Drucktaste an Leiterplatte

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucktaste an Leiterplatten mit einer elektrisch leitenden Schnappscheibe, die in einer Aussparung einer Distanzschicht zwischen einer Abdeckfolie und der mit Leiterbahnen beschichteten Leiterplatte eingebettet ist.

[0002] Derartige Drucktasten mit Schnappscheiben sind als Folientastatur mit Druckpunkt in der DE-A-31 45 434 beschrieben. Es handelt sich um Schliesser, die bei mechanischer Betätigung einen elektischen Stromkreis kurzschliessen. Im weiteren zeigt die FR-A-2 447 598 verschiedende Formen von Foliendrucktasten, bei denen die zum Teil bewegten Leiterbahnen auf deformierbaren Folien aufgebracht sind, und vermittelt das Prinzip eines Oeffners in Form einer einseitig eingespannten Biegefeder, die durch eine mit einer Leiterbahn beschichtete Folie hindurch von ihrer Auflage auf dieser Leiterbahn abgehoben wird.

[0003] Unterbrechertasten haben die Aufgabe, aus Sicherheitsgründen Stromkreise direkt wirkend zu unterbrechen. Sie müssen sich durch hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit auszeichnen und dürfen keine Fehlschaltungen wegen Stössen und Vibrationen hervorrufen. Sie sind fast immer direkt neben schliessenden Drucktasten eingesetzt. Obwohl Drucktasten als Schliesser seit einigen Jahren bei Folientastaturen angewendet werden, gibt es kaum gleichwertige Ausführungen für Oeffner. Die Erfindung hat daher die Aufgabe, einen zu schliessenden Drucktasten gleichwertigen oder besseren Oeffner für Folientastaturen zu schaffen.

[0004] Gemäss der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, indem die Schnappscheibe zueinander versetzte Kontaktlappen und Zuglappen aufweist, indem die Zuglappen unter Zugspannung zur Schnappscheibe an der Leiterplatte verankert sind und indem die Kontaktlappen ein elastisches Joch bilden, im unbetätigten Zustand nur auf den Leiterbahnen aufliegen und jeweils zwischen der Kontaktfläche und dem Schnappscheibenteller ein zur Leiterplatte gekrümmtes Abstützknie aufweisen, das sich beim Hinunterpressen der Schnappscheibe auf der Leiterplatte abstützt und die mechanische Widerstandskraft vergrössert, wobei der Bereich zwischen Abstützknie und Scheibenteller elastisch einfedert, das ursprünglich zum Kontakt hin vorgespannte Knie auf der Leiterplatte gleitend eine Schwenkbewegung vollzieht und das Ende des Kontaktlappens mit seiner Kontaktfläche von der Leiterbahn abhebt.

[0005] Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass nur durch die unerschiedliche Anordnung der Leiterbahnen und durch die unterschiedlich gestalteten Schnappscheiben die Fertigung von Oeffnern und Schliessern an einer Leiterplatte im Verbund ermöglicht ist und dass dem Benutzer die gleiche taktile Rückmeldung für die Ausführung der Funktion durch Ueberschreiten eines Druckpunktes vermittelt wird.

[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

einen perspektivischen Ausschnitt aus einer Leiterplatte mit einer als Oeffner ausgebildeten Drucktaste und

Fig. 2

eine graphische Darstellung für die Abhängigkeit der Betätigungskraft und des Kontaktdruckes einer Oeffnerdrucktaste vom Deformationsweg der Schnappscheibe.

[0007] In den Figuren ist eine Drucktaste an einer Leiterplatte 1 mit einer elektrisch leitenden Schnappscheibe 4, die in einer Aussparung einer Distanzschicht 2 zwischen einer Abdeckfolie 3 und der mit Leiterbahnen 7 beschichteten Leiterplatte 1 eingebettet ist, gezeigt. Erfindungsgemäss weist die Schnappscheibe 4 zueinander versetzte Kontaktlappen 5 und Zuglappen 6 auf, sind die Zuglappen unter Zugspannung zur Schnappscheibe 4 an der Leiterplatte 1 verankert und bilden die Kontaktlappen ein elastisches Joch. Die Kontaktlappen 5 liegen im unbetätigten Zustand unter Vorspannung auf den Leiterbahnen 7 auf und besitzen zwischen der Kontaktfläche 8 und dem Scheibenteller 10 ein zur Leiterplatte 1 gekrümmtes Abstützknie 9. Beim Hinunterpressen der Schnappscheibe 4 in der Betätigungsrichtung d wächst zunächst in einem Bereich 1 die notwendige Betätigungskraft Fa und die Kontaktkraft Fc, bis das Abstützknie 9 sich auf der Leiterplatte 1 abstützt. Durch die verkürzte Hebelwirkung zwischen Abstützknie 9 und Scheibenteller 10 steigt die notwendige Betätigungskraft in einem Bereich II steiler an, wobei der Bereich zwischen Abstützknie 9 und Scheibenteller 10 elastisch einfedert, das ursprünglich von der Kontaktfläche 8 her vorgespannte Knie auf der Leiterplatte gleitend eine Schwenkbewegung vollzieht und sich die Kontaktkraft Fc bis zum Abheben der Kontaktfläche 8 von der Leiterbahn 7 verringert. Die federnden Elemente sind so dimensioniert und mit der Höhe der Leiterbahn 7 im Bereich der Kontaktfläche 8 abgestimmt, dass die Kontaktflächen 8 spätestens mit dem Erreichen des Scheitelwertes für die Betätigungskraft Fa abheben.

[0008] Im Bereich III sinkt die Betätigungskraft Fa zunächst mit fortschreitender Deformation in Betätigungsrichtung d bis auch der Schnappscheibenteller auf der Leiterplatte aufsitzt und wesentlich grösseren Widerstand entgegensetzt, der die übrigen Schnappscheibenbereiche vor Ueberbeanspruchung schützt. Die Kontaktkraft Fa im unbetätigten Zustand hängt von der Vorspannung der Zuglappen 6 ab, die einerseits die Schnappscheibe zentrieren und andererseits in einer bevorzugten Ausführung durch Ausnehmungen 11 in der Leiterplatte 1 geführt und mit vorstehenden Abbiegungen auf der Rückseite der Leiterplatte 1 verklinkt sind. Weitere Befestigungsmöglichkeiten resp. Widerlager ergeben sich durch Umgiessen, Ankleben oder Anpressen der Zuglappen. Das Spiel zwischen Schnappscheibe 4 und Abdeckfolie 3 wird einmal bei negativem Spiel, d.h. Ueberlappung, zur Erhöhung der Kontaktkraft Fc im unbetätigten Zustand verwendet und dient zum anderen bei positivem Spiel der Zentrierung des Betätigungsfingers. Eine bevorzugte Anwendung für die beschriebenen Unterbrechertasten besteht in Gasbetankungsgeräten für Kraftfahrzeuge.

Ansprüche

1. Drucktaste an Leiterplatten (1) mit einer elektrisch leitenden Schnappscheibe (4), die in einer Aussparung einer Distanzschicht (2) zwischen einer Abdeckfolie (3) und der mit Leiterbahnen (7) beschichteten Leiterplatte (1) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappscheibe (4) zueinander versetzte Kontaktlappen (5) und Zuglappen (6) aufweist, dass die Zuglappen (6) unter Zugspannung zur Schnappscheibe (4) an der Leiterplatte (1) verankert sind, und dass die Kontaktlappen ein elastisches Joch bilden, im unbetätigten Zustand nur auf den Leiterbahnen (7) aufliegen und jeweils zwischen der Kontaktfläche (8) und dem Schnappscheibenteller (10) ein zur Leiterplatte (1) gekrümmtes Abstützknie (9) aufweisen, das sich beim Hinunterpressen der Schnappscheibe (4) auf der Leiterplatte (1) abstützt und die mechanische Widerstandskraft vergrössert, wobei der Bereich zwischen Abstützknie (9) und Scheibenteller (10) elastisch einfedert, das ursprünglich zum Kontakt hin vorgespannte Knie auf der Leiterplatte gleitend eine Schwenkbewegung vollzieht und das Ende des Kontaktlappens (5) mit seiner Kontaktfläche (8) von der Leiterbahn (7) abhebt.

2. Drucktaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuglappen (6) die Schnappscheibe auf der Leiterplatte positionieren.

3. Drucktaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerlager für die Zuglappen (6) gebildet ist, indem die Zuglappen (6) durch eine Ausnehmung (11) in der Leiterplatte (1) geführt sind und sich durch vorstehende Abbiegungen (12) auf der Rückseite der Leiterplatte verklinken.

4. Drucktaste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Widerlager an der Leiterplatte (1) für Zuglappen (6) durch Umgiessen, Kleben oder Anpressen gebildet sind.

5. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Angreifen der Betätigungskraft (Fa) im Bereich des Schnappscheibentellers (10) mindestens ein Kontaktlappen (5) mit seiner Kontaktfläche (8) von der Leiterbahn (6) abhebt.

6. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungskraft (Fa) nach dem Ueberschreiten eines Scheitelwertes spürbar abfällt bis der Schnappscheibenteller (10) auf der Leiterplatte (1) aufliegt und mit seiner wesentlich grösseren Steifigkeit Kontaktlappen (5) und Zuglappen (6) vor unzulässigen Deformationen schützt.

7. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens mit dem Erreichen des Scheitelwertes für die Betätigungskraft (Fa) die Kontaktkraft (Fc) auf Null zurückgeht und die Kontaktlappen (5) mit ihrer Kontaktfläche (8) von den Leiterbahnen (7) abheben.

8. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abheben der Kontaktflächen (8) von den Leiterbahnen (7) vor dem Erreichen des Scheitelwertes durch Verändern der Höhe der Leiterbahn (7) gegenüber der Leiterplatte (1) im Bereich der Kontaktfläche (8) einstellbar ist.

9. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckfolie (3) durch eine vorstehende Schnappscheibe (4) in nicht betätigtem Zustand vorgespannt ist und zur Bildung der Kontaktkraft (Fc) beiträgt.

10. Drucktaste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Elastizität und Abstand der Abdeckfolie (3) so mit der Höhe und dem Durchmesser der Schappscheibe abgestimmt sind, dass ein menschlicher Betätigungsfinger zwangsweise zum Schnappscheibenteller hin abrollt.

11. Gasbetankungsgerät zum Betanken von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät Stromkreise aufweist, die mittels Unterbrechertasten nach den Ansprüchen 1 bis 10 unterbrechbar sind.

Claims

1. A key for printed circuit boards (1), the key comprising an electrically conductive snap disc (4) embedded in a recess in a spacer layer (2) disposed between a cover foil (3) and the board (1), the same being coated with printed conductors (7), characterised in that the snap disc (4) has contact tabs (5) and, offset therefrom, tension tabs (6), the tension tabs (6) are fixed to the board (1) with tension relatively to the snap disc (4) and the contact tabs (5) form a resilient yoke, are supported in the inopertaive state only on the printed conductors (7) and have each between the contact surface (8) and the snap disc bulge (10̸) a set (9) which is curved towards the printed board (1), bears thereon when the snap disc (4) is depressed and increases the mechanical force opposing such depression, the zone between the set (9) and the bulge (10̸) deflecting resiliently while the set (9), which was originally biased towards the contact, pivots on the board (1) with a sliding momvement and disengages the contact surface at the end of the contact tab (8) from the printed conductor (7).

2. A key according to claim 1, characterised in that the tension tabs (6) locate the snap disc on the board (1).

3. A key according to claims 1 and 2, characterised in that an abutment for the tension tabs (6) is formed by the same extending through a recess (11) in the board (1) end catching on the back thereof by way of projecting bent parts (12).

4. A key according to claims 1 and 2, characterised in that abutments are formed on the board (1) for tension tabs (6) by potting or sticking or pressing-on.

5. A key according to any of claims 1 - 4 characterised in that when the activating force (Fa) is applied in the region of the bulge (10̸) at least one contact tab (5) disengages its contact surface (8) from the printed conductor (7).

6. A key according to any of claims 1 - 5, characterised in that after overshooting a peak value the actuating force (Fa) decreases appreciably until the bulge (10̸) is resting on the board (1) and by virtue of its considerably greater rigidity protects the contact tabs (5) and tension tabs (6) against excessive deformations.

7. A key according to any of claims 1 - 6, characterised in that at the latest when the actuating force (Fa) reaches its peak value the contact force (Fc) drops to zero and the contact tabs (6) disengage their contact surface (8) from the conductors (7).

8. A key according to any of claims 1 - 7, characterised in that disengagement of the contact surfaces (8) from the conductors (7) before the peak value is reached can be varied by varying the height of the conductor (7) above the board (1) near the contact surface (8).

9. A key according to any of claims 1 - 8, characterised in that in the normal state of the cover foil (3) is biased by a projecting snap disc (4) and helps to produce the contact force (Fc).

10. A key according to any of claims 1 - 8, characterised in that the resilience and distance of the cover foil (3) are so adapted to the height and diameter of the snap disc (4) that a human actuating finger automatically rolls towards the bulge (10̸).

11. An apparatus for filling the tanks of motor vehicles with gas, characterised in that the apparatus has circuits which are interruptable by means of opener keys according to claims 1 - 10.

Revendications

1. Touche de plaques de circuits imprimés (1) comportant un disque à déclic (4) électriquement conducteur qui est noyé dans un évidement d'une couche d'écartement (2) entre une feuille de couverture (3) et la plaque de circuits imprimés (1) recouverte de tracés conducteurs (7), caractérisée en ce que le disque à déclic (4) comporte des pattes de contact (5) et des pattes de traction (6) décalées les une par rapport aux autres, en ce que les pattes de traction (6) sont ancrées sur la plaque de circuits imprimés (1), sous traction par rapport au disque à déclic (4) et en ce que les pattes de contact forment un pont élastique, reposent à l'état non actionné uniquement sur les tracés conducteurs (7) et présentent, entre la surface de contact (8) et le plateau du disque à déclic (10), un coude d'appui (9), courbé vers la plaque de circuits imprimés (1), qui prend appui sur la plaque de circuits imprimés (1) lorsque le disque à déclic (4) est pressé vers le bas et augmente la force de résistance mécanique, la zone comprise entre le coude d'appui (9) et le plateau du disque (10) formant ressort, le coude à l'origine précontraint vers le contact exécutant un mouvement de pivotement en glissant sur la plaque de circuits imprimés et l'extrémité de la patte de contact (5) se soulevant avec sa surface de contact (8) du tracé conducteur (7).

2. Touche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pattes de traction (6) positionnent le disque à déclic sur la plaque de circuits imprimés.

3. Touche selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'une butée est formée pour les pattes de traction (6), en ce que ces dernières sont guidées par un évidement (11) pratiqué dans la plaque de circuits imprimés (1) et s'accrochent sur la face arrière de la plaque de circuits imprimés, par des parties repliées (12) saillantes.

4. Touche selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des butées sont formées sur la plaque de circuits imprimés (1) pour des pattes de traction (6), par enrobage par coulée, collage ou pressage.

5. Touche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lorsque la force d'actionnement (Fa) agit dans la zone du plateau du disque à déclic (10), une patte de contact (5) au moins se soulève avec sa surface de contact (8) du tracé conducteur (6).

6. Touche selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la force d'actionnement (Fa), après avoir dépassé une valeur de pointe, diminue de façon sensible jusqu'à ce que le plateau (10) du disque à déclic repose sur la plaque de circuits imprimés (1) et protège, par sa rigidité nettement plus grande, les pattes de contact (5) et les pattes de traction (6) contre des déformations trop importantes.

7. Touche selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'au plus tard lorsque la valeur de pointe de la force d'actionnement (Fa) est atteinte, la force de contact (Fc) s'annule et les pattes de contact (5) se soulèvent, avec leur surface de contact (8), des tracés conducteurs (7).

8. Touche selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le soulèvement des surfaces de contact (8) par rapport aux tracés conducteurs (7), avant que ne soit atteinte la valeur de pointe, est réglable par modification de la hauteur du tracé conducteur (7) par rapport à la plaque de circuits imprimés (1), dans la zone de la surface de contact (8).

9. Touche selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la feuille de couverture (3) est précontrainte par un disque à déclic (4) saillant, à l'état non actionné, et contribue à former la force de contact (Fc).

10. Touche selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'élasticité et la distance de la feuille de couverture (3) sont adaptées à la hauteur et au diamètre du disque à déclic, de manière que le doigt d'actionnement d'une personne roule obligatoirement vers le plateau du disque à déclic.

11. Distributeur de gaz pour le ravitaillement de véhicules automobiles, caractérisé en ce que le distributeur comporte des circuits électriques qui peuvent être interrompus au moyen de touches de rupture selon les revendications 1 à 10.

Zeichnung