert, daß sich jedenfalls die erwähnten Ausleger 31 a, 31 b ergeben, die zwischen den Nocken 28 und dem Stößel 27 angeordnet sind.Another essential feature of the present invention is that, as can already be seen on the switch structure of FIG. 2, when the actuating disc 26 a is rotated , the switching pressure applied cam 28 necessarily laterally on the plunger 27 of the key switches 10 a , 10 b . .. would accumulate, so that there are transverse forces that can not be caught by all such tip switch or their plunger. Therefore, a pressure transmission intermediate part 31 is provided, which, as it is ver, depending on the arrangement of the key switch between the plunger 27 and the cam 28 is arranged and preferably comprises the plunger 27 covering resilient From, which in the xy plane against Moving are secured, but in the serving and therefore vertical z- direction in the plane of the drawing are elastically or resiliently displaceable, so that any kind of lateral forces occurring are absorbed by these resilient arms. This can then result in the gradual accumulation of the cams 28 of the actuating disc, when this is rotated into a new switching position, the cams along the fe-reducing boom 31 a , 31 b (see FIG. 3), circularly slide in the execution example , the plunger 27 of the key switch then being pressed in gradually until the torque is switched when the end position is reached. It is an advantageous embodiment of the present invention, this pressure transmission intermediate part 31 in one piece with the intermediate bearing part 24 , so that this from its storage for the axis of rotation 26 bil denden cylindrical basic shape in the plane of FIG. 2 upwards spreading like a disk So far changed in its structure that in any case the mentioned boom 31 a , 31 b result, which are arranged between the cams 28 and the plunger 27 .
Hier sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausfüh rungsformen denkbar; so können die Tastenschalter, wie bei 34 in der Draufsicht der Fig. 3 gezeigt, um nur eine Möglichkeit anzudeuten, sternförmig jeweils vom Mittelpunkt ausgehend hintereinanderliegend angeordnet sein, woraus schon erkennbar ist, daß bei vollständi ger Auffüllung der jeweils vorgesehenen, zur Verfügung stehenden Ringfläche auf der Leiterplatte 20 eine er hebliche Packungsdichte an einzelnen Tastenschaltern er reicht werden kann. In diesem Fall ist es sinnvoll, auch die Druckübertragung bewirkenden Ausleger vom Zwischen lagerteil sternförmig und der Grundstruktur der Anord nung der Tastenschalter folgend, vom Nabenbereich des Zwischenlagerteils ausgehend anzuordnen. Damit die Nocken 28 der Betätigungsscheibe auflaufen können, können dann beidseitig dachförmige Schrägen an den Aus legern angeordnet sein oder das ganze Druckübertragungs- Zwischenteil kann die Form einer federnden Scheibe auf weisen.Here, a variety of different embodiments are conceivable; so, the key switch, as shown at 34 in the plan view of FIG. 3, to indicate only one possibility, are arranged in a star shape one behind the other starting from the center, from which it can already be seen that with full completeness of the provided, available ring area on the circuit board 20 he considerable packing density on individual key switches he can be reached. In this case, it makes sense to also arrange the pressure-transmitting boom starting from the intermediate bearing part in a star shape and following the basic structure of the arrangement of the key switches, starting from the hub region of the intermediate bearing part. So that the cams 28 of the actuating disk can run up, roof-shaped bevels can then be arranged on both sides of the layers or the entire pressure transmission intermediate part can have the shape of a resilient disk.
Es ist auch möglich, noch zusätzliche Tastenschalter in verschiedenen Höhenebenen anzuordnen, beispielsweise kann oberhalb der Leiterplatte 20 eine weitere Leiter platte angeordnet werden, deren Tastenschalter mit ihren Stößeln 27 nach unten gerichtet sind, wobei dann die Betätigungsscheibe 26 a nach oben gerichtete weitere Nok ken 28 aufweisen kann.It is also possible to arrange additional key switches in different height levels, for example, another printed circuit board can be arranged above the circuit board 20 , the key switch with their plunger 27 are directed downwards, then the actuating disc 26 a upward further Nok ken 28th can have.
Es ist auch möglich, bei speziellen Ausführungsformen der Tastenschalter, bei denen zwar die Montage wie in Fig. 2 gezeigt durch Durchstecken der Anschlußbeinchen durch die Bohrung 21 der Leiterplatte erfolgt, jedoch der Betätigungsstößel 27 seitlich angesetzt ist, die einzel nen Tastenschalter über Randkantennocken der Betätigungs scheibe 26 zu schalten. Auch kombinierte Strukturen können vorgesehen sein, beispielsweise also zusätzlich zu den Tastenschaltern 10 a, 10 b ... noch die Anordnung weiterer Tastenschalter, die von der Randkante der Be tätigungsscheibe 26 umgeschaltet werden.It is also possible, in special embodiments of the key switches, in which the assembly as shown in FIG. 2 is carried out by pushing the connecting pins through the bore 21 of the printed circuit board, but the actuating plunger 27 is attached laterally, the individual key switches via edge edge cams of the actuation disc 26 to switch. Combined structures can also be provided, for example in addition to the key switches 10 a , 10 b ... the arrangement of further key switches which are actuated by the edge of the actuating disk 26 .
Die Drehachse 26 des bei diesem Mehrfachdrehschalter als Drehteil ausgebildeten Betätigungselements kann beid seitig, wie bei 32 a, 32 b angedeutet, verlängert sein, so daß eine Betätigung von beiden Seiten möglich ist; es ist auch möglich, hier an einem der wegstehenden Achs stummel 32 a, 32 b ein Zahnrad anzuflanschen, so daß eine maschinelle Verdrehung des Schalters, etwa über ein Ge triebe mit Schrittmotor, eine relaisbetätigte Ratschen schaltung o. dgl. möglich ist.The axis of rotation 26 of the actuating element designed as a rotary part in this multiple rotary switch can be extended on both sides, as indicated at 32 a , 32 b , so that actuation from both sides is possible; it is also possible to flanged a gear wheel here to one of the standing stub axles 32 a , 32 b , so that mechanical rotation of the switch, for example via a gearbox with a stepping motor, a relay-operated ratchet circuit or the like is possible.
Insbesondere bei manueller Betätigung empfiehlt es sich, zwischen dem vom Zwischenlagerteil 24 gebildeten Basis teil und dem Drehteil, also der Drehachse 26 eine Posi tionsverrastung für die verschiedenen Schaltstellungen vorzunehmen; dies kann, wie bei 35 angedeutet, dadurch geschehen, daß in einer Querbohrung der Drehachse 26 eine von einer Feder vorgespannte Kugel gehalten ist, die bei jeder erreichten Schaltposition des Drehteils in eine Ausnehmung 35 a auf der Bohrungsinnenseite des Zwischenlagerteils einrastet und so die jeweilige Schaltstellung auch bei manueller Verdrehung durch das Einrasten der federvorgespannten Kugel deutlich merkbar fixiert. Hier können auch andere Rastmittel, wie für sich gesehen bekannt, Verwendung finden. Eine besonders bevor zugte, auch im Aufbau einfache Ausgestaltung für eine Rastung besteht noch darin, daß durch entsprechende Ausbildung der Nocken 28 und der Ausleger 31, 31 a, 31 b, etwa durch Wulstbildung im Auslegerbereich, jeweils vor und hinter einer Rastposition der Nocken eine ent sprechend gestaltete Nockenbahnraststellung findet und in diese eingreift. Dadurch werden zusätzliche Rastteile entbehrlich.In particular with manual actuation, it is advisable to make a position locking for the different switching positions between the base part formed by the intermediate bearing part 24 and the rotating part, that is to say the axis of rotation 26 ; as indicated at 35 , this can be done by holding a spring-loaded ball in a transverse bore of the axis of rotation 26 , which snaps into a recess 35 a on the inside of the bore of the intermediate bearing part at each switching position of the rotating part and thus the respective switching position fixed even noticeably in the case of manual rotation by snapping the spring-loaded ball. Other locking means, as is known per se, can also be used here. A particularly preferred, also in construction simple design for a detent is still that by appropriate training of the cams 28 and the boom 31 , 31 a , 31 b , such as by bulging in the boom area, each before and after a locking position of the cams one accordingly finds and engages cam track stop position. This makes additional locking parts unnecessary.
Geht man lediglich von der Anordnung, wie in Fig. 2 ge zeigt, aus, bei der vier Kontakte vorgesehen sind, die von vier einzelnen einpoligen Tipp-Tastenschaltern 10 a, 10 b, 10 c und 10 d gebildet sind, dann läßt sich, um nur ein Ausführungsbeispiel von vielen möglichen anzugeben, hiermit bei zehn verschiedenen Raststellungen, über einen vollständigen 360°-Drehwinkel verteilt, beispielsweise ein BCD-Code wie nachfolgend angegeben, realisieren: If one only starts from the arrangement, as shown in FIG. 2, in which four contacts are provided, which are formed by four individual single-pole push-button switches 10 a , 10 b , 10 c and 10 d , then In order to specify only one embodiment of many possible, implement this with ten different locking positions, distributed over a complete 360 ° rotation angle, for example a BCD code as specified below:
Die in dieser Tabelle angegebenen jeweiligen Schaltposi tionen der Tastenschalter 10 a, 10 b, 10 c und 10 d werden durch eine entsprechende Verteilung der Schaltnocken 28 über die untere Ringscheibenfläche der Betätigungs scheibe erreicht, wobei es sich versteht, daß gleich zeitig auch noch, von den gleichen Nocken 28 zusätzli che Schalter, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, betätigt werden können, soweit dies in den jewei ligen Schaltprogrammablauf paßt. Diese zusätzlichen Schalter können dann in entsprechender versetzter Win kelposition, wie schon erwähnt, auf der gleichen Leiter platte 20 oder auch auf zusätzlichen Leiterplatten ange ordnet sein.The given in this table respective switch positions of the key switches 10 a , 10 b , 10 c and 10 d are achieved by a corresponding distribution of the switching cams 28 over the lower annular disc surface of the actuating disc, it being understood that at the same time also from the same cam 28 additional che switch, which are not shown in the drawing, can be operated insofar as this fits into the respective circuit program sequence. These additional switches can then be in a corresponding staggered win kelp position, as already mentioned, on the same circuit board 20 or on additional circuit boards.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch inbeliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the features shown in the drawing can both individually as well as in any combination with each other be essential to the invention.
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