DE3736892A1 - Tast- oder druckschalter und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Tast- oder druckschalter und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen kleinen (miniaturisierten),
auf einem Substrat gekapselten Tast- oder Druckschalter
zum Ein/Ausschalten unter Nutzung der Reversier- oder Um
kehrwirkung einer Tellerfeder sowie ein Verfahren zur
Herstellung eines solchen Druckschalters.
Ein auf einem Träger oder Substrat angeordneter Kompakt
bau-Tast- oder -Druckschalter sollte zweckmäßig kleine
Abmessungen aufweisen und kostengünstig sein, dabei aber
eine genaue Kontaktschließwirkung (contact condition),
eine hohe Betriebssicherheit sowie lange Betriebslebens
dauer gewährleisten. Aus diesen Gründen weist ein in
Fig. 24 dargestellter herkömmlicher Tast- oder Druckschal
ter einen Mittenkontakt 202 und einen Umfangs- oder Rand
kontakt 203, die einen Strom- oder Leiterpfad zu schließen
vermögen und die in einem isolierenden Gehäuse 201 fest
gelegt sind, sowie eine nach oben konvexe, an ihrem Außen
rand mit dem Randkontakt 203 in Berührung stehende Teller
feder 204 auf. Weiterhin umfaßt er ein mit einem Fort
satz 205 a, der an der Oberseite der Tellerfeder 204 an
liegt, versehenes Betätigungselement 205. Wenn letzteres
nach unten gedrückt wird, drückt der Fortsatz 205 a die
Tellerfeder 204 nach unten, so daß deren Innenfläche in
ihrem Mittelbereich mit dem Mittenkontakt 202 in Berührung
gelangt. Auf diese Weise wird der Mittenkontakt 202 über
die Tellerfeder 204 elektrisch mit dem Randkontakt 203
verbunden (kontaktiert).
Bei einem bisherigen Verfahren zur Herstellung des vor
stehend beschriebenen Druckschalters (JP-B-56-43 573) wer
den zahlreiche Leiterpfade (conduction circuit) mit je
weils einem Paar von Mitten- und Randkontakten in einem
Band (hoop) gekoppelt, und eine Anzahl von Trägern (mounts)
zum Halten der Leiterpfade werden im Einsatz- oder Spritz
guß (insert-molded) hergestellt, worauf in eine Ausnehmung
jedes Trägers je eine Druckfeder (Tellerfeder) eingesetzt
wird.
Bei diesem herkömmlichen Tast- oder Druckschalter ist die
Tellerfeder in einem Gehäuse oder Träger waagerecht be
wegbar, so daß sie keinen sicheren Kontakt mit dem Rand
kontakt aufrechterhalten kann. Aus dem gleichen Grund ist
der Randkontakt der Außenatmosphäre ausgesetzt, so daß
häufig ein Kontaktversagen infolge des Eindringens von
Staub und dgl. auftritt. Wenn zudem der Schalter nach dem
kompakten Einbau in das Substrat mit Wasser gewaschen
wird, dringt Feuchtigkeit ein, wodurch die Automatisierung
der Substratmontage beeinträchtigt wird. Wenn die Dicke
der Tellerfeder zur Verbesserung des "Betätigungsgefühls"
vergrößert wird, erhöht sich die für die elastische Ver
formung nötige Innen- oder Eigenspannung, so daß der Druck
schalter aufgrund von Ermüdung bei wiederholter Betätigung
leicht beschädigt werden kann und damit eine geringere
Haltbarkeit zeigt. Außerdem müssen dabei die Tellerfeder,
eine Betätigungstaste zum Niederdrücken der Feder und ein
Deckel als Schutzglied in verschiedenen Arbeitsgängen mon
tiert werden, wodurch die Fertigungsvorgänge kompliziert
werden.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Tast-
oder Druckschalters mit einem Gehäuse eines Doppel(bau
teil)aufbaus mit inneren und äußeren Elementen, einem
durch das äußere Element nach außen hin abgeschirmten Um
fangs- oder Randkontakt und einer Tellerfeder, wobei das
Eindringen von Fremdkörpern in den Grenzflächenbereich
zwischen Randkontakt und Außenkante der Tellerfeder ver
hindert sein soll, so daß eine sichere Kontaktierung so
wie Staub- und Wasserdichtheit gewährleistet werden und
eine Automatisierung der Substratherstellung ermöglicht
wird, während gleichzeitig Haltbarkeit und Betriebssicher
heit oder Bedienbarkeit des Schalters verbessert sind.
Bei diesem Druckschalter soll ein zufriedenstellender
Kontakt- oder Schließzustand eines Strom- oder Leiter
pfades gewährleistet sein; zudem sind dabei die elastischen
Elemente, wie Tellerfeder und Betätigungstasten, im Inneren
untergebracht, wodurch verringerte Größe und Dicke sowie
verbesserte Bedienbarkeit erzielt werden.
Die Erfindung betrifft auch die Schaffung eines Verfahrens
zur einfachen und wirtschaftlichen Herstellung eines sol
chen Druckschalters durch zwei aufeinanderfolgende Ein
satzgieß- oder -formvorgänge (insert molding processes),
um Mittenkontakt, Randkontakt und Tellerfeder in einem
zweiteiligen Gebilde (double structure) zu halten.
Bei diesem Verfahren sollen die einen Leiterpfad (conduction
circuit) bildenden Teile und Schutzelemente einzeln in
einem Streifen oder Band (hoop) gekoppelt sein, wobei die
Teile in zwei aufeinanderfolgenden Einsatzgießvorgängen
in ein zweiteiliges Gebilde integriert werden.
Die obige Aufgabe wird bei einem Tast- oder Druckschalter,
umfassend einen Mittenkontakt und einen Umfangs- oder
Randkontakt, die eine(n) Leiterstrecke oder -pfad bilden,
eine leitfähige Tellerfeder, deren Außenrandteil mit dem
Randkontakt in Berührung steht, und ein isolierendes
Kontakt-Tragelement zur Halterung von Mittenkontakt und
Randkontakt, wobei der Randkontakt einen die Außenseite
des Mittenkontakts umschließenden Ringkontakt bildet, er
findungsgemäß gelöst durch ein in fester Berührung mit
der Außenseite des Kontakt-Tragelements angeordnetes (oder
angeformtes) isolierendes Gehäuse zur sicheren Festlegung
(Befestigung) des Außenrandteils der Tellerfeder und des
Randkontakts zwischen dem Gehäuse und der Oberseite des
Kontakt-Tragelements um dessen Gesamtumfang herum.
Bei diesem Tast- oder Druckschalter ist der gesamte Umfang
der Außenkante der Tellerfeder durch das Gehäuse am ge
samten Umfang des ringförmigen Randkontakts festgelegt.
Infolgedessen ist der Bereich zwischen der Oberseite des
Kontakt-Tragelements und der Innenseite der Tellerfeder
nach außen hin völlig abgeschlossen, so daß der Mitten
kontakt sicher gegenüber der Außenseite abgeschirmt ist.
In anderer Ausgestaltung betrifft die Erfindung einen
Druckschalter, der gekennzeichnet ist durch einen einen
Strom- oder Leiterpfad bildenden Mittenkontakt, einen den
Gesamtumfang des letzteren umschließenden Umfangs- oder
Randkontakt, ein Kontakt-Tragelement zum Tragen oder Hal
tern von Mitten- und Randkontakt, eine dünne elastische
leitfähige Platte oder Leiterplatte, deren Außenrandteil
in normaler Berührung mit dem Randkontakt steht und deren
Mittenbereich mit dem Mittenkontakt in Berührung bring
bar ist, ein elastisches Federelement mit einer
isolierenden Betätigungs-Taste, die in inniger Berührung
mit der Oberseite des Mittenteils der Leiterplatte steht,
und ein in inniger Berührung mit den Außenseiten des Kon
takt-Tragelements stehendes isolierendes Gehäuse zur
sicheren Festlegung des Randkontakts, des Außenrandteils
der Leiterplatte und des Außenrandteils des Federelements
zwischen Gehäuse und Oberseite des Kontakt-Tragelements.
Bei diesem Druckschalter wird Elastizität durch das Feder
element und die dünne leitfähige Platte oder Leiterplatte
gewährleistet, so daß die elastischen Eigenschaften ver
bessert sind und gleichzeitig eine hohe Betriebssicher
heit und eine längere Standzeit der Kontakte erreicht
werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Her
stellung eines Tast- oder Druckschalters, das dadurch ge
kennzeichnet ist, daß in getrennten Streifen oder Bändern
(hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte, Umfangs- oder
Randkontakte, die jeweils den Gesamtumfang des betreffen
den Mittenkontakts umschließen, und Tellerfedern, die je
weils mit dem gesamten Außenumfang des betreffenden Rand
kontakts in Berührung stehen oder bringbar sind, ausge
bildet werden, in einem ersten Spritz- oder Einsatzgieß
vorgang ein Kontakt-Tragelement an jedem Mittenkontakt
angeformt wird, nach dem ersten Einsatzgießvorgang je ein
einzelner Randkontakt und eine (zugeordnete) Tellerfeder
getrennt oder miteinander vereinigt auf die Oberseite des
betreffenden Kontakt-Tragteils aufgelegt werden und in
einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Gehäuse
in inniger Berührung mit der Außenfläche jedes Tragele
ments an diesem angeformt wird, um die Tellerfeder und
den auf die Oberseite des Kontakt-Tragelements aufge
setzten Randkontakt sicher zwischen dem Gehäuse und dem
Kontakt-Tragelement festzulegen. Bei diesem Verfahren wird
der Mittenkontakt durch das beim ersten Einsatzgießen ge
bildete Kontakt-Tragelement gehalten. Weiterhin werden
der Randkontakt und die Tellerfeder durch das im zweiten
Einsatzgießvorgang gebildete Gehäuse sicher zwischen dem
Gehäuse und der Oberseite des Kontakt-Tragelements fest
gelegt. Diese beiden Einsatzgießvorgänge werden aufein
anderfolgend durchgeführt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur
Herstellung eines Druckschalters, das dadurch gekenn
zeichnet ist, daß in getrennten Streifen oder Bändern
(hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte, Umfangs- oder
Randkontakte, die jeweils den gesamten Außenumfang des
betreffenden Mittenkontakts umschließen, dünne leitfähige
Platten oder Leiterplatten, die jeweils mit einem Außen
randteil mit dem betreffenden Randkontakt in Berührung
stehen, und Federelemente, die jeweils eine mit der be
treffenden dünnen Leiterplatte in Berührung stehende iso
lierende Betätigungs-Taste aufweisen, ausgebildet wer
den, die Betätigungs-Taste und ein Ringelement aus einem
Isoliermaterial jeweils am Mittelteil bzw. Außenrand
teil des Federelements angeformt werden, wobei das Ring
element mit der Leiterplatte in Berührung steht, in einem
ersten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Kontakt-Trag
element für jeden Mittenkontakt geformt wird, jeweils ein
Randkontakt und eine Leiterplatte, deren Außenrandteile
miteinander in Berührung stehen, auf die Oberseite des
betreffenden Kontakt-Tragelements aufgesetzt werden und
in einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Ge
häuse in fester Anlage an den Außenseiten des Kontakt-
Tragelements angeformt wird, um den Randkontakt, die Lei
terplatte und das Federelement sicher zwischen dem Ge
häuse und der Oberseite des Kontakt-Tragelements festzu
legen, nachdem das Federelement auf den Randkontakt und
die Leiterplatte so aufgesetzt worden ist, daß nur das
Ringelement damit in Berührung steht bzw. daran anliegt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er
findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Tast-
oder Druckschalters gemäß der Erfindung,
Fig. 2A eine Aufsicht auf den Schalter nach Fig. 1,
Fig. 2B eine Schnitt-Seitenansicht des Tast- oder Druck
schalters,
Fig. 2C einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2A,
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Dar
stellung der wesentlichen Teile des Tast- oder
Druckschalters nach Fig. 1,
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Dar
tellung desselben Schalters,
Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen
Teile einer Fertigungsstraße zur Erläuterung
eines Verfahrens zur Herstellung des Tast- oder
Druckschalters (nach Fig. 1 bis 4),
Fig. 6A eine Aufsicht auf einen nach einem ersten Ein
satzgieß- oder -formvorgang hergestellten Kon
taktträger,
Fig. 6B eine Seitenansicht des Kontaktträgers nach
Fig. 6A,
Fig. 6C einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 6A,
Fig. 6D eine Aufsicht auf einen beim ersten Einsatz
formen (insert molding) eingesetzten Mittenkon
takt,
Fig. 7 eine im Schnitt in verschiedenen Ebenen gehal
tene Darstellung einer für den ersten Einsatz
gießvorgang benutzten Gießform bzw. Kokille,
Fig. 8 eine Aufsicht auf einen beim zweiten Einsatz
gießvorgang verwendeten Umfangs- oder Randkon
takt,
Fig. 9 eine Aufsicht auf eine beim zweiten Einsatz
gießvorgang verwendete Tellerfeder,
Fig. 10 eine Schnitt-Vorderansicht einer für den zwei
ten Einsatzgießvorgang verwendeten Gießform
oder Kokille,
Fig. 11 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische
Darstellung eines Tast- oder Druckschalters ge
mäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 12A eine Aufsicht auf den Schalter nach Fig. 11,
Fig. 12B eine Schnitt-Seitenansicht desselben Schalters,
Fig. 12C einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 12A,
Fig. 13 eine Schnitt-Vorderansicht eines Tast- oder
Druckschalters gemäß noch einer anderen Aus
führungsform der Erfindung,
Fig. 14A eine perspektivische Darstellung eines Tast-
oder Druckschalters gemäß einer weiteren Aus
führungsform der Erfindung,
Fig. 14B eine Schnitt-Seitenansicht des Schalters nach
Fig. 14A,
Fig. 15A und 15B eine Aufsicht bzw. eine Schnitt-Seiten
ansicht einer dünnen Leiterplatte bei einer
weiteren Ausführungsform,
Fig. 16A und 16B den Fig. 15A und 15B entsprechende Dar
stellungen der dünnen Leiterplatte bei noch
einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 17A und 17B eine Schnitt-Seitenansicht eines Tast-
oder Druckschalters bzw. eine Aufsicht auf eine
dünne Leiterplatte bei noch einer weiteren Aus
führungsform,
Fig. 18 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen
Teile einer Fertigungsstraße zur Erläuterung
eines Verfahrens für die Herstellung des Schal
ters nach Fig. 11,
Fig. 19A eine Aufsicht auf eine dünne Leiterplatte in
einem Punktschweißvorgang,
Fig. 19B eine perspektivische Darstellung des Zusammen
setzzustands für den Punktschweißvorgang,
Fig. 20 eine Aufsicht auf ein einem Federelement-Bear
beitungsvorgang unterworfenes Federelement,
Fig. 21A bis 21C eine Aufsicht, eine Schnitt-Vorderan
sicht bzw. eine bodenseitige Aufsicht zur Dar
stellung eines im Federelement-Bearbeitungsvor
gang eingegossenen Federelements,
Fig. 22 eine Schnitt-Vorderansicht einer beim Feder
element-Bearbeitungsschritt eingesetzten Gieß
form oder Kokille,
Fig. 23 eine Schnitt-Vorderansicht einer für den zwei
ten Einsatzgießvorgang eingesetzten Gießform
oder Kokille und
Fig. 24 eine Schnitt-Vorderansicht eines herkömmlichen
Tast- oder Druckschalters.
Fig. 24 ist eingangs bereits erläutert worden.
Ein Tast- oder Druckschalter 1 wird mit dem Umriß eines
Gehäuses 2 aus einem isolierenden (Kunst-)Harzmaterial
hergestellt, wobei in der Oberseite des Gehäuses 1 eine
Öffnung 3 vorgesehen ist, in welcher eine nach oben ge
wölbte (protruded) Tellerfeder 4 freiliegt. Ein Mitten
kontaktanschluß 5 a und ein Umfangs- oder Randkontaktan
schluß 6 a treten an der Seite des Gehäuses 2 aus diesem
nach außen heraus.
Gemäß den Fig. 2B und 2C enthält das Gehäuse ein aus
einem isolierenden Harzmaterial hergestelltes Kontakt-
Tragelement 7, das (in seinem Inneren) einen Mittenkon
takt 5 aus einem leitfähigen metallischen Werkstoff trägt.
Ein Umfangs- oder Randkontakt 6 aus einem leitfähigen
metallischen Werkstoff ist auf die Oberseite des Kontakt-
Tragelements 7 aufgesetzt. Weiterhin ist ein Außenrandab
schnitt 4 a einer Tellerfeder 4 in Kontakt oder Berührung
mit der Oberseite des Randkontakts 6 angeordnet. Die
Tellerfeder 4 wird durch Preßformen einer dünnen Platte
oder Scheibe aus einem leitfähigen metallischen Werkstoff
mit einer solchen Wölbung (protrusion) geformt, daß diese
Wölbung elastische Eigenschaften gewährleistet.
Gemäß Fig. 3 liegt ein Teil des Mittenkontakts 5 im zen
tralen Bereich der Oberseite 7 a des Kontakt-Tragelements
7 frei. Der Mittelteil des Randkontakts 6 ist mit einer
Öffnung 6 b versehen, in deren Zentrum der Mittenkontakt
5 angeordnet ist. Insbesondere ist der Randkontakt 6
kreisförmig ausgebildet, so daß er den gesamten Umfang
des Mittenkontakts umschließt. Der Außenrandteil 4 a steht
dabei an der Oberseite des Randkontakts 6 mit dem ge
samten Umfang der Öffnung 6 b in Berührung.
Im Kontakt-Tragelement 7 sind zur Oberseite 7 a hin offene
Ausnehmungen 8 a-8 d ausgebildet. Weiterhin sind im Boden
des Tragelements 7 Löcher oder Öffnungen 9 a-9 d (Öffnung
9 d nicht dargestellt) vorgesehen. Diese Öffnungen 9 a-9 d
werden beim ersten Einsatzgieß- oder -formvorgang geformt.
Die Öffnungen (d.h. Vertiefungen) 9 a-9 d sind jeweils in
Gegenüberstellung zu den Ausnehmungen 8 a-8 d ausgebil
det, so daß der Boden 10 der Ausnehmungen 8 a-8 d ent
sprechend verdünnt ist.
Gemäß Fig. 4 umfaßt der Druckschalter 1 ein oberhalb der
Tellerfeder 4 angeordnetes Betätigungselement 11 und einen
auf die Oberseite des Gehäuses 2 aufgesetzten Deckel 12.
Dabei ragt ein Fortsatz 11 a des Betätigungselements 11
durch eine im Deckel 12 ausgebildete Bohrung 12 a hindurch
über den Deckel 12 hinaus nach oben. An dem über den Deckel
12 hinausragenden Fortsatz 11 a ist eine Betätigungs-Taste
13 angebracht, die, ebenso wie das Betätigungselement 11,
aus einem isolierenden Harzmaterial geformt ist.
Wenn die Taste 13 (von der Oberseite her) nach unten ge
drückt wird, wird das Betätigungselement 11 abwärts ver
lagert, so daß seine Unterseite gegen die Oberseite der
Tellerfeder 4 andrückt. Infolgedessen wölbt sich die
Innenseite der Tellerfeder 4 unter elastischer Verformung
nach unten. Dabei wird die Innenseite der Tellerfeder 4
mit dem Mittenkontakt 5 in Berührung oder Kontakt gebracht,
so daß der Mittenkontakt 5 elektrisch mit dem Randkontakt
6 verbunden ist. Wenn der Druck auf die Betätigungs-Taste
13 aufgehoben wird, stellt sich die Tellerfeder 4 unter
ihrer Elastizität in einen nach oben gewölbten Zustand
zurück, in welchem die Innenfläche der Tellerfeder 4 nicht
mehr mit dem Mittenkontakt 5 in Berührung steht.
Bei dieser Ausführungsform steht der gesamte Umfang des
Außenrandteils 4 a der Tellerfeder 4 mit der Oberseite des
Randkontakts in Berührung. Der Außenrandteil 4 a der Teller
feder 4 und der Randkontakt 6, die zwischen der Oberseite
des Kontakt-Tragelements 7 und dem Gehäuse 2 festgelegt
sind, sind dabei stets zufriedenstellend in Berührung
oder Kontakt miteinander gehalten. Aus demselben Grund
ist die Innenseite der Tellerfeder 4 gegenüber der Außen
seite vollständig abgeschlossen. Infolgedessen werden ein
Eindringen von Staub o.dgl. von der Außenseite her ver
hindert und bei einer Berührung der Innenfläche der Teller
feder 4 mit dem Mittenkontakt 5 jederzeit der anfangs ge
währleistete Kontaktzustand aufrechterhalten, so daß der
Druckschalter eine sehr lange Betriebslebensdauer bzw.
Standzeit besitzt. Außerdem legen die im Kontakt-Tragteil
7 ausgebildeten Ausnehmungen 8 a-8 d unter der Tellerfeder
4 einen ausreichenden freien Raum fest. Hierdurch wird
ein Anstieg des Innendrucks beim Herabdrücken der Teller
feder 4 gemildert. Diese Wirkung wird noch dadurch ver
stärkt, daß der Boden 10 dünner und elastisch ausgebildet
ist. Hierdurch wird der auf die Tellerfeder 4 auszuübende
Druck verringert, um ein besseres "Klick"-Gefühl und eine
verbesserte Bedienbarkeit zu gewährleisten. Während die
Tellerfeder 4 bei der beschriebenen Ausführungsform ober
halb des Randkontakts 6 angeordnet ist, kann sie wahlweise
unterhalb des Randkontakts 6 angeordnet sein, so daß ihr
Außenrandteil mit der Unterseite des Randkontakts 6 in
Berührung steht.
Im folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung des vor
stehend beschriebenen Druckschalters kurz erläutert.
Gemäß Fig. 5 werden zahlreiche Mittenkontakte 5, Rand
kontakte 6 und Tellerfedern 4 jeweils in getrennten Preß
formvorgängen in einem Band (hoop) (mit letzterem ver
bunden) ausgebildet. In der Fertigungsstraße werden die
Mittenkontakte 5 und die Randkontakte 6 mit gleicher Ge
schwindigkeit in derselben Richtung L gemäß Fig. 5 trans
portiert, während die Tellerfedern 4 senkrecht zur Pfeil
richtung L in Richtung des Pfeils M transportiert oder
zugeführt werden. Dabei werden zunächst die jeweiligen
Mittenkontakte 5 in einer ersten Einsatzgießeinheit 21
einem ersten Einsatzgießvorgang unterworfen, in welchem
ein Kontakt-Tragelement 7 geformt wird. Dabei bleibt ein
Teil des Mittenkontakts 5 von der Oberseite des Tragele
ments 7 her zugänglich.
Sodann wird der Randkontakt 6 auf der Oberseite des Kon
takt-Tragelements 7 angeordnet, während die Tellerfeder 4
auf die Oberseite des Randkontakts 6 aufgebracht wird.
Unter diesen Bedingungen wird ein zweiter Einsatzgießvor
gang in einem solchen Zustand durchgeführt, in welchem
das Kontakt-Tragelement 7, der Randkontakt 6 und die Teller
feder 4 miteinander vereinigt (bzw. vergossen) werden, so
daß ein Gehäuse 2 entsteht. Eine zweite Einsatzgießein
heit 31 ist mit einer nicht dargestellten Schneideinrich
tung zum Abschneiden der Anschlußteile der Tellerfeder 4
nach dem Formen des Gehäuses 2 versehen. Das Gehäuse 2,
welches das den Mittenkontakt 5 tragende Tragelement 7,
den Randkontakt 6 und die Tellerfeder 4 enthält, wird in
Richtung des Pfeils L weitertransportiert. Anschließend
werden die Anschlußteile (couplers) von Mittenkontakt 5
und Randkontakt 6 zu den jeweiligen Kontakt-Anschlüssen
geformt.
Der erste Einsatzgießvorgang (insert molding process) ist
nachstehend näher erläutert.
Gemäß Fig. 6D sind zahlreiche Mittenkontakte 5 in einer
Bahn ausgebildet, wobei sie an Führungen 26 über Anschluß
teile 5 a gehalten sind. Die Führungen 26 sind mit auf
gleiche Abstände verteilten Stiftlöchern 26 a für den Eingriff
von Stiften am Umfang von Rollen während des Transports in
der Fertigungsstraße versehen. Der erste Einsatzgießvor
gang erfolgt jeweils für jeden in der Fertigungsstraße
transportierten Mittenkontakt 5, wobei ein Kontakt-Trag
element der Art gemäß Fig. 6A-6C mittels einer in Fig. 7
dargestellten Gießform oder Kokille geformt wird. Die
Kokille 25 ist in einen oberen und einen unteren Form
teil 23 bzw. 24 unterteilt, zwischen welche der Mitten
kontakt 5 für das Einsatzgießen eingesetzt ist. Wenn
oberer und unterer Formteil 23 bzw. 24 zusammengesetzt
sind, ist in der Kokille 25 gemäß Fig. 7 ein Formraum
festgelegt, in welchen von einer nicht dargestellten
Speiseeinheit her (Kunst-)Harz eingespritzt wird. Beim
Gießvorgang wird ein Teil des Mittenkontakts 5 in Be
rührung mit der Innenfläche einer Ausnehmung im oberen
Formteil 23 gehalten, um ihn vom Harzmaterial freizuhal
ten. Infolgedessen liegt ein Teil des Mittenkontakts 5
an der Oberseite des auf diese Weise geformten Kontakt-
Tragelements 7 (nach außen hin) frei.
Im folgenden ist der zweite Einsatzgießvorgang erläutert.
Dieser zweite Einsatzgießvorgang wird durchgeführt, während
der Umfangs- oder Randkontakt 6 und die Tellerfeder 4 auf
die Oberseite des im ersten Gießvorgang hergestellten
Kontakt-Tragelements 7 aufgesetzt sind. Der Randkontakt
6 wird von einer Führung 32 über einen Anschlußteil 6 a
getragen, wobei zahlreiche Randkontakte 6 in einem fort
laufenden Band ausgebildet sind. In der Führung 32 sind
zahlreiche Stiftlöcher 32 a ausgebildet, in welche beim
Transport am Umfang von Rollen vorgesehene Stifte ein
greifen. Die Tellerfeder 4 wird über Anschlußteile 4 a
von einer Führung 36 getragen, wobei zahlreiche Teller
federn 4 in jeweils gleichen Abständen in einem fortlau
fenden Band ausgebildet sind. Die Führung 36 ist eben
falls mit einer Anzahl von Stiftlöchern 36 a versehen, in
welche beim Transport Stifte am Umfang von Rollen ein
greifen.
Die Kokille 35 ist in einen oberen und einen unteren Form
teil 33 bzw. 34 unterteilt, wobei während des zweiten Ein
satzgießvorgangs das Kontakt-Tragelement 7, der Randkon
takt 6 und die Tellerfeder 4 in der Kokille 35 festgelegt
sind. Wenn oberer und unterer Formteil 33 bzw. 34 zusammen
gesetzt bzw. gegeneinander geschlossen sind, ist in der
Kokille 35 ein in Fig. 10 gezeigter Formraum festgelegt.
In diesen wird von einer nicht dargestellten Speiseein
richtung her Harzmaterial eingespeist. Dabei wird ein in
den Fig. 2A-2C gezeigtes Gehäuse 2 geformt. Die Kokille
35 ist außerdem mit einer nicht dargestellten Schneidein
richtung zum Abschneiden der Anschlußteile 4 a der Teller
feder beim Schließen von oberem und unterem Formteil 33
bzw. 34 gegeneinander versehen.
Wie vorstehend beschrieben, werden beim beschriebenen
Ausführungsbeispiel die Einsatzgießvorgänge zweimal auf
einanderfolgend in einer Fertigungsstraße durchgeführt,
um damit das Kontakt-Tragelement 7 bzw. das Gehäuse 2 aus
Harzmaterial zu formen. Wahlweise können die jeweils in
einem Band ausgebildeten Randkontakte 6 und Tellerfedern 4
durch Punktschweißen miteinander verbunden und beim zwei
ten Einsatzgießvorgang auf die betreffenden Kontakt-Trag
elemente 7 aufgesetzt werden. Außerdem können die An
schlußteile 4 a der Tellerfeder 4 gleichzeitig abgeschnitten
werden. Wenn außerdem Vorsprünge 24 a und 24 b des unteren
Formteils 24 der Kokille 25 für das erste Einsatzgießen
durch Stifte oder Zapfen gebildet sind, die in ihrer Höhe
einstellbar sind, kann die Dicke des Bodens der Ausnehmungen
8 a-8 d des Kontakt-Tragteils 7 entsprechend variiert wer
den, so daß Betätigungsdruck und "Betätigungsgefühl" der
Tellerfeder 4 einstellbar sind.
Im folgenden ist eine andere Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Druckschalters erläutert.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Druckschalter 100 sind
die Bauteile, welche dem vorher beschriebenen Druckschal
ter 1 entsprechen, nicht mehr im einzelnen erläutert.
Der Druckschalter 100 gemäß Fig. 11 weist ein seinen Um
riß festlegendes Gehäuse 2 mit einer Öffnung 3 im Mittel
bereich seiner Oberseite auf. In der Öffnung 3 ist ein
Federelement 102 angeordnet, das durch einen Preßformvor
gang als nach oben gewölbte Tellerfeder ausgebildet wor
den ist und in dessen mittlerem Bereich eine Betätigungs-
Taste 103 aus einem isolierenden Harzmaterial befestigt
ist. Das Gehäuse 2 enthält ein Kontakt-Tragelement 7, einen
Mittenkontakt 5, einen Anschluß 5 a für letzteren, einen
Umfangs- oder Randkontakt 6 und einen Anschluß 6 a dafür;
diese Teile sind auf dieselbe Weise wie die entsprechen
den, vorher beschriebenen Teile des Druckschalters 1 aus
gebildet. Mit 104 ist eine dünne leitfähige Platte oder
Scheibe bzw. Leiterplatte bezeichnet, die als nach oben
gewölbte, der Tellerfeder 4 entsprechende Tellerfeder
preßgeformt ist. Die Oberseite der dünnen Leiterplatte 104
liegt an einem an der Unterseite der Betätigungs-Taste
103 angeformten Fortsatz an. Die Unterseite des Außen
randteils des Federelements 102 ist um ihren gesamten Um
fang herum mit einem ringförmigen Isolierelement 105 ver
sehen, dessen Unterseite mit der Oberseite des Außenrand
teils der dünnen Leiterplatte 104 in Berührung steht.
Das Gehäuse 2 steht einerseits in fester Berührung mit
der Seite des Kontakt-Tragelements 7 und dient anderer
seits zur sicheren Festlegung des Randkontakts, der dünnen
Leiterplatte 104 und des Federelements 102 längs deren
Umfangsrändern zwischen Gehäuse 2 und Kontakt-Tragelement
7.
Wenn die Betätigungs-Taste 103 in Richtung des Pfeils X
in Fig. 12B und 12C eingedrückt wird, wird das Federele
ment 102 elastisch mit einer abwärts gerichteten Wölbung
verformt. Dabei kommt die Unterseite der Taste 103 mit
der dünnen Leiterplatte 104 in Berührung, wodurch auf
letztere ein Druck ausgeübt wird, unter dem sich die Lei
terplatte 104 unter elastischer Verformung nach unten
durchwölbt. Infolgedessen kommt der Mittelteil der Unter
seite der Leiterplatte 104 mit einem Teil oder Bereich
des Mittenkontakts 5 in Berührung. Da der Außenrandteil
der dünnen Leiterplatte 104 ständig mit dem Randkontakt
6 in Berührung steht, werden durch die Berührung bzw. den
Kontakt zwischen Leiterplatte 104 sowie Mittenkontakt 5
der Umfangskontakt 6 und der Mittenkontakt 5 elektrisch
miteinander verbunden.
Wenn der in Richtung des Pfeils X auf die Taste 103 ein
wirkende Druck aufgehoben wird, kehren die Leiterplatte
104 und das Federelement 102 unter ihrer Eigenelastizität
in den aufwärts gewölbten Zustand zurück. Dabei gelangt
die dünne Leiterplatte 104 außer Berührung mit dem Mitten
kontakt, so daß dieser elektrisch vom Randkontakt 6 ge
trennt wird. Wie erwähnt, wird zum Schließen des Druck
schalters 100 die Betätigungs-Taste 103 in Richtung des
Pfeils X gedrückt, während zum Öffnen des Drucktasters
100 der auf die Betätigungs-Taste 103 ausgeübte Druck
aufgehoben wird. Der auf die Taste 103 ausgeübte Druck
muß ausreichend groß sein, um eine elastische Verformung
von Federelement 102 und Leiterplatte 104 hervorzurufen.
Bei der Rückstellung wirkt die Summe der Elastizitäts
kräfte von Federelement 102 und Leiterplatte 104 auf die
Betätigungs-Taste 103 ein.
Der auf die Betätigungs-Taste 103 ausgeübte Druck beauf
schlagt sowohl das Federelement 102 als auch die dünne
Leiterplatte 104; wenn dabei die Elastizitäts- oder Rück
stellkraft des Federelements 102 ausreichend groß ist,
kann die erforderliche Rückstellkraft der Leiterplatte
104 verringert sein. Insbesondere kann in diesem Fall die
Innen- oder Eigenspannung der dünnen Leiterplatte 104
verringert sein, so daß eine Metallermüdung unter wechseln
der Belastung weitgehend vermindert wird. Auf diese Weise
kann die Haltbarkeit der Leiterplatte 104 vergrößert wer
den.
Durch die elastische konvexe Abwärtsverformung (Durch
wölbung) der dünnen Leiterplatte 104 wird auch das Volumen
an ihrer Unterseite verkleinert. Da die Volumenverkleine
rung bei der elastischen Verformung der Leiterplatte 104
im Vergleich zum Volumen der im Kontakt-Tragelement 7 aus
gebildeten Ausnehmungen 8 a-8 d sehr gering ist, steigt
der Innendruck nur geringfügig an. Aufgrund der Öffnungen
oder Vertiefungen 9 a-9 d ist außerdem der Boden 10 der
Ausnehmungen 8 a-8 d ausreichend dünn, so daß er eine
ausreichende Elastizität besitzt. Bei der Betätigung der
Betätigungs-Taste 103 ist daher, abgesehen von der Rück
stellkraft (elastic force) von Federelement 102 und Lei
terplatte 104, keine wesentliche Kraft zu überwinden, so
daß das "Betätigungsgefühl" nicht beeinträchtigt wird.
Der gesamte Außenrand des Federelements 102 ist in enger
Berührung mit dem Gehäuse 2 sicher festgelegt, so daß die
Leiterplatte 104, der Mittenkontakt 5 und der Randkontakt
6 vollständig dicht eingeschlossen sind. Insbesondere
dient dabei das Federelement 102 als Deckel oder Abdeckung
für die Kontakte. Infolgedessen wird ein Eintritt von
Fremdkörpern, wie Staub, verhindert, so daß ein Kontakt
versagen vermieden wird. Außerdem kann während der Ferti
gung Lötflußmittel oder Waschwasser nicht in das Substrat
eindringen, so daß die Substrat-Montagearbeiten einfacher
zu automatisieren sind.
Wenn darüber hinaus die Außenfläche des Federelements 102
mit einem wärmebeständigen Film, z.B. aus Polyimid, be
schichtet ist, wird beim Tauchlötvorgang des Substrats
ein Anhaften von Lötmetall verhindert.
Fig. 13 veranschaulicht einen Tast- oder Druckschalter ge
mäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Ein
in Fig. 13 dargestelltes Federelement 102′ besteht aus
einem leitfähigen Werkstoff, wobei ein Teil seiner Außen
kante als Erdungs- oder Masseklemme 102 a aus dem Gehäuse
2 herausgeführt ist. Bei dieser Anordnung kann das Feder
element 102′ beim Einkapseln (packaged) des Druckschal
ters 100 in einem Substrat als Abschirmelement benutzt
werden, so daß die Notwendigkeit für die Anbringung anderer
Bauteile entfällt.
Die Fig. 14A und 14B veranschaulichen eine weitere Aus
führungsform der Erfindung.
Dabei ist ein in die Öffnung 3 des Gehäuses 2 eingesetztes
Federelement 102′′ als nach oben gewölbte, mit einer Be
tätigungs-Taste 103′ versehene Federplatte oder -scheibe
ausgebildet. Diese Anordnung mit dem Federelement 102′′ in
Form einer Federplatte läßt sich einfacher herstellen als
eine Tellerfeder, so daß eine entsprechende Senkung der
Fertigungskosten realisiert werden kann. Dabei liegt die
dünne Leiterplatte 104 nach außen frei (d.h. vor dem Ein
setzen des Federelements 102′′). In diesem Zustand könnte
sich während des Tauchlötvorgangs am Substrat Lötmetall
an der dünnen Leiterplatte 104 ablagern, wodurch in nach
teiliger Weise die Elastizität der Leiterplatte 104 unter
Beeinträchtigung der Schalterbetätigung herabgesetzt wer
den würde. Zur Vermeidung eines solchen Vorkommnisses
ist die Außenfläche der dünnen Leiterplatte 104 mit einem
wärmebeständigen Film 106, z.B. aus Polyimid, beschichtet.
Die dünne Leiterplatte 104 kann wahlweise die Form gemäß
Fig. 15A und 15B oder Fig. 16A und 16B aufweisen. Eine
Leiterplatte einer solchen Form läßt sich einfacher her
stellen als die Tellerfeder gemäß Fig. 14B, was eine ent
sprechende Senkung der Fertigungskosten bedeutet. In die
sem Fall wird der abgedichtete Zustand der Kontaktteile
durch Überziehen der gesamten Oberseite der Leiterplatte
104 mit einer einzigen Lage eines wärmebeständigen Films
106 aufrechterhalten. Der Außenrandteil dieses Films 106
wird dabei zwischen der Oberseite der Leiterplatte 104
und der Unterseite des ringförmigen Elements 105 (unter
Abdichtung) sicher festgelegt.
Fig. 17A zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Er
findung. Dabei ist eine dünne Leiterplatte 104′ (Fig. 17A)
als auskragende Blattfeder (vgl. Fig. 17B) ausgebildet,
die keine Rückwölbungsfunktion (no function to reverse)
aufweist. Hierdurch wird die Haltbarkeit ohne Vergrößerung
der Innen- oder Eigenspannung verbessert. Gemäß Fig. 17A
ist ein Federelement 102′′, ähnlich wie bei der Ausführungs
form gemäß Fig. 14A, als Federplatte ausgebildet. Zur
Vermeidung der Schwierigkeiten, die aufgrund des frei
liegenden Zustands der dünnen Leiterplatte 104′ auftreten
könnten, ist die Außenfläche der Leiterplatte 104′ mit
einem wärmebeständigen Film 106 überzogen, welcher dem
vorher beschriebenen wärmebeständigen Film 106 entspricht.
Im folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung des Druck
schalters 100 beschrieben, welches dem anhand von Fig. 5
bis 9 beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Tast-
oder Druckschalters 1 ähnlich ist. In Fig. 18 sind den
Teilen von Fig. 5 entsprechende Teile mit denselben Be
zugsziffern wie vorher bezeichnet.
Gemäß Fig. 18 sind zahlreiche Mittenkontakte 5, Rand
kontakte 6, dünne Leiterplatten 104 und Federelemente 102
durch Preßform- oder Stanzvorgänge jeweils so ausgebildet,
daß sie mit einem zugeordneten Band verbunden sind. In
der Fertigungsstraße werden die Mittenkontakte 5 in Rich
tung des Pfeils L transportiert. Während dieses Transport
vorgangs werden die Mittenkontakte 5 in einer Einsatzgieß
einheit 21 einem ersten Einsatzgießvorgang unterworfen,
in welchem die Kontakt-Tragelemente 7 geformt werden.
Die Randkontakte 6 werden zusammen mit den dünnen Leiter
platten 104 parallel zur Pfeilrichtung L in Richtung des
Pfeils N transportiert. Die Leiterplatten 104 und die
Randkontakte 6 werden dabei in einer Punktschweißeinrich
tung 140 durch Punktschweißung zu einem Bauelementepaar
vereinigt.
Die Leiterplatte 104 und der Randkontakt 6, die auf diese
Weise durch Punktschweißung miteinander vereinigt worden
sind, werden auf die Oberseite des Kontakt-Tragelements
7 aufgelegt. Das die Leiterplatte 104, den Randkontakt 6
und den Mittenkontakt 5 tragende Kontakt-Tragelement 7
wird sodann in Richtung des Pfeils L transportiert.
Die einzelnen Federelemente 102 werden andererseits senk
recht zur Pfeilrichtung L in Richtung des Pfeils M zuge
führt. Während dieses Transportvorgangs werden eine Be
tätigungs-Taste 103 und ein ringförmiges Element oder
Ringelement 105 in einer Harzmaterial-Gießeinheit 51 ge
formt. Sodann wird das die Taste 103 und das Ringelement
105 aufweisende Federelement 102 in Richtung des Pfeils
M weitertransportiert und in der Position einer Einsatz
gießeinheit 31′ auf die Oberseite der dünnen Leiterplatte
104 aufgesetzt, die zusammen mit dem Kontakt-Tragelement
7 in Richtung des Pfeils L transportiert oder zugeführt
wird. In diesem Zustand werden Kontakt-Tragelement 7,
Randkontakt 6, Leiterplatte 104 und Federelement 102 unter
Formung eines Gehäuses 2 in der Einsatzgießeinheit 31′
umgossen (umspritzt). Während des zweiten Einsatz- oder
Spritzgießvorgangs werden Anschlußteile, wie die des Feder
elements 102, abgeschnitten, worauf das Gehäuse 2 in Pfeil
richtung L weitertransportiert wird.
Nachstehend sind die einzelnen Schritte des beschriebenen
Fertigungsverfahrens erläutert, mit Ausnahme des ersten
Spritz- oder Einsatzgießvorgangs, der bereits in Ver
bindung mit der Herstellung des Druckschalters 1 erläutert
worden ist.
Nachstehend ist zunächst der Punktschweißvorgang erläutert.
Gemäß den Fig. 8 und 19A werden der Randkontakt 6 und die
dünne Leiterplatte 104 jeweils über Anschlußteile 6 a bzw.
104 a von Führungen (Führungsstreifen) 32 bzw. 136 ge
tragen. Letztere sind jeweils mit auf gleiche Abstände
verteilten Stiftlöchern 32 a bzw. 136 a versehen, in welche
während des Transportvorgangs an der Umfangsfläche einer
Rolle vorgesehene Stifte eingreifen. Der Randkontakt 6
und die Leiterplatte 104 werden auf die in Fig. 19B ge
zeigte Weise zumindest unmittelbar vor dem noch zu be
schreibenden zweiten Einsatzgießvorgang aufeinandergelegt
und an ihren vier Ecken durch Punktschweißung miteinander
verbunden. Daraufhin ist die Leiterplatte 104, deren
Außenrandteil an der Unterseite mit der gesamten oberen
Umfangsfläche des Randkontakts 6 in Berührung steht, mit
dem Randkontakt 6 einheitlich verbunden.
In einer Abwandlung ist der Anschlußteil 104 a der Leiter
platte 104 gegenüber dem Anschlußteil 6 a des Randkontakts
6 versetzt, wobei der Anschlußteil 104 a der Leiterplatte
104 unmittelbar nach dem Punktschweißen abgetrennt wird.
Im folgenden ist die Verarbeitung des Federelements er
läutert.
In der Fertigungsstraße für den Tast- oder Druckschalter
100 wird das Federelement 102 vor dem zweiten Einsatzgieß
vorgang mit der Betätigungs-Taste 103 und dem Ringelement
105 versehen. Das durch Preßformen oder Stanzen geformte
Federelement 102 gemäß Fig. 20 wird über den Anschlußteil
102 a von der Führung 135 getragen. Letztere ist mit einer
Vielzahl von auf gleiche Abstände verteilten Stiftlöchern
135 a versehen, in welche Stifte an der Umfangsfläche von
Transportrollen einzugreifen vermögen.
Das Federelement wird einem Harzmaterial-Gießvorgang in
einer Gießform oder Kokille 155 gemäß Fig. 22 unterworfen.
Die Kokille 155 besteht aus einem oberen und einem unteren
Formteil 152 bzw. 153. Vor der Bearbeitung des Federele
ments werden oberer und unterer Formteil 152 bzw. 153 von
einander getrennt bzw. geöffnet, und ein Federelement 102
wird zwischen diese Formteile eingelegt. Nach dem Schließen
der Formteile 152 und 153 gegeneinander ist in der Kokille
155 gemäß Fig. 22 ein Formraum festgelegt, in den von einer
nicht dargestellten Speiseeinrichtung her Harzmaterial
eingespritzt wird. Bei diesem Spritzvorgang werden am
Federelement 102 die Betätigungs-Taste 103 und das Ring
element 105 angeformt (vgl. Fig. 21A bis 21C).
Im folgenden ist der zweite Einsatzgießvorgang erläutert.
Das Kontakt-Tragelement, die Kombination aus der dünnen
Leiterplatte 104 und dem Randkontakt 6 sowie das Feder
element 102, das auf vorher beschriebene Weise hergestellt
worden ist, werden in der Position der zweiten Einsatz
gießeinheit 31′ zusammengesetzt. Dabei werden die Kombi
nation aus der Leiterplatte 104 und dem Randkontakt 6 so
wie das Federelement 102 mit der angeformten Betätigungs-
Taste 103 und dem Ringelement 105 auf die Oberseite des
Kontakt-Tragelements 7 aufgesetzt.
Die Einsatzgießeinheit 31′ weist eine in Fig. 23 darge
stellte Gießform oder Kokille 137 auf, die aus einem oberen
und einem unteren Formteil 138 bzw. 139 besteht, die vor
dem zweiten Einsatzgießvorgang voneinander getrennt bzw.
geöffnet werden. Nach dem Einbringen der Elemente 7, 6,
104 und 102 zwischen die Formteile 138 und 139 werden
letztere gegeneinander geschlossen. Dabei entsteht ein
in Fig. 23 dargestellter Formraum in der Kokille 137.
Ein in diesem Formraum im oberen Formteil 138 ausgebildeter
Ansatz oder Bund 138 a legt sich dabei um den gesamten Um
fang des Federelements 102 an dieses an. Das an der Unter
seite des Federelements 102 angeformte Ringelement 105
steht andererseits in Berührung mit dem Gesamtumfang der
dünnen Leiterplatte 104. Infolgedessen ist der Raum im
Inneren von Ringelement 105 und Ansatz 138 a vollständig
abgeschlossen. Beim Einspeisen von Harzmaterial von der
Speiseeinrichtung her nur in den Bereich an der Außen
seite von Ansatz 138 a und Ringelement 105 wird somit ein
Eindringen des Harzmaterials in den Bereich innerhalb
des Ansatzes 138 a und des Ringelements 105 verhindert.
Auf diese Weise wird das in den Fig. 11 und 12A bis 12C
gezeigte Gehäuse 2 an den Seiten des Kontakt-Tragelements
7, den Seiten des Ringelements 105 und der Oberseite des
Außenrandteils des Federelements 102 angeformt bzw. ange
gossen. Die Kokille 137 ist mit einer nicht dargestellten
Schneideinrichtung versehen; beim Schließen der Formteile
138 und 139 werden dabei der Anschlußteil 5 a des Mitten
kontakts 5 und der Anschlußteil 6 a des Randkontakts 6 zu
den Kontakt-Anschlüssen 5 a bzw. 6 a geschnitten, während
der Anschlußteil 102 a des Federelements 102 abgetrennt
wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform
die dünne Leiterplatte 104 vor dem zweiten Einsatzgieß
vorgang durch Punktschweißung mit dem Randkontakt 6 ver
einigt, so daß diese beiden Teile einwandfrei in Berührung
miteinander und in gegenseitiger Ausrichtung gehalten wer
den. Obgleich das Federelement 102 in einer Richtung senk
recht zur Transportrichtung der anderen Elemente zuge
führt wird, kann deshalb, weil der Anschlußteil des Feder
elements 102 im Zuge des zweiten Einsatzgießvorgangs ab
geschnitten wird, der (fertige) Tast- oder Druckschalter
in Richtung des Pfeils L, d.h. in derselben Richtung wie
die anderen Bauteile, einschließlich des Mittenkontakts,
weitertransportiert werden, wenn der zweite Einsatzgieß
vorgang abgeschlossen ist. Das Punktschweißen von Leiter
platte 104 und Randkontakt 6 kann auch entfallen.
Beim erfindungsgemäßen Tast- oder Druckschalter kann ein
Federelement, an dem eine Betätigungs-Taste befestigt
ist, einstückig in das Gehäuse eingegossen werden, so daß
die Gesamtanordnung kompakt und dünn gebaut ist. Der auf
die Betätigungs-Taste ausgeübte Druck beaufschlagt dabei
sowohl das Federelement als auch die dünne Leiterplatte,
wodurch die auf letztere ausgeübte Spannung oder Bean
spruchung herabgesetzt wird. Die für die dünne Leiter
platte erforderliche elastische Rückstellkraft ist in
folgedessen verringert, so daß "Betätigungsgefühl" (click
feeling) und Bedienbarkeit verbessert sind, während gleich
zeitig die Ermüdung infolge wiederholter Betätigungsbean
spruchung unter Gewährleistung besserer Haltbarkeit herab
gesetzt ist.
Beim Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Tast- oder Druckschalters ist andererseits (in anderer
Ausgestaltung) eine Betätigungs-Taste im Gehäuse enthal
ten bzw. in dieses einbezogen, so daß unter Verbesserung
der Produktionsleistung der Arbeitsgang der Anbringung
einer Betätigungs-Taste oder eines Schutzelements ent
fällt.
Claims (17)
1. Tast- oder Druckschalter (1), umfassend einen Mitten
kontakt (5) und einen Umfangs- oder Randkontakt (6),
die eine(n) Leiterstrecke oder -pfad bilden, eine
leitfähige Tellerfeder (4), deren Außenrandteil mit
dem Randkontakt (6) in Berührung steht, und ein iso
lierendes Kontakt-Tragelement (7) zur Halterung von
Mittenkontakt (5) und Randkontakt (6), wobei der Rand
kontakt (6) einen die Außenseite des Mittenkontakts (5)
umschließenden Ringkontakt bildet, gekennzeichnet durch
ein in fester Berührung mit der Außenseite des Kontakt-
Tragelements (7) angeordnetes (oder angeformtes) iso
lierendes Gehäuse (2) zur sicheren Festlegung (Be
festigung) des Außenrandteils der Tellerfeder (4) und
des Randkontakts (6) zwischen dem Gehäuse (2) und der
Oberseite des Kontakt-Tragelements (7) um dessen Ge
samtumfang herum.
2. Tast- oder Druckschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittenkontakt (7) und Randkontakt
(6) auf dem Kontakt-Tragelement (7) so angeordnet sind,
daß ihre Oberseiten in derselben Ebene wie die Halte-
oder Tragebene des Kontakt-Tragelements (7) liegen.
3. Tast- oder Druckschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der an der Mittenkontaktseite der
Tellerfeder (4) festgelegte Raum abgeschlossen oder
abgedichtet ist.
4. Tast- oder Druckschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kontakt-Tragelement (7) min
destens eine sich zur Tellerfeder (4) öffnende Luft
kammer aufweist.
5. Tast- oder Druckschalter (1) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kontakt-Tragelement (7) mehrere
Luftkammern aufweist.
6. Tast- oder Druckschalter (1) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Boden der Luftkammer dünn aus
gebildet ist.
7. Tast- oder Druckschalter (100), gekennzeichnet durch
einen einen Strom- oder Leiterpfad bildenden Mitten
kontakt (5), einen den Gesamtumfang des letzteren um
schließenden Umfangs- oder Randkontakt (6), ein Kon
takt-Tragelement (7) zum Tragen oder Haltern von Mitten-
und Randkontakt (5, 6), eine dünne elastische leit
fähige Platte oder Leiterplatte (104), deren Außen
randteil in normaler Berührung mit dem Randkontakt (6)
steht und deren Mittenbereich mit dem Mittenkontakt (5)
in Berührung bringbar ist, ein elastisches Federele
ment (102) mit einer isolierenden Betätigungs-Taste
(103), die in inniger Berührung mit der Oberseite des
Mittenteils der Leiterplatte (104) steht, und ein in
inniger Berührung mit den Außenseiten des Kontakt-Trä
gerelements (7) stehendes isolierendes Gehäuse (2)
zur sicheren Festlegung des Randkontakts (6), des
Außenrandteils der Leiterplatte (104) und des Außen
randteils des Federelements (102) zwischen Gehäuse (2)
und Oberseite des Kontakt-Tragelements (7).
8. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) aus
einem leitfähigen Werkstoff hergestellt ist und einen
Erdungs- oder Masseanschluß aufweist, der mit einem
Teil seines Außenrandteils aus dem Gehäuse (2) heraus
geführt ist.
9. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) eine
zwischen dem Gehäuse (2) und der Oberseite des Kon
takt-Tragelements (7) längs des Gesamtumfangs dessel
ben festgelegte Abdeckung bildet.
10. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) eine
Tellerfeder (belleville spring) ist.
11. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) eine
Federplatte oder -scheibe ist.
12. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 11, da
durch gekennzeichnet, daß die dünne Leiterplatte (104)
mit einem wärmebeständigen Film beschichtet ist.
13. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß die dünne Leiterplatte (104)
an ihrer dem Mittenkontakt (6) zugewandten Seite einen
geschlossenen oder abgedichteten Raum festlegt.
14. Tast- oder Druckschalter (100) nach Anspruch 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Kontakt-Tragelement (7)
mindestens eine zur dünnen Leiterplatte (104) hin
offene Luftkammer aufweist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Tast- oder Druck
schalters (1), dadurch gekennzeichnet, daß
in getrennten Streifen oder Bändern (hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte (5), Umfangs- oder Rand kontakte (6), die jeweils den Gesamtumfang des be treffenden Mittenkontakts (5) umschließen, und Teller federn (4), die jeweils mit dem gesamten Außenumfang des betreffenden Randkontakts (6) in Berührung stehen oder bringbar sind, ausgebildet werden,
in einem ersten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Kontakt-Tragelement (7) an jedem Mittenkontakt (5) angeformt wird,
nach dem ersten Einsatzgießvorgang je ein einzelner Randkontakt (6) und eine (zugeordnete) Tellerfeder (4) getrennt oder miteinander vereinigt auf die Ober seite des betreffenden Kontakt-Tragteils (7) aufge legt werden und
in einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Gehäuse (2) in inniger Berührung mit der Außenfläche jedes Tragelements (7) an diesen angeformt wird, um die Tellerfeder (4) und den auf die Oberseite des Kontakt-Tragelements (7) aufgesetzten Randkontakt (6) sicher zwischen dem Gehäuse (2) und dem Kontakt- Tragelement (7) festzulegen.
in getrennten Streifen oder Bändern (hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte (5), Umfangs- oder Rand kontakte (6), die jeweils den Gesamtumfang des be treffenden Mittenkontakts (5) umschließen, und Teller federn (4), die jeweils mit dem gesamten Außenumfang des betreffenden Randkontakts (6) in Berührung stehen oder bringbar sind, ausgebildet werden,
in einem ersten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Kontakt-Tragelement (7) an jedem Mittenkontakt (5) angeformt wird,
nach dem ersten Einsatzgießvorgang je ein einzelner Randkontakt (6) und eine (zugeordnete) Tellerfeder (4) getrennt oder miteinander vereinigt auf die Ober seite des betreffenden Kontakt-Tragteils (7) aufge legt werden und
in einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Gehäuse (2) in inniger Berührung mit der Außenfläche jedes Tragelements (7) an diesen angeformt wird, um die Tellerfeder (4) und den auf die Oberseite des Kontakt-Tragelements (7) aufgesetzten Randkontakt (6) sicher zwischen dem Gehäuse (2) und dem Kontakt- Tragelement (7) festzulegen.
16. Verfahren zur Herstellung eines Tast- oder Druckschal
ters (100), dadurch gekennzeichnet, daß
in getrennten Streifen oder Bändern (hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte (5), Umfangs- oder Rand kontakte (6), die jeweils den gesamten Außenumfang des betreffenden Mittenkontakts (5) umschließen, dünne leitfähige Platten oder Leiterplatten (104), die je weils mit einem Außenrandteil mit dem betreffenden Randkontakt (6) in Berührung stehen, und Federelemente (102, 102′, 102′′), die jeweils eine mit der betreffen den dünnen Leiterplatte (104) in Berührung stehende isolierende Betätigungs-Taste (103, 103′) aufweisen, ausgebildet werden,
die Betätigungs-Taste (103, 103′) und ein Ringelement (105) aus einem Isoliermaterial jeweils am Mittelteil bzw. Außenrandteil des Federelements (102, 102′, 102′′) angeformt werden, wobei das Ringelement (105) mit der Leiterplatte (104) in Berührung steht,
in einem ersten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Kontakt-Tragelement (7) für jeden Mittenkontakt (5) geformt wird,
jeweils ein Randkontakt (6) und eine Leiterplatte (104), deren Außenrandteile miteinander in Berührung stehen, auf die Oberseite des betreffenden Kontakt- Tragelements (7) aufgesetzt werden und
in einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Gehäuse (2) in fester Anlage an den Außenseiten des Kontakt-Tragelements (7) angeformt wird, um den Rand kontakt (6), die Leiterplatte (104) und das Feder element (102, 102′, 102′′) sicher zwischen dem Gehäuse (2) und der Oberseite des Kontakt-Tragelements (7) festzulegen, nachdem das Federelement (102, 102′, 102′′) auf den Randkontakt (6) und die Leiterplatte (104) so aufgesetzt worden ist, daß nur das Ringelement (105) damit in Berührung steht bzw. daran anliegt.
in getrennten Streifen oder Bändern (hoops) jeweils zahlreiche Mittenkontakte (5), Umfangs- oder Rand kontakte (6), die jeweils den gesamten Außenumfang des betreffenden Mittenkontakts (5) umschließen, dünne leitfähige Platten oder Leiterplatten (104), die je weils mit einem Außenrandteil mit dem betreffenden Randkontakt (6) in Berührung stehen, und Federelemente (102, 102′, 102′′), die jeweils eine mit der betreffen den dünnen Leiterplatte (104) in Berührung stehende isolierende Betätigungs-Taste (103, 103′) aufweisen, ausgebildet werden,
die Betätigungs-Taste (103, 103′) und ein Ringelement (105) aus einem Isoliermaterial jeweils am Mittelteil bzw. Außenrandteil des Federelements (102, 102′, 102′′) angeformt werden, wobei das Ringelement (105) mit der Leiterplatte (104) in Berührung steht,
in einem ersten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Kontakt-Tragelement (7) für jeden Mittenkontakt (5) geformt wird,
jeweils ein Randkontakt (6) und eine Leiterplatte (104), deren Außenrandteile miteinander in Berührung stehen, auf die Oberseite des betreffenden Kontakt- Tragelements (7) aufgesetzt werden und
in einem zweiten Spritz- oder Einsatzgießvorgang ein Gehäuse (2) in fester Anlage an den Außenseiten des Kontakt-Tragelements (7) angeformt wird, um den Rand kontakt (6), die Leiterplatte (104) und das Feder element (102, 102′, 102′′) sicher zwischen dem Gehäuse (2) und der Oberseite des Kontakt-Tragelements (7) festzulegen, nachdem das Federelement (102, 102′, 102′′) auf den Randkontakt (6) und die Leiterplatte (104) so aufgesetzt worden ist, daß nur das Ringelement (105) damit in Berührung steht bzw. daran anliegt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Randkontakt (6) und die Leiterplatte (104)
an ihren Außenrandteilen durch Punktschweißung mitein
ander verbunden werden.
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