Drucktaste an Leiterplatte

Abstract

 Eine 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, wird als unterbrechertaste mit Druck­punkt ausgeführt, indem die Schnappscheibe zueinander versetzte Kontaktlappen (5) und Zuglappen (6) aufweist, die Zuglappen (6) unter Vorspannung an der Leiterplatte (1) verankert sind, um den nötigen Kontaktdruck bei Nichtbetätigung zu erzeugen, und die Kontaktlappen (5) zwischen der Kontaktfläche (8) und dem Schnappscheiben­teller (10) ein zur Leiterplatte (1) gekrümmtes Abstütz­knie (9) aufweisen, das sich bei Betätigung der Schnapp­scheibe (4) auf der Leiterplatte (1) abstützt und mit zunehmender Betätigungskraft (Fa), die Kontaktfkraft (Fc) bis zum Abheben der Kontaktfläche (8) verringert. Abheben der Kontaktfläche (8) und das Durchlaufen des Druck­punktes resp. des Scheitelwertes für die Betätigungskraft (Fa) treten bei dem gleichen Deformationsweg (d) der Schnappscheibe auf.

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] 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-PS 80 01600 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 zur manuellen Unterbrechung von Stromkreisen Unterbrechertasten entsprechend den An­sprüchen 1 bis 10 verwendet werden.

Zeichnung