DE9105230U1 - Push button switch with lighting - Google Patents

Push button switch with lighting

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Description

Tastschalter mit BeleuchtungPush button switch with lighting

Die Erfindung betrifft einen Tastschalter mit Beleuchtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Bauart.The invention relates to a pushbutton switch with illumination of the type specified in the preamble of claim 1.

Ein derartiger Tastschalter ist aus dem DE-GM 90 OO 828 bekannt. Bei dieser Konstruktion ist auf der Leiterplatte eine Gummimatte befestigt, die nebeneinander eine Ausnehmung für den Durchtritt einer auf der Leiterplatte sitzenden Leuchtdiode und einen vom Tastknopf des Tastschalters betätigbaren Hubbalg mit wenigstens einem elektrischen Kontakt aufweist, der mit komplementären Kontaktflächen der Leiterplatte zusammenwirkt. Um trotz exzentrischer Anordnung der Leuchtdiode eine annähernd gleichmäßige Ausleuchtung des Tastschalters zu erreichen, ist der der Leuchtdiode unmittelbar zugewandte Bereich des Tastknopfes mit einem teilweise prismenartig gestalteten Hohlraum versehen, über dessen Innenkonturen und den Außenkonturen das von der Leuchtdiode abgestrahlte Lichtbündel direkt zur Tastenoberfläche hin abgelenkt wird. Diese Bauart benötigt jedoch zwischen Leiterplatte und Frontplatte verhältnismäßig viel Raum und bedingt dadurch eine raltiv große Bauhöhe des Tastschalters.Such a pushbutton switch is known from DE-GM 90 OO 828. In this design, a rubber mat is attached to the circuit board, which has a recess for the passage of a light-emitting diode sitting on the circuit board and a lifting bellows that can be actuated by the pushbutton of the pushbutton switch with at least one electrical contact that interacts with complementary contact surfaces of the circuit board. In order to achieve an almost uniform illumination of the pushbutton switch despite the eccentric arrangement of the light-emitting diode, the area of the pushbutton button directly facing the light-emitting diode is provided with a partially prism-shaped cavity, via the inner contours and the outer contours of which the light beam emitted by the light-emitting diode is deflected directly to the button surface. However, this design requires a relatively large amount of space between the circuit board and the front panel and therefore requires a relatively large overall height of the pushbutton switch.

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In der Druckschrift "Funkschau, Nr. 17/1982, Seiten 8 und 12" ist außerdem unter der Überschrift "Schalter in Miniatur und Subminiatur" ein Tastschalter mit Beleuchtung beschrieben, bei dem die Leuchtdiode in der Mitte angeordnet ist. Der Tastschalter besteht im wesentlichen aus einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Schaltelement mit Leuchtdiode und mehreren an der Unterseite aus dem Gehäuse hervorstehenden Anschlußstiften. Auf das staub- und wasserdicht gekapselte Gehäuse des Schaltelements ist eine Taste und auf die Taste eine Kappe aufrastbar. Bei dem Tastschalter handelt es sich um ein komplettes Bauelement, das für die Montage auf einer Leiterplatte geeignet ist.In the publication "Funkschau, No. 17/1982, pages 8 and 12" under the heading "Miniature and subminiature switches" a pushbutton switch with lighting is described, in which the LED is arranged in the middle. The pushbutton switch essentially consists of a switching element with LED arranged inside a housing and several connection pins protruding from the housing at the bottom. A button and a cap can be snapped onto the switching element's dust- and watertight housing and onto the button. The pushbutton switch is a complete component that is suitable for mounting on a circuit board.

Aus der Druckschrift "Elektronik, Nr. 13, vom 28.06.1985, Seite 123, ist ferner eine Folientastatur mit Schnappfeder bekannt, die aus einer Grundplatte, einer Leiterfolie, einer Distanzfolie mit in Ausnehmungen eingelegten Schnappfedern und einer Frontfolie aufgebaut ist und die mit Anzeigeelementen, wie Lampen oder Leuchtdioden kombiniert werden kann. Die einzelnen Schichten der Folientastatur sind miteinander verklebt und nicht mehr zugänglich.From the publication "Electronics, No. 13, dated June 28, 1985, page 123, a membrane keyboard with a snap spring is also known, which is made up of a base plate, a conductor foil, a spacer foil with snap springs inserted into recesses and a front foil and which can be combined with display elements such as lamps or light-emitting diodes. The individual layers of the membrane keyboard are glued together and are no longer accessible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen, mechanisch robusten und optimal ausleuchtbaren Tastschalter zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und den Aufbau von Tastenfeldern niedriger Bauhöhe gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Tastschalter mit den im Anspruch 1 angegebenen konstruktiven Merkmalen gelöst. Die Lösung bietet den Vorzug, die Tastschalter in einer mechanisch stabilen, kompakten Bauweise herstellen und damit eine hohe Lichtausbeute erzielen zu können. Trotz der realisierten niedrigen Bauhöhe ist im Reparaturfall ein Auswechseln von Leuchtdioden, Schnappscheiben oder der Austausch von Tastenknöpfen, z.B. gegen andersfarbige, ohne weiteres möglich. Weitere Vorteile sind in der Beschreibung erwähnt. Zweckmäßige Ausgestaltungen des Tastschalters können den Unteransprüchen entnommen werden.The invention is based on the object of creating a simple, mechanically robust and optimally illuminated pushbutton switch that can be manufactured inexpensively and allows the construction of keypads with a low overall height. This object is solved according to the invention by a pushbutton switch with the design features specified in claim 1. The solution offers the advantage of being able to produce the pushbutton switch in a mechanically stable, compact design and thus achieve a high light output. Despite the low overall height achieved, in the event of repairs, it is easy to replace LEDs, snap-on disks or button buttons, e.g. with ones of a different color. Further advantages are mentioned in the description. Appropriate designs of the pushbutton switch can be found in the subclaims.

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Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wie folgt näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail as follows using an embodiment shown in a drawing. In the drawing:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Tastschalters mit Beleuchtung, längsgeschnitten;Fig. 1 shows a section of a push button switch with illumination, cut lengthwise;

Fig. 2 eine Schnappscheibe des Tastschalters der Fig. 1, in perspektivischer Ansicht;Fig. 2 shows a snap disk of the pushbutton switch of Fig. 1, in perspective view;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Leiterplatte mit derFig. 3 a section of a circuit board with the

Kontaktkonfiguration des Tastschalters der Fig. 1, in der Draufsicht.Contact configuration of the push button switch of Fig. 1, in the top view.

In Fig. 1 ist der Tastschalter insgesamt mit 1 bezeichnet, er besteht im wesentlichen aus einer Leiterplatte 2, auf der eine Leuchtdiode 3, eine Schnappscheibe 4 und ein Tastenknopf 5 aufgebaut sind. Außerdem ist eine Frontplatte 6 mit einer als Abdeckung dienenden Designfolie 7 vorgesehen. Die Leiterplatte 2 dient als Grundplatte, welche zusammen mit der Frontplatte 6 und der Designfolie 7 den Aufbau eines mehrere Tastschalter 1 aufweisenden Tastenfeldes gestattet.In Fig. 1, the pushbutton switch is designated as 1 in its entirety; it essentially consists of a circuit board 2 on which a light-emitting diode 3, a snap disk 4 and a button 5 are mounted. In addition, a front plate 6 with a design film 7 serving as a cover is provided. The circuit board 2 serves as a base plate which, together with the front plate 6 and the design film 7, allows the construction of a keypad with several pushbutton switches 1.

Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, sind in der Leiterplatte 2 zwei Bohrungen 8 für den Durchtritt der Anschlußdrähte 9 der Leuchtdiode 4 angeordnet. Diese ist auf der Oberseite 10 der Leiterplatte 2 z.B. durch Kleben und/oder auf der Leiterplatten-Unterseite 11 durch Einlöten der Anschlußdrähte 9 in Lötaugen befestigt. Anstelle einer Leuchtdiode mit Drahtanschlüssen kann natürlich auch eine für die Anwendung der SMD-Technik ausgebildete verwendet und über durchkontaktierte Bohrungen der Leiterplatte 2 angeschlossen werden. Um den Sitz der Leuchtdiode 3 herum ist auf der Leiterplatte 2 eine als Mittenkontakt 12 dienende, vorzugsweise als ringförmige Kontaktfläche ausgebildete Leiterbahn mit elektrischerAs shown in Fig. 1 and 3, two holes 8 are arranged in the circuit board 2 for the passage of the connecting wires 9 of the light-emitting diode 4. This is attached to the top 10 of the circuit board 2, e.g. by gluing and/or to the bottom 11 of the circuit board by soldering the connecting wires 9 into soldering pads. Instead of a light-emitting diode with wire connections, one designed for the use of SMD technology can of course also be used and connected via plated-through holes in the circuit board 2. Around the seat of the light-emitting diode 3, a conductor track with electrical connection serving as a center contact 12, preferably designed as a ring-shaped contact surface, is arranged on the circuit board 2.

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Anschlußleitung 13 und im Abstand zum Mittenkontakt 12 eine einen einseitig offenen Rahmen bildende Leiterbahn angeordnet. Diese wirkt als Außenkontakt 14, der ebenfalls mit einer elektrischen Anschlußleitung 15 verbunden ist. Die Ecken des rahmenförmigen Außenkontaktes 14 bestehen aus schrägen Kontaktflächen 16, die zweckmäßigerweise breiter als die anderen Leitungszüge und vorzugsweise oberflächenveredelt sind. Auf den Kontaktflächen liegen die Enden von kreuzförmig freigeschnittenen Federarmen der Schnappscheibe 4, die in der Mitte eine kreisförmige Lochung für den Durchtritt der Leuchtdiode 3 hat. Bedarfsweise kann die Schnappscheibe 4 auch mit z.B. drei um 120° zueinander versetzten Federarmen 17 versehen sein, die dann auf einem entsprechend angepaßten Leiterbild des Außenkontaktes 14 der Leiterplatte 2 liegen. Unabhängig von der Anzahl Federarme 17 sind diese jeweils in gleichmäßigen Abständen am Umfang des scheibenförmigen Mittelteiles der Schnappscheibe 4 angeordnet.Connecting line 13 and a conductor track forming a frame open on one side are arranged at a distance from the central contact 12. This acts as an external contact 14, which is also connected to an electrical connecting line 15. The corners of the frame-shaped external contact 14 consist of slanted contact surfaces 16, which are expediently wider than the other lines and preferably have a surface finish. The ends of cross-shaped spring arms of the snap disk 4, which has a circular hole in the middle for the light-emitting diode 3 to pass through, lie on the contact surfaces. If necessary, the snap disk 4 can also be provided with, for example, three spring arms 17 offset from one another by 120°, which then lie on a correspondingly adapted conductor pattern of the external contact 14 of the circuit board 2. Regardless of the number of spring arms 17, these are each arranged at equal distances on the circumference of the disk-shaped middle part of the snap disk 4.

Die Schnappscheibe 4 wird einstückig aus dünnem Federblech gestanzt und durch Prägen in eine flach konvex gewölbte Form mit horizontal auslaufenden Enden der Federarme 17 gebracht. Beim Ausstanzen können im Mittelteil gleichzeitig mehrere Fanglöcher 19 zur verdrehsicheren Halterung der Schnappscheibe 4 hergestellt und beim Prägen mehrere, vorzugsweise drei in gleichen Abständen ringförmig angeordnete Noppen 20 sickenförmig mit durchgedrückt werden, welche als elektrische Kontakte dienen und die bei Betätigung des Tastenknopfes 5 den Mittenkontakt 12 auf der Leiterplatte 2 kontaktieren.The snap disk 4 is punched in one piece from thin spring sheet metal and by embossing it into a flat, convex shape with horizontally tapering ends of the spring arms 17. During punching several catch holes 19 can be made in the middle part at the same time to hold the snap disk 4 in a torsion-proof manner and during embossing several, preferably three, equally spaced ring-shaped knobs 20 can be pressed through in a bead-like manner, which serve as electrical contacts and which contact the center contact 12 on the circuit board 2 when the button 5 is pressed.

Der aus transparentem Werkstoff gespritzte Tastenknopf 5 hat wahlweise einen runden oder eckigen Umriß und eine and der Unterseite vorgesehene Ausnehmung 21, in welche die Leuchtdiode hineinragt. Er ist verdrehsicher in einer Öffnung 22 der direkt an der Leiterplatte 2 mittels einer lösbaren Verbindung, wie z.B. einer Schraub- oder Rastverbindung, befestigten Frontplatte 6The button 5, which is injection-molded from transparent material, has either a round or square outline and a recess 21 on the underside into which the LED protrudes. It is secured against rotation in an opening 22 of the front panel 6, which is attached directly to the circuit board 2 by means of a detachable connection, such as a screw or snap connection.

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geführt, wobei ein im Durchmesser größerer Rand 23 in einen
entsprechend hinterschnittenen Teil 24 der Öffnung 22 eingreift und das Herausfallen des Tastenknopfes 5 verhindert. Da dieser die
Funktion eines Stößels hat, ist an der Unterseite ein ringförmiger Ansatz 25 vorgesehen, welcher auf der Schnappscheibe 4 liegt und
diese z.B. mittels in die Fanglöcher 19 eingreifender Zapfen gegen Verdrehen sichert. In der unbetätigten Stellung des Tastschalters 1 wird der Tastenknopf 5 von der Schnappscheibe 4 mit dem Rand 23
gegen den in der Frontplatte 6 vom hinterschnittenen Teil 24 der
Öffnung 22 gebildeten Anschlag gedrückt, wobei dessen flach
gewölbte Oberfläche mit der Oberfläche der Frontplatte 6 nahezu
glatt abschließt.with a larger diameter edge 23 being inserted into a
correspondingly undercut part 24 of the opening 22 and prevents the button 5 from falling out. Since this
has the function of a plunger, an annular projection 25 is provided on the underside, which lies on the snap disk 4 and
This is secured against rotation, for example, by means of pins engaging in the catch holes 19. In the non-actuated position of the pushbutton switch 1, the button 5 is held by the snap disk 4 with the edge 23
against the undercut part 24 of the front plate 6 of the
Opening 22 formed stop is pressed, whereby its flat
curved surface with the surface of the front panel 6 almost
finishes smoothly.

Wird der Tastenknopf 5 gedrückt, kommen die bedarfsweise mit einer Edelmetallauflage versehenen Noppen 20 auf dem komplementären
Mittenkontakt 12 der Leiterplatte 2 zur Anlage und stellen die
elektrische Verbindung zum Außenkontakt 14 her. Die Federkraft der Schnappscheibe 4 ist ausreichend groß bemessen, um den unbelasteten Tastenknopf 5 wieder in die unbetätigte Ausgangsstellung zu
drücken, wobei die Verbindung zwischen Mitten- und Außenkontakt 12, 14 unterbrochen wird.When the button 5 is pressed, the knobs 20, which may be provided with a precious metal coating, come into contact with the complementary
Center contact 12 of the circuit board 2 to the system and set the
electrical connection to the external contact 14. The spring force of the snap disk 4 is sufficiently large to return the unloaded button 5 to the unactuated initial position.
whereby the connection between the middle and outer contacts 12, 14 is interrupted.

Der Tastschalter 1 kommt mit einer geringen Hubbewegung aus, da die Kontaktöffnung nur Bruchteile eines Millimeters zu betragen
braucht. Die Bauhöhe des Tastsschalters 1 wird daher im
wesentlichen von der relativ kurzen Leuchtdiode 3 bestimmt. Wegen des geringen Hubes ist oberhalb der Leuchtdiode 3 in der Ausnehmung 21 des Tastenknopfes 5 nur wenig Freiraum erforderlich. Die
zentrisch und nahezu vollständig in die Ausnehmung 21 ragende
Leuchtdiode 3 kann den Tastenknopf 5 daher voll ausleuchten. Damit bei Wärmeausdehnung keine Durchbiegung entsteht, ist die
Frontplatte 6 aus einem Werkstoff hergestellt, der annähernd einen dem Material der Leiterplatte 2 entsprechenden
Ausdehnungskoeffizienten hat.The pushbutton switch 1 requires only a small stroke movement, since the contact opening is only a fraction of a millimetre
The height of the push button 1 is therefore
essentially determined by the relatively short LED 3. Due to the short stroke, only a small amount of space is required above the LED 3 in the recess 21 of the button 5. The
centrically and almost completely projecting into the recess 21
LED 3 can therefore fully illuminate the button 5. To prevent bending due to thermal expansion, the
Front panel 6 is made of a material that has an approximately equivalent material to the material of the circuit board 2.
expansion coefficient.

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Claims (1)

AnsprücheExpectations 1. Tastschalter mit Beleuchtung für Tastenfelder, bei dem ein in der Öffnung einer Frontplatte geführter Tastenknopf von einer Leuchtdiode angestrahlt wird, die an einer parallel zur Frontplatte angeordneten Leiterplatte befestigt ist und auf welcher zwei Kontakte angeordnet sind, die beim Betätigen des Tastenknopfes mittels eines Schaltgliedes überbrückbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiterplatte (2) und die Frontplatte (6) durch eine lösbare Verbindung unmittelbar aneinander befestigt sind und daß das Schaltglied aus einer Schnappscheibe (4) mit zentrischer Lochung (18) besteht, durch welche die Leuchtdiode (3) in eine an der Unterseite des Tastenknopfes (5) vorgesehene zentrische Ausnehmung (21) ragt.1. Push button switch with lighting for keypads, in which a key button guided in the opening of a front panel is illuminated by a light-emitting diode which is attached to a circuit board arranged parallel to the front panel and on which two contacts are arranged which can be bridged by means of a switching element when the key button is actuated, characterized in that the circuit board (2) and the front panel (6) are attached directly to one another by a detachable connection and that the switching element consists of a snap disk (4) with a central hole (18) through which the light-emitting diode (3) projects into a central recess (21) provided on the underside of the key button (5). 2. Tastschalter mit Beleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappscheibe (4) aus einem konvex gewölbten Blechstanzteil mit mehreren am Umfang in gleichmäßigen Abständen freigeschnittenen Federarmen (17) sowie mehreren im scheibenförmigen Mittelteil der Schnappscheibe (4) angeordneten Kontakten (Noppen 20) besteht.2. Push button switch with illumination according to claim 1, characterized in that the snap disk (4) consists of a convexly curved sheet metal stamping with several spring arms (17) cut free at regular intervals around the circumference and several contacts (nubs 20) arranged in the disk-shaped middle part of the snap disk (4). ZPL/S-Ka/B W. MinksZPL/S-Ka/B W. Minks 24.04.1991 6108A24.04.1991 6108A 3. Tastschalter mit Beleuchtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenknopf (5) verdrehsicher in der Öffnung (21) der Frontplatte (6) geführt und die Schnappscheibe (4) verdrehsicher an der Unterseite des Tastenknopfes (5) gehaltert ist.3. Push button switch with illumination according to claim 1 1 , characterized in that the button (5) is guided in the opening (21) of the front plate (6) in a rotationally secure manner and the snap disk (4) is held in a rotationally secure manner on the underside of the button (5). 4. Tastschalter mit Beleuchtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (Mittelkontakt 12, Außenkontakt 14) der Leiterplatte (2) aus einer den Sitz der Leuchtdiode (3) ringförmig umgebenden inneren Leiterbahn und einer äußeren Leiterbahn besteht, welche die innere Leiterbahn in Form eines einseitig offenen Rahmens umgibt.4. Push button switch with illumination according to claim 1 1 , characterized in that the contacts (central contact 12, external contact 14) of the circuit board (2) consist of an inner conductor track surrounding the seat of the light-emitting diode (3) in a ring shape and an outer conductor track which surrounds the inner conductor track in the form of a frame open on one side. 5. Tastschalter mit Beleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (6) aus einem Werkstoff besteht, der annähernd einen dem Material der Leiterplatte (2) entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten hat.5. Push button switch with illumination according to claim 1, characterized in that the front plate (6) consists of a material which has an expansion coefficient that approximately corresponds to the material of the circuit board (2). ZPL/S-Ka/B W. MinksZPL/S-Ka/B W. Minks 24.04.1991 6108A24.04.1991 6108A
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