DE2036453B2

DE2036453B2 - MEMBRANE SWITCH

Info

Publication number: DE2036453B2
Application number: DE19702036453
Authority: DE
Inventors: Donald Francis; Snesrud Myron Eugene; Rochester Minn. Colglazier (V.St.A.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-07-24
Filing date: 1970-07-22
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE2036453A1; GB1251639A; US3594522A; JPS4812707B1; DE2036453C3; FR2056198A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranschalter mit wenigstens einer durch Druckeinwirkung betätigbaren Schaltstelle, gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Ein Membranschalter, der dem durch die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 definierten Bereich zuzuordnen ist, wurde durch die US-PS 33 08 253 bekannt.The invention relates to a membrane switch with at least one actuatable by the action of pressure Switching point, according to the preamble of claim 1. A membrane switch, which by the Features of the preamble of claim 1 defined area is assigned, was by the US-PS 33 08 253 known.

Dieser bekannte Membranschalter, der folgend noch kurz ausführlicher beschrieben wird, hat die Vorzüge einer großen Packungsdichte der Schaltungsstellen, eine geringe Bauhöhe und er benötigt nur eine kleine Betätigungskraft und einen sehr kleinen Kontakthub, wodurch er sehr empfindlich ist. Zur Verringerung seiner in manchen Anwendungsfällen großen Empfindlichkeit ist ein größerer Kontakthub zweckmäßig; jedoch bewirkt diese Maßnahme einen vorzeitigen Verschleiß der auf der auslenkbaren Membran angeordneten elektrischen Leiterstreifen infolge größerer mechanischer Beanspruchung derselben.This known membrane switch, which is briefly described in more detail below, has the advantages a high packing density of the circuit points, a low overall height and it only requires a small one Actuation force and a very small contact stroke, which makes it very sensitive. To reduce Due to its high sensitivity in some applications, a larger contact stroke is appropriate; however, this measure causes premature wear of the membrane arranged on the deflectable membrane electrical conductor strips as a result of greater mechanical stress on the same.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Membranschalter derart, daß sie auch in solchen Betriebsfällen anwendbar sind, wo die bekannten Membranschalter zu empfindlich sind und durch vorzeitigen Verschleiß ausfallen.The invention aims to improve the membrane switch so that they are also in such Operating cases are applicable where the known membrane switches are too sensitive and through premature wear fail.

Elektrische Membranschalter oder, auch druckempfindliche Schalter genannt, haben gegenüber den bekannten elektromechanischen »Ein/Aus«-Schaltern (wozu auch die Mikroschalter gezählt werden) den Vorzug, daß sie nur einen sehr kleinen Betätigungshub und eine relativ kleine Betätigungskraft benötigen. Ihr Hauptvorzug besteht jedoch darin, daß mehrere voneinander unabhängige Schaltstellen, also eine Vielzahl von einzelnen Schaltern in einer sehr großen Packungsdichte riahe nebeneinanderüegend in eine Membran-Schaltereinheit untergebracht werden können, und daß die Herstellung preislich günstig ist, da meistens nur wenige billige Bauteile erforderlich sind und eine Massenfertigung gut möglich ist. Außer der bereits erwähnten großen Empfindlichkeit ist nachteilig, daß nur Spannungen oder nur sehr kleine elektrische Leistungen mit diesen Membranschaltern an- oder abgeschaltet werden können, um nicht einen vorzeitigen Ausfall durch Verschleiß der schwachen, insbesondere auf der Membran befestigten, auslenkbaren Kontaktstücke zu bekommen.Electrical membrane switches or, also called pressure-sensitive switches, have opposite the well-known electromechanical "on / off" switches (which also include microswitches) The advantage that they only require a very small actuation stroke and a relatively small actuation force. you The main advantage, however, is that several independent switching points, so one Large number of individual switches in a very high packing density riahe next to each other in one Membrane switch unit can be accommodated, and that the production is inexpensive because usually only a few cheap components are required and mass production is easily possible. Except the already mentioned high sensitivity is disadvantageous that only voltages or only very small electrical Achievements with these membrane switches can be switched on or off so as not to premature Failure due to wear and tear of the weak deflectable contact pieces, particularly those attached to the membrane to get.

Die bekannten Membranschalter finden insbesondere Anwendung, wenn sie mehrere Schaltstellen aufweisen, in Tastaturen, beispielsweise als schnelle Eingabestationen von Informationen für Rechenanlagen oder Datenübertragungsgeräten. Hierbei wird durch das Aufsetzen und durch ein schwaches Aufdrücken der Spitze eines Taststiftes, oder durch die Einwirkung einer t>> anderen mechanischen oder pneumatischen druckerzeugenden Einrichtung an einer der dem jeweiligen einzugebenden Zeichen zugeordneten Schaltstelle der in dieser Schaltstelle angeordnete Schaltkontakt geschlossen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für Membranschalter bestehen in der Digitaltechnik, in der Meßtechnik und in Steuerungs- bzw. Regelungsanlagen.The known membrane switches are used in particular when they have several switching points, in keyboards, for example as quick input stations for information for computer systems or Data transmission devices. This is done by putting the Tip of a stylus, or by the action of a t >> other mechanical or pneumatic pressure generating device at one of the respective The switching point assigned to the characters to be entered, the switching contact arranged in this switching point is closed. Other possible applications for membrane switches are in digital technology, in which Measurement technology and in control and regulation systems.

Bei einem durch die US-PS 33 08 253 offenbarten Prinzip eines Membranschalters ist auf einer stabilen Unterlagsschicht aus Isoliermaterial wenigstens eine stveifenförmige Leiterbahn als stationäres Kontaktstück angeordnet, über dem mit sehr geringem Abstand von demselben eine zweite dünne streifenförmige Leiterbahn als auslenkbares Kontaktstück an der Unterseite einer Membran befestigt ist, die auf einer, auf der Unterlage befindlichen, im Bereich der Kontaktstelle ein Loch aufweisenden Zwischenschicht aufliegt. Über der Membran liegt zu deren Schutz gegen zu starke Druckeinwirkung eine elastomere Deckschicht. Die vorstehend kurz beschriebene Prinzipanordnung betrifft den Aufbau einer Schaltstelle.In one of the US-PS 33 08 253 disclosed principle of a membrane switch is on a stable Underlayer made of insulating material, at least one strip-shaped conductor track as a stationary contact piece arranged, over which at a very small distance from the same a second thin strip-shaped conductor track is attached as a deflectable contact piece on the underside of a membrane on a, on the Underlay located, an intermediate layer having a hole in the area of the contact point rests on it. Above the membrane has an elastomeric cover layer to protect it against excessive pressure. the The basic arrangement briefly described above relates to the structure of a switching point.

In den Membranschaltern, welche viele derartige Schaltstellen enthalten können, sind diese reihenförmig oder, wie es meistens der Fall ist, flächenhaft in Form einer Matrix angeordnet, dabei werden die Schaltkontakte, d. h. die stationär und die auslenkbaren Kontaktstücke und deren Anschlußleiter in jeder der zwei Ebenen aus parallelen in geringerem Abstand nebeneinanderliegenden schmalen Leiterbahnen gebildet, wobei sich die auf der Unterlagsschicht liegenden stationären Leiterbahnen und die auf der Membran haftenden auslenkbaren Leiterbahnen vorzugsweise rechtwinklig kreuzen. Jede Kreuzungsstelle bildet eine Schalt- bzw. Kontaktstelle. Die einzelnen Leiterbahnen dienen außer als Leiter für eine elektrische Spannung oder einen kleinen Strom gleichzeitig auch als Kontaktstücke.In the membrane switches, which can contain many such switching points, these are in series or, as is usually the case, arranged over a large area in the form of a matrix, the switching contacts, d. H. the stationary and deflectable contacts and their leads in each of the two Planes formed from parallel narrow strip conductors lying next to one another at a smaller distance, wherein the stationary conductor tracks lying on the underlayer and those adhering to the membrane deflectable conductor tracks preferably cross at right angles. Each crossing point forms a switching or Contact point. The individual conductor tracks also serve as conductors for an electrical voltage or a small current at the same time as contact pieces.

Das vorstehend erwähnte Prinzip eines Membranschalters kann durch einen Fachmann so geändert werden, daß die elastisch biegbaren Leiterbahnen bzw. Leitungsstücke auf der auslenkbaren Membran in den einzelnen Schaltsteilen lediglich als Kontaktbrücken dienen, welche im Ruhe-Schaltzustand spannungslos sind. Bei einer derartigen Ausführung eines Membranschalters sind auf der Isolierplatte eng benachbart wenigstens zwei stationäre Kontaktstücke angeordnet, entweder als zwei parallele Leiterbahnen, als zwei hintereinander angeordnete Leiterbahnen oder in einem beliebigen Muster. Bei einer während der Druckeinwirkung ausgelenkte Membran im begrenzten Bereich der Schaltstelle überbrückt bzw. verbindet das an der Membran haftende Leiterstück als bewegliches Kontaktstück die stationären benachbarten Leiterbahnen bzw. Kontaktstücke der betätigten Schaltstelle und schließt dadurch den Stromkreis.The above-mentioned principle of a membrane switch can be changed by a person skilled in the art be that the elastically bendable conductor tracks or line pieces on the deflectable membrane in the individual switching parts only serve as contact bridges, which are de-energized in the idle switching state are. In such a design, a membrane switch are closely spaced on the insulating plate at least two stationary contact pieces arranged, either as two parallel conductor tracks, as two one behind the other arranged conductor tracks or in any pattern. At one during the Pressure deflected membrane in the limited area of the switching point bridges or connects the Conductor piece adhering to the membrane as a movable contact piece, the stationary adjacent conductor tracks or contact pieces of the actuated switching point and thereby closes the circuit.

Bei der Betätigung einer Schaltstelle in einem Membranschalter der vorstehend erwähnten zwei Ausführungsarten wird infolge der Druckeinwirkung die Membran mit der zu der Unterseite befestigten Leiterbahn durch das Loch der Zwischenschicht, also in einem flächenhaft kleinen Auslenkungsbereich nach unten ausgewölbt. Diese Auswölbung bewirkt eine ziemlich starke Dehnung und Materialbeanspruchung der Membran-Leiterbahn. Diese Beanspruchung kann bei häufiger Schalterbetätigung zu einer vorzeitigen Mateilalermüdung führen, wodurch die Funktionssicherheit der Membranschaltstelle beeinträchtigt wird. Um diese übermäßige Materialdehnung zu verringern, werden zur Schonung in den bekannten Membranschaltern nur sehr kleine Abstände bzw. Luftspalten etwa 0,05 mm zwischen den offenen Kontaktstücken gewählt. Durch diese geringen Abstände bei offener SchaitsteiieWhen operating a switching point in a membrane switch of the above two The diaphragm is attached to the underside due to the effect of pressure Conductor track through the hole in the intermediate layer, i.e. in a small area of deflection bulging at the bottom. This bulge causes a rather strong stretch and stress on the material the membrane conductor. This stress can lead to premature stress if the switch is operated frequently Lead material fatigue, thereby reducing the functional reliability the membrane switching point is impaired. To reduce this excessive material stretch, only very small distances or air gaps are used in the known membrane switches to protect them 0.05 mm was chosen between the open contact pieces. Because of these small distances when the switch part is open

sind die Membranschalter beider Ausführungsarten sehr empfindlich. Durch Erschütterungen oder andere Druckeinwirkungen können ungewollte Schaltvorgänge ausgelöst werden. Um die bekannten sensiblen Membranschalter gegen diese Störeinwirkungen unempfindlicher zu machen und die Materialermüdung der flexiblen Leiterbahnen durch eine zu starke Dehnung zu vermeiden, wurden auch bereits stärkere Leiterbahnen und zusätzliche, über der Membran liegende Deckschichten verwendet. Diese kräftigeren Membranschalter weisen dann den Nachteil auf, daß ihre Flexibilität beeinträchtigt ist, daß sie eine wesentlich stärkere Betätigungskraft erfordern, daß sie größere Abmessungen aufweisen und daß die Dichte der Schaltstellen pro Flächeneinheit sich stark vermindert; außerdem ist der Zeitpunkt der Materialermüdung nur hinausgeschoben.the membrane switches of both types are very good sensitive. Unintentional switching operations can be caused by vibrations or other pressure effects to be triggered. To make the known sensitive membrane switch less sensitive to this interference to make and the material fatigue of the flexible conductor tracks due to excessive stretching Thicker conductors and additional cover layers over the membrane have also been avoided used. These more powerful membrane switches then have the disadvantage that their flexibility What is disadvantageous is that they require a much stronger actuating force that they have larger dimensions have and that the density of switching points per unit area is greatly reduced; besides is the Time of material fatigue just postponed.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, für die verschiedenen Arten von Membranschaltern ein verbessertes Membranschaltsystem anzugeben, bei dem in den Schaltstellen die Membran und die an ihr befestigte als Kontaktstück oder Kontaktbrücke dienende auslenkbare Leiterbahn eine größere Flexibilität aufweist, so daß keine Materialüberbeanspruchung und keine Materialermüdung auch bei häufiger Schalterbetätigung auftritt. Außerdem soll das Membranschaltsystem bei offener Schaltstelle einen größeren lichten Kontaktabstand aufweisen, d. h. zum Schließen der Schaltstelle einen größeren Auslenkhub der Membran erfordern als die bekannten Membranschalter, um die Störeinflüsse weitestgehend zu eliminieren. Durch die geforderte größere Flexibilität und den größeren Auslenkhub soll die erforderliche Kraft bei der Schalterbetätigung zum Schließen einer Schaltstelle etwa der der bekannten Membranschalter entsprechen.It is the object of the invention to provide an improved one for the various types of membrane switches Specify membrane switching system in which the membrane and the membrane attached to it as Contact piece or contact bridge serving deflectable conductor track has greater flexibility, so that no material overstress and no material fatigue even with frequent switch actuation occurs. In addition, the membrane switching system should have a larger clear contact distance when the switching point is open have, d. H. require a larger deflection stroke of the membrane to close the switching point than the well-known membrane switches in order to largely eliminate the interference. By the requested greater flexibility and the greater deflection stroke is intended to provide the force required to operate the switch Closing a switching point corresponds approximately to that of the known membrane switch.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale vom Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 gelöst. Zwechmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Membranschalters sind durch die Merkmale in den Unteransprüchen gekennzeichnet.According to the invention, this object is achieved by the combination of the features of the identification part of claim 1 solved. Purpose-like configurations and advantageous developments of the invention Membrane switches are characterized by the features in the subclaims.

Bei einem Membranschalter gemäß der Erfindung in einer der vorstehend erwähnten Ausführungsarten, bei dem zum Schließen eines Stromkreises in einer Schaltstelle die Membran und der daran haftende Leiter durch ein Loch in der den Kontaktabstand bestimmenden Zwischenplatte zum stationären Kontaktstück hin ausgewölbt wird, ergibt sich die größere Flexibilität und geringere mechanische Leiterbeanspruchung dadurch, daß die als Kontaktstück oder als Kontaktbrücke biegbare Leiterbahn vorzugsweise als Spirale im Bereich der Schaltstelle ausgeführt ist. Bei geringen Ansprüchen kann die Leiterbahn auch wellenförmig gestaltet sein.In a membrane switch according to the invention in one of the aforementioned embodiments, in to close a circuit in a switching point, the membrane and the conductor attached to it through a hole in the intermediate plate, which determines the contact spacing, towards the stationary contact piece is bulging, the greater flexibility and lower mechanical stress on the conductor result from that the bendable conductor track as a contact piece or as a contact bridge, preferably as a spiral in the Area of the switching point is carried out. In the case of low demands, the conductor track can also be wavy be designed.

Bei einer offenen Schaltstelle kann bei dem erfindungsgemäßen Membranschalter der Abstand /wischen den beweglichen und den stationären Kontaktstücken 0,3 mm betragen und somit etwa sechsmal größer sein als bei den bekannten Membranschalterausführungen. Dieser Vorzug der wesentlich größeren Membranauswölbung, ohne daß die auf ihr befestigten Leiterbahnen als Kontaktstücke oder Kontaktbrücken durch eine zu starke Dehnung überbeansprucht werden, wobei nicht nur eine Materialermüdung oder eine Ablösung der Leiterbahnen bzw. Kontaktstücke von der Membran auftritt, ist insbesondere durch die gewundene Form der zum Kontaktstück führenden Leitungsbahn begründet. Die auslenkbare Leiterbahn, welche vorzugsweise· als eine Spirale ausgeführt ist, enthält im Zentrum der Spirale ein kleines scheibenförmiges Kontaktstück. Diese spiralförmig gewundene Leiterbahn ist eine Feder, die zur Strom- bzw. Spannungsführung dient, und welche von einer nicht auslenkbaren Stammleiterbahn abzweigt. Diese gewundene Leiterbahn ist auf Grund ihrer großen Menge bei der Membranauslenkung pro Längeneinheit nur wenig mechanisch beansprucht. Ein weiterer Vorzug der gewundenen, insbesondere der spiralförmigen Leiterbahn ist der, daß die Flexibilität der komplettierten Membran trotz der größeren Menge von Leitermaterial im begrenzten Auslenkungsbereich nicht beeinträchtigt wird.In the case of an open switching point, in the membrane switch according to the invention, the distance / between the moving and the stationary contact pieces are 0.3 mm and thus about six times be larger than with the known membrane switch designs. This advantage of the much larger Membrane bulge without the conductor tracks attached to it as contact pieces or contact bridges are overstressed by excessive stretching, with not just a material fatigue or a Detachment of the conductor tracks or contact pieces from the membrane occurs, is in particular due to the winding Form of the conductor path leading to the contact piece justified. The deflectable conductor track, which is preferably designed as a spiral, contains im In the center of the spiral a small disc-shaped contact piece. This spiral-shaped conductor track is a spring that is used to carry current or voltage, and which is not deflectable Trunk conductor path branches off. This winding conductor track is due to its large quantity with the Membrane deflection per unit length is only slightly mechanically stressed. Another advantage of the winding, in particular the spiral-shaped conductor track is the one that completes the flexibility of the Membrane not affected in spite of the larger amount of conductor material in the limited deflection area will.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemä-Ben Membranschalters, die eine noch bessere Schonung der gewundenen Leiterbahnen auf der Unterseite der Membran sowie der Membran selbst bezweckt, ergibt sich dadurch, daß die Membranbaugruppe nicht mehr wie bei den bekannten Membranschaltern auf der an den Schaltstellen gelochten Zwischenplatte aufliegt, sondern auf der Unterseite der Zwischenplatte luftdicht angeklebt ist. Dadurch braucht die Membranbaugruppe bei der Schalterbetätigung nicht mehr durch das relativ kleine Loch in der Zwischenschicht gepreßt werden.An advantageous embodiment of the membrane switch according to the invention, which provides even better protection the winding conductor tracks on the underside of the membrane as well as the membrane itself is intended, results by the fact that the membrane assembly is no longer as with the known membrane switches on the perforated intermediate plate rests on the switching points, but airtight on the underside of the intermediate plate is glued on. As a result, the membrane assembly no longer needs to operate the switch due to the relative small hole to be pressed in the intermediate layer.

Eine weitere Verringerung der Materialbeanspruchung durch eine größere Flexibilität und eine größere Auslenkung der Membranbaugruppe einer Schaltstelle wird durch eine Vergrößerung der auslenkbaren Grundbzw. Bereichsfläche der auswölbbaren Membranbaugruppe an der Schaltstelle dadurch erreicht, daß die Umgebung des Loches in der Zwischenplatte vorzugsweise kreisringförmig mit einem Anti-Haftmittel versehen bzw. behandelt ist, so daß die Membran an dieser Fläche nicht anhaftet. Bei einem, bei der Schallerbetätigung durch das Loch in der Zwischenschicht einwirkenden Mittel, z. B. Druckluft, oder einem anderen Fluid, wird somit eine größere Membran-Auslenkkammer gebildet, und der auswölbbare Leiter wird nicht überbeansprucht.A further reduction in material stress through greater flexibility and greater Deflection of the membrane assembly of a switching point is caused by an increase in the deflectable base or Area surface of the archable membrane assembly at the switching point achieved in that the The area around the hole in the intermediate plate is preferably provided with an anti-adhesive agent in the form of a circular ring or is treated so that the membrane does not adhere to this surface. With one, with the Schaller actuation means acting through the hole in the intermediate layer, e.g. B. compressed air, or another fluid, a larger diaphragm deflection chamber is thus formed and the deflectable conductor is not overused.

Membranschalter in der erfindungsgemäßen Ausführung sind deshalb im Betrieb sehr zuverlässig; sie haben eine längere Lebensdauer und sie sind besonders für sehr schnell aufeinanderfolgende Schaltvorgänge geeignet. Bei Verwendung eines Polyesterfilmes als Membran und eines Luftspaltes von 0,127 mm zwischen den stationären und den auslenkbaren Kontaktstücken sind etwa bis zu 2000 Schaltungen pro Sekunde möglich. Desgleichen ist es möglich, Membranschalter mit mehreren Schaltstellen in der erfindungsgemäßen Ausführung auch in einer großen Packungsdichte, welche etwa 2,5 Schaltstellen/cm² betragen kann, herzustellen. Die Herstellung ist relativ einfach und preislich günstig, da sie für die Massenfabrikation geeignet ist. Infolge der geringen Masse der Membranstruktur ist der erfindungsgemäße Membranschalter auch sloßfest und vibrationssicher.Membrane switches in the embodiment according to the invention are therefore very reliable in operation; they have a longer service life and they are particularly suitable for switching operations in rapid succession. When using a polyester film as a membrane and an air gap of 0.127 mm between the stationary and the deflectable contact pieces, up to 2000 switchings per second are possible. In the same way, it is possible to manufacture membrane switches with several switching points in the embodiment according to the invention with a high packing density, which can be about 2.5 switching points / cm ² . The production is relatively simple and inexpensive because it is suitable for mass production. As a result of the low mass of the membrane structure, the membrane switch according to the invention is also slip-proof and vibration-proof.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Membranschalters und dessen Anwendung wird im folgenden anhand von Zeichnungen ausführlicherAn embodiment of a membrane switch according to the invention and its application is shown in the following with reference to drawings

hii beschrieben. Es zeigthii described. It shows

Fig. 1 einen stark vergrößerten Aufriß einer Stanz- und Prüfeinrichtung für Belege, in welcher ein erfindungsgemäßer Membranschalter, der mehrere Schaltstellen enthält, in der Prüfeinrichtung verwendetFig. 1 is a greatly enlarged elevation of a punching and checking device for documents, in which a membrane switch according to the invention, which contains several switching points, used in the test device

ii; wird,ii; will,

Fig. 2 die Ansicht eines Schnittes durch die Prüfeinrichtung und den Membriinschaltcr, entlang der Linie 2-2 in der Fig. 1,Fig. 2 is a view of a section through the testing device and the membrane switch, along the Line 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine isometrische Ansicht des formgepreßten Membranschaltergehäuses, in das eine Schaltungskarte eingesetzt ist, auf deren einen Oberflächenscitc die Kontaktflächen der stationären Kontaktstücke der einzelnen Schaltstellen sich befinden,F i g. 3 is an isometric view of the compression molded membrane switch housing into which a circuit card is used, on whose one surface scitc the contact surfaces of the stationary contact pieces of individual switching points are located,

Fig.4 eine isometrische Ansicht der vorstehend erwähnten Schaltungskarte mit Blick auf die andere Oberflächenscite, der Verdrahlungsseite, die der in F i g. 3 dagestellten Kontaktseite gegenüberliegt,Figure 4 is an isometric view of the aforementioned circuit card looking towards the other Surface scite, the irradiation side, which is the one shown in FIG. 3 opposite the contact side shown,

Fig.5 eine auseinandergezogene Abbildung einer Membranbaugruppe,Fig. 5 is an exploded view of a membrane assembly,

Fig. 6 in stark vergrößerter Abbildung einen Ausschnitt des Leitungsmusters auf der Membran im Auslenkungsbereich der Membran, wobei eine gewundene Leiterbahn von einem Stammleiter abzweigt und eine Verbindung zu dem auslenkbaren Kontaktstück im Auslenkbereich herstellt.6 shows, in a greatly enlarged illustration, a section of the line pattern on the membrane in Deflection area of the membrane, with a winding conductor path branching off from a main conductor and establishes a connection to the deflectable contact piece in the deflection area.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in vergrößerter Abbildung einen erfindungsgemäßen Membranschalter 10, angeordnet in einer Prüfstation als Teil einer Kontrolleinrichtung für gestanzte bzw. gelochte Aufzeichnungsmuster (z. B. Karten, Dokumente, Belege oder Lochstreifen), die in einer Führungsbahn 12 die Prüfstation durchlaufen. Die Lochungen in diesen Aufzeichnungsträger können beim Durchgang durch die Prüfstation von der Kontrolleinrichtung gleichzeitig bzw. spalten- oder reihenweise ausgelesen werden.1 and 2 show, in an enlarged illustration, a membrane switch 10 according to the invention, arranged in a test station as part of a control device for punched or punched recording patterns (z. B. cards, documents, receipts or punched strips) that in a guide track 12, the test station run through. The perforations in this recording medium can be made when passing through the test station can be read out by the control device at the same time or in columns or rows.

Jeder Informationsposition in einer Spalte bzw. Reihe eines Aufzeichnungsträgers ist eine Abfühlstelle undEach information position in a column or row of a recording medium is a sensing point and

J eine Schaltstelle de.3 Membranschalters 10 zugeordnet.J a switching point of the 3 membrane switch 10 is assigned.

Durch diese kurz beschriebene Kontrolleinrichtung ist eine Parallel-Auslesung möglich, d. h. die in einer Spalte bzw. Reihe des Aufzeichnungsträgers enthaltenen Löcher werden gleichzeitig ausgelesen. Aus der F i g. 2 ist zu ersehen, daß sich vor der Prüfstation eine Stanzstation befindet, von der lediglich eine Stanzstelle abgebildet ist, die den Stanzstempel 13 enthält. Die Aufzeichnungsträger werden von der Stanzstation, in der die Information in Löchern eingestanzt wird, der Prüfstation zugeführt, in der die Kontrolle einer richtigen Informationsübertragung erfolgt. Jeder Stanzstelle in der Stanzstation ist in der Prüistation eine entsprechende Lese- oder Abfühlstelle zugeordnet, in der ein dünner kräftiger Luftstrom durch den Aufzeichnungsträger gesteuert wird, d. h. entweder wird er unterbrochen oder durchgelassen. An jeder Abfühlstelle in der Prüfstation befindet sich im Bett der Führungsbahn 12 eine düsenförmige öffnung 14, die mit einer Druckluftleitung verbunden ist. Diesen öffnungen 14 gegenüberliegend und auf diese ausgerichtet ist die Kontrolleinrichtung mit Luftführungskanälen 15 versehen, die zu den einzelnen Schaltstellen des Membranschalters 10 führen. Befindet sich ein Aufzeichnungsträger in der Abfühlposition, dann gelangt an den Stellen, wo sich ein Loch im Aufzeichnungsträger befindet, die Druckluft in den dieser Abfühlstelle zugeordneten Luftführungskanal 15. An den Abfühlstellen, wo keine Lochung im Aufzeichnungsträger vorhanden ist, wird der Luftstrom unterbrochen. Der Aufzeichnungsträger wirkt mit den Abfühlstellen somit als ein Steuerventil. Gelangt ein Luftstrom von einer Öffnung 14 über ein Loch im Aufzeichnungsträger in einen Führungskanal 15, dessen Ende durch die Membran 18, 23, 38 luftdicht abgeschlossen ist, dann ergibt sich in diesem kammartigen Hohlraum gegenüber der Umgebungsluft des Membranschalters 10 ein erhöhter Druck, der bewirkt, daß die Membran 18,38 an dieser Endstelle ausgewölbt wird und sich dabei von der Zwischenplatte 37 etwas abhebt, an deren einen Seite sie im Ruhezustand anliegt. Beim Membranschalter 10 ist an den Stellen, wo die Luftführungskanäle 15 der einzelnen Abfühlstellen enden, jeweils auf der gegenüberliegenden Oberflü chenseite der Membran Ί8 ein auslenkbares Kontaktstück 42 als zentrales Endteil einer spiralförmig gewundenen Leitungsbahn 40 befestigt, das dem stationären Kontaktstück 29 auf der Schaltungskarte 20 gegenüberliegt und im Ruhezustand von diesem einen geringen Abstand aufweist. Durch die Einwirkung des Luftstromes und durch die dadurch bewirkte Auswölbung der Membran 18 wird das auslenkbare Kontaktstück 42 auf die Kontaktfläche 31 vom stationären Kontaktstück 29 gedrückt und somit die elektrische Schaltverbindung hergestellt.This control device is briefly described a parallel reading is possible, d. H. those contained in a column or row of the recording medium Holes are read out at the same time. From FIG. 2 it can be seen that there is a Punching station is located, of which only one punching point is shown, which contains the punch 13. the Recording media are made by the punching station in which the information is punched into holes Test station supplied, in which the control of a correct information transmission takes place. Every punching point In the punching station, a corresponding reading or sensing point is assigned in the testing station, in which a thin, powerful air flow is controlled through the recording medium, d. H. either he will interrupted or let through. The guide track is located in the bed of each sensing point in the test station 12 a nozzle-shaped opening 14 which is connected to a compressed air line. These openings 14 opposite and aligned with this, the control device is provided with air ducts 15, which lead to the individual switching points of the membrane switch 10. There is a recording medium in the sensing position, then reaches the places where there is a hole in the recording medium Compressed air into the air duct 15 assigned to this sensing point. At the sensing points where none There is a perforation in the recording medium, the air flow is interrupted. The recording medium thus acts as a control valve with the sensing points. A stream of air comes from an opening 14 over a Hole in the recording medium in a guide channel 15, the end of which is airtight through the membrane 18, 23, 38 is completed, then results in this comb-like cavity in relation to the ambient air of the Membrane switch 10 an increased pressure, which causes the membrane 18,38 bulges at this end point is and stands out somewhat from the intermediate plate 37, on one side of which it rests in the idle state. The membrane switch 10 is at the points where the air ducts 15 of the individual sensing points end, a deflectable contact piece on the opposite surface side of the membrane Ί8 42 attached as the central end part of a spirally wound conduit 40, which is the stationary contact piece 29 on the circuit card 20 is opposite and in the idle state of this one has a small distance. Due to the action of the air flow and the resulting bulge of the membrane 18, the deflectable contact piece 42 is on the contact surface 31 from the stationary Contact piece 29 pressed and thus established the electrical circuit connection.

Die dieser geschlossenen Kontaktstelle benachbarten anderen Schaltstellen des Membranschalters 10 werden von diesem Schaltvorgang nicht beeinflußt und weisen deshalb einen offenen Schaltzustand auf. Diese Schaltstellen schließen ebenfalls, sobald in ihre Luftführungskanäle 15 von den zugeordneten Öffnungen 14 Druckluft gelangt. Ein durch die Prüfstation und deren Führungsbahn 12 sich bewegender und mit Lochungen versehener Aufzeichnungsträger dient somit als Steuerelement und Verteiler für die Luftströme und damit als Betätigungseinrichtung für die einzelnen Schaltstellen des Membranschalters 10 in der Kontrolleinrichtung. Die jeder Abfühl- oder Lesestelle zugeordneten Schaltstellen des Membranschalters 10 sind Bestandteile von logischen Schaltkreisen der Kontrolleinrichtung. Je nachdem, welche Schaltstellen bei der Abfühlung einer Spalte oder Reihe im Aufzeichnungsträger zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen oder geöffnet sind, wird in einer elektrischen Matrix ermittelt, welche Information in der ausgelesenen Spalte oder Reihe des Aufzeichnungsträgers enthalten ist.The other switching points of the membrane switch 10 adjacent to this closed contact point are not influenced by this switching process and therefore have an open switching state. These switching points also close as soon as their air ducts 15 from the associated openings 14 Compressed air arrives. One that moves through the test station and its guide track 12 and has perforations provided recording medium thus serves as a control element and distributor for the air flows and thus as Actuating device for the individual switching points of the membrane switch 10 in the control device. The switching points of the membrane switch 10 assigned to each sensing or reading point are components of logic circuits of the control device. Depending on which switching points are used in the sensing a column or row in the recording medium is closed or opened at a specific point in time are, an electrical matrix is used to determine which information is in the read column or row of the Recording medium is included.

Der erfindungsgemäße Membranschalter 10 ist in einem im Spritz- oder Preßverfahren hergestellten isolierten Schaltergehäuse 21 angeordnet, das auf einer Seite einen Schlitz aufweist, durch den eine Schaltungskarte 20 in das Schaltergehäuse 21 eingeschoben ist. Diese Schaltungskarte 20 ist auf der einen Oberflächenseite mit den Kontaktflächen 31 der stationären Kontaktstücke 29 versehen. Auf der anderen Oberflächenseite der Schaltungkarte 20 befinden sich Leitungsbahnen, welche die stationären Kontaktstücke 29 mit am Kartenrand angeordneten Anschlußpunkten 28 verbinden.The membrane switch 10 according to the invention is produced in an injection or compression molding process Insulated switch housing 21 arranged, which has a slot on one side through which a circuit card 20 is inserted into the switch housing 21. This circuit board 20 is on one surface side with the contact surfaces 31 of the stationary Contact pieces 29 are provided. On the other surface side of the circuit card 20 there are conductor tracks which the stationary contact pieces 29 with Connect connection points 28 arranged on the edge of the card.

In geringem Abstand, parallel und benachbart zur Schaltungskarte 20, ist in das Schaltergehäuse 21 die Membran-Baugruppe 23 eingesetzt. Zur Erzielung einer genauen Ausrichtung der Schaltungskarte 20 mit der Membranbaugruppe 23 ist das Schaltergehäuse 21 inner mit Führungseinrichtungen 25 versehen, die an den Seitenwänden 26 des Schaltergehäuses 21 angeordnel sind.At a short distance, parallel and adjacent to the circuit card 20, the switch housing 21 is the Diaphragm assembly 23 used. To achieve precise alignment of the circuit card 20 with the Membrane assembly 23, the switch housing 21 is internally provided with guide devices 25 which are attached to the Side walls 26 of the switch housing 21 are arranged.

Die Schaltungskarte 20, deren Körper aus einem Epoxydharz besteht, ist auch in den Fig.3 und A abgebildet. Aus der Fig.4 ist zu ersehen, daß die Schaltungskarte 20 auf ihrer oberen Seite einer Abschnitt mit einer größeren Breite aufweist, in derr sich gut zugänglich die Anschlußpunkte 28 befinden Von jedem dieser Anschlußpunkte 28 führt auf dei sogenannten Verdrahtungsseitc der Schaltungskarte 2C eine Leiterbahn zu den mit der Schaltungskarte 20 fcs' verbundenen, stationären Kontaktstücken 29. Dk Schaltungskarte 20 ist an den Stellen, wo die stationärer Kontaktstücke 29 anzuordnen sind, jeweils mit einenThe circuit card 20, whose body is made of an epoxy resin, is depicted in the Figure 3 and A. 4 it can be seen that the circuit card 20 has a section with a larger width on its upper side, in which the connection points 28 are easily accessible the stationary contact pieces 29 connected to the circuit board 20 fcs'

Loch versehen, das mit dem Material der Kontaktstiicke 29 ausgefüllt ist. Die stationären Kontaktstücke 29 sind so gestaltet, daß sie auf der Kontaktseite der Schaltungskarte 20 eine größere plane Kontaktfläche 31 bilden als auf der Verdrahtungsseite, siehe F i g. 3. Diese relativ große Kontaktfläche 31 der stationären Kontaktstücke 29 einer Schaltstelle dient als fester Gegenkontakt für die auslenkbaren Kontaktstücke 42 der Membranbaugruppe 23.Make a hole that matches the material of the contact pieces 29 is completed. The stationary contact pieces 29 are designed so that they are on the contact side of the Circuit card 20 form a larger flat contact surface 31 than on the wiring side, see FIG. 3. This The relatively large contact surface 31 of the stationary contact pieces 29 of a switching point serves as a fixed one Mating contact for the deflectable contact pieces 42 of the membrane assembly 23.

Diese Membranbaugruppc 23 ist in der Fig.5 in auseinandergezogener Darstellung abgebildet. Sie besteht aus einer rechteckförmigen Zwischenplatte 37, welche als Träger der mit einem Leitungsmuster 40, 41, 42 versehenen Membran 18,38 dient. Die Zwischenplatte 37, welche vorzugsweise aus einem Epoxydharz besteht, ist an den Schaltstellen jeweils mit einem LochThis membrane assembly 23 is shown in FIG exploded view shown. It consists of a rectangular intermediate plate 37, which serves as a carrier for the membrane 18, 38 provided with a line pattern 40, 41, 42. The intermediate plate 37, which preferably consists of an epoxy resin, has a hole at the switching points

35 versehen. Die Umgebung jedes Loches 35 der Zwischenplatte 37 ist auf der zur Membran 18, 38 gerichteten Seite mit einem Anti-Haftmittel 36 behandelt oder beschichtet. Dieses Anti-Haftmittel 36 verhindert, daß die Membran 18, 38 an der Zwischenplatte 37 im auslenkbaren Flächenbereich 43 einer Schaltstelle anhaftet. Das die Haftung verhindernde Mittel 36 kann beispielsweise ein Harz aus Fluor-Kohienwasserstoff als Bestandteil enthalten. Dieses Anti-H.aftmittel 36 wurde gewählt, um ein Kleben der komplettierten Membran 38 jeweils im flächenhaften Auslenkungsbereich 43 der Membran 18, 38 zu verhüten. Die restliche, nicht mit dem Anti-Haftüberzug35 provided. The vicinity of each hole 35 of the intermediate plate 37 is on that of the membrane 18, 38 facing side treated with an anti-stick agent 36 or coated. This anti-stick agent 36 prevents the membrane 18, 38 on the intermediate plate 37 in the deflectable surface area 43 of a Switch point adheres. The adhesion preventing agent 36 may, for example, be a fluorohydrocarbon resin included as a component. This anti-adhesive 36 was chosen to prevent the completed membrane 38 in each case in the areal deflection area 43 of the membrane 18, 38 prevent. The rest, not with the non-stick coating

36 versehene Oberflächenseite der Zwischenplatte 37 wird mit einem Klebstoff überzogen und die Membran !8,38 auf der Zwischenplatte 37 luftdicht festgeklebt.36 provided surface side of the intermediate plate 37 is coated with an adhesive and the membrane ! 8.38 glued airtight to the intermediate plate 37.

Diese eine Oberflächenseite der Zwischenplatte 37, welche wie vorstehend erwähnt wurde, teilweise mit einem eine Haftung verhindernden Überzugsmittel 36 und mit einer Klebeschicht versehen ist, wird mit der der flexiblen filmdicken Membran 18, 38 belegt und fest verbunden. Dieser Membranfilm 38 besteht aus einer isolierenden Basisschicht 18 und einer dünnen Schicht aus elektrisch leitendem Material. Durch eines der bekannten photolithographischen Verfahren wird durch Ätzung aus der elektrisch leitenden Materialschicht, welche auf der Membranfilmschicht 18 haftet, ein Leitungsmuster 40, 41, 42 erstellt, das im Bereich der vorgesehenen Schaltstellen aus langen, vorzugsweise spiralförmig verlaufenden, Leiterbahnen 40 besteht. Das Leitungsmuster in einer Schaltstelle hat die folgend beschriebene und in der Fig. 5 vergrößert dargestellte Form. In der Mitte der äußeren Oberfläche der komplettierten Membran 38 erstreckt sich eine nicht auslenkbare StamnvLeiterbahn 41, die auf dem festgeklebten Teil der Membran 18 angeordnet ist. Von der Stammleiterbahn 41 zweigen als Äste schmale gewundene Leiterbahnen 40 ab, die zu den einzelnen Kontakt- bzw. Schaltstellen führen. Die Stamm-Leiterbahn 41 befindet sich auf dem Teil der Membran 18, der mit der Zwischenplatte 37 durch Klebung luftdicht fest verbunden ist. Die Zweig-Leiterbahnen 40 erstrecken sich in die Auslenkbereiche 43 der Membran 18, 38, welche über den Schaltstcllcn liegen und die den eine Anhaftung verhindernden Überzug 36 aufweisen. Die Durchmesser der Spiralen von den Zwcig-Leiterbahncn 40 sind kleiner als die Auslenkflächen 43, welche durch die die Haftung verhindernden ringförmigen Überzüge 36 begrenzt werden. Die schmalen Zweig-Leiterbahnen 40 sind im Zentrum des spiralförmigen Teiles zu einem zentralen Kontaktstück 42 erweitert, das als auslenkbares Kontaktstück 42 dient. Diese zentralen auslenkbarcn Kontaktstücke 42 der einzelnen Schaltstellen liegen auf der Außenseite der Membran 18, 23, 38 über den Löchern 35 in der Zwischenplatte 37. Der spiralförmige Verlauf der Zweig-Leiterbahnen 40 hat den Zweck, einen langen Leitungsweg im Auslenkungsbereich 43 der Membran 38 zu schaffen, um die Dehnung und die Materialbeanspruchung der Leiterbahn 40 zu vermindern, um dadurch einer vorzeitigen Materialermüdung vorzubeugen und eine längere Lebensdauer zu erhalten.This one surface side of the intermediate plate 37, which as mentioned above, partially with an adhesion-preventing coating means 36 and is provided with an adhesive layer, with that of the flexible film-thick membrane 18, 38 occupied and firmly connected. This membrane film 38 consists of a insulating base layer 18 and a thin layer of electrically conductive material. Through one of the known photolithographic process is etched from the electrically conductive material layer, which adheres to the membrane film layer 18, a line pattern 40, 41, 42 created, which in the area of provided switching points consists of long, preferably spiral-shaped, conductor tracks 40. That The line pattern in a switching point has the one described below and shown enlarged in FIG Shape. In the center of the outer surface of the completed membrane 38, one does not extend deflectable trunk conductor 41, which is arranged on the firmly glued part of the membrane 18. from the trunk conductor track 41 branch off as branches from narrow, winding conductor tracks 40, which lead to the individual Lead contact or switching points. The trunk conductor 41 is located on the part of the membrane 18, the is firmly connected airtight to the intermediate plate 37 by gluing. The branch traces 40 extend into the deflection areas 43 of the membrane 18, 38, which are located above the switching elements and which one Adhesion preventing coating 36 have. The diameters of the spirals from the two-conductor tracks 40 are smaller than the deflection surfaces 43, which are caused by the ring-shaped coatings that prevent adhesion 36 are limited. The narrow branch conductor tracks 40 are in the center of the spiral-shaped part to one central contact piece 42, which serves as a deflectable contact piece 42. This central deflectable Contact pieces 42 of the individual switching points are on the outside of the membrane 18, 23, 38 over the Holes 35 in the intermediate plate 37. The spiral course of the branch conductor tracks 40 has the purpose of to create a long conduction path in the deflection region 43 of the membrane 38 to reduce the strain and the To reduce material stress on the conductor track 40, thereby preventing premature material fatigue prevent and maintain a longer service life.

ίο Bei diesem Membranschalter 10 bildet der Membranfilm 18, 38, wenn er mit dem Leitungsmuster 40, 41, 42 bestückt ist, eine komplettierte Membran 38, die zusammen mit der gelochten Zwischenplatte 37 nach der Zusammenklebung eine Baueinheit 23 ergeben, welche im Membranschalter 10 gut austauschbar ist. Im zusammengebauten Zustand des Membranschalters 10 ist die Membran-Baueinheit 23 in das Schaltergehäuse 21 eingelegt. Die Rückseite der Baueinheit 23, welche die unbehandelte Zwischenplatte 37 darstellt, ist dabei luftdicht mit einer als Verstärkungs- und Führungseinrichtung dienenden Deckscheibe 19 verbunden, die ebenfalls entsprechende zu den Schaltstellen der Zwischenplatte 37 ausgerichtete Löcher 49 aufweist. Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß auf der Deckscheibe 19 eine gelochte Dichtungsplatte 48 angeordnet ist, in welche die Luftführungskanäle 15 münden. Der Membranschalter 10 ist auf der Seite der Schaltungskarte 20 durch eine Schutzplatte 57 vervollständigt.ίο In this membrane switch 10, the membrane film forms 18, 38, if it is equipped with the line pattern 40, 41, 42, a completed membrane 38, the together with the perforated intermediate plate 37 result in a structural unit 23 after gluing together, which is easily exchangeable in the membrane switch 10. In the assembled state of the membrane switch 10 the membrane assembly 23 is inserted into the switch housing 21. The back of the assembly 23, which represents the untreated intermediate plate 37 is airtight with a reinforcement and guide device serving cover plate 19 connected, which also corresponds to the switching points of the Intermediate plate 37 has aligned holes 49. From FIG. 2 it can be seen that on the cover plate 19 a perforated sealing plate 48 is arranged, into which the air ducts 15 open. Of the Membrane switch 10 is completed on the side of the circuit card 20 by a protective plate 57.

Im komplettierten Zustand des Membranschalters 10 sind die auf der Membran 18, 38 angeordneten auslenkbaren Leiterbahnen 40, 42 über die gemeinsame nicht auslenkbare Stamm-Leiterbahn 41, die sich bis in die Randbereiche der Membran 38 erstreckt, mit einem Anschlußpunkt 28 auf der Schaltungskarte 20 elektrischIn the completed state of the membrane switch 10, they are arranged on the membrane 18, 38 deflectable conductor tracks 40, 42 via the common non-deflectable trunk conductor track 41, which extends into extends the edge regions of the membrane 38, with a connection point 28 on the circuit board 20 electrically

J5 leitend verbunden. Diese gemeinsame Verbindung besteht aus einem Leiter 39, der sich von einer Anschlußstelle der Membran 23,38 über die Deckscheibe 19 und die Dichtungsplatte 48 zum Anschlußpunkt 28 am Ende der Schaltkarte 20 erstreckt.J5 conductively connected. This common connection consists of a conductor 39, which extends from a Connection point of the membrane 23, 38 via the cover disk 19 and the sealing plate 48 to the connection point 28 at the end of the circuit board 20 extends.

Aus den Fig. 5 und 6 ist zu ersehen, daß in der Membranbaugruppe 23 zwischen der Zwischenplatte 37 und der Membran 38 an jeder Schaltsteüe ein auslenkbarer Kammerbereich besteht, dessen Grundfläche der Auslenkfläche 43 entspricht, welche durch den Querschnitt des Loches 35 und der Umgebungsfläche gebildet wird, die durch das Anti-Haftmittel 36 behandelt wurde. Dieser auslenkbare Bereich 43 der Membran 38 bildet eine luftdichte Kammer, in der die Wand der an der Zwischenplatte 37 aufliegenden Membran 18, 38 sich durch die Einwirkung von Druckluft etwas ausdehnen kann. Entsteht in einer der Kammern der einzelnen Schaltstellen ein Überdruck durch die von einem Luftführungskanal 15 und das Loch 35 einströmenden Druckluft, oder ein anderes Fluid (Gas, Wasser, öl oder ähnliches), dann wird die Membran 18, 38 an dieser Stelle gedehnt und nach außen gewölbt und damit gleichzeitig auch die auf der äußeren Oberflächenseite der Membran 18, 38 haftenden spiralförmig angeordneten Leiterbahn 40 mit ihrem zentralen Kontaktstück 42. Weil die Kontaktfläche 31 des stationären, auf der Schaltungskarte 20 angeordneten Kontaktslückes 29 dem auf der Membranoberflache angeordneten auslenkbaren Kontaktstück 42 mit nur geringem Abstand gegenüberliegt, wird durch die Auslösung der Membran 38 das auslenkbare Kontaktstück 42 fest gegen die Kontaktfläche 31 des Kontaktstückes 29 gedrückt, wobei sich mehrere Kontaktstellen durch die Anschmiegsamkeit des flcxib-It can be seen from FIGS. 5 and 6 that in the membrane assembly 23 between the intermediate plate 37 and the membrane 38 at each switching part has a deflectable chamber area, the base area of which corresponds to the deflection surface 43, which through the cross section of the hole 35 and the surrounding area which has been treated by the anti-stick agent 36 is formed. This deflectable area 43 of the Membrane 38 forms an airtight chamber in which the wall of the intermediate plate 37 rests Membrane 18, 38 can expand somewhat due to the action of compressed air. Arises in one of the Chambers of the individual switching points create an overpressure through the air duct 15 and the hole 35 incoming compressed air, or another fluid (gas, water, oil or similar), then the Membrane 18, 38 stretched at this point and arched outwards and thus at the same time also on the outer surface side of the membrane 18, 38 adhering spirally arranged conductor track 40 with their central contact piece 42. Because the contact surface 31 of the stationary, arranged on the circuit board 20 Contact gap 29 arranged on the membrane surface deflectable contact piece 42 with only is opposite a small distance, the deflectable contact piece is due to the release of the membrane 38 42 pressed firmly against the contact surface 31 of the contact piece 29, with several Contact points due to the flexibility of the flcxib-

len Materials ergeben. Dadurch wird eine sichere, prellfreie Kontaktverbindung hergestellt, solange der Druck des Fluids oder eine andere Druckeinwirkung auf die Membran 18, 38 an der Schaltstelle einwirkt. Es ist ein wesentlicher Vorzug, daß während der Membran-Auswölbung die auf der Membran-Oberfläche haftenden Leiterbahnen 40 aufgrund ihrer langen Leitungswege und der spiralförmigen Anordnung nur gering auf Dehnung beansprucht werden und daß deshalb keine Materialermüdung auftritt und eine lange Lebensdauer zu erwarten ist. Für die Betätigung eines derartigen Membranschalters 10 ist nur ein sehr kleiner Druck des Fluids erforderlich, aufgrund der großen Flexibilität der Membran 38, bedingt durch die spiralförmige gewundene Anordnung der Leiterbahnen 40, da deren Windungen einer Auslenkung nur einen sehr geringen Widerstand entgegensetzen.len material. This creates a secure, bounce-free contact connection as long as the Pressure of the fluid or another pressure action acts on the membrane 18, 38 at the switching point. It is an essential advantage that, during the membrane bulging, those adhering to the membrane surface Conductor tracks 40 due to their long conduction paths and the spiral arrangement only slightly Elongation are stressed and that therefore no material fatigue occurs and a long service life is to be expected. For the actuation of such a membrane switch 10 is only a very small pressure of the Fluids required, due to the great flexibility of the membrane 38, due to the spiral-shaped winding Arrangement of the conductor tracks 40, since their turns have only a very slight deflection Oppose resistance.

In den Fig. 1, 2, 5 und 6 ist die Membran-Baugruppe 23 vergrößert dargestellt. Die Fig. 5 zeigt eine Membran-Baugruppe 23, welche schematisch 8 Schaltstellen aufweist. Bei dem Membranschalter 10, der diesem Ausführungsbeispiel einer Kontrolleinrichtung in einer Prüfstation zugrunde liegt, betragen bei der Membran-Baugruppe 23 die wirklichen Abmessungen 25,4 χ 12,7 mm. In dieser Membranfläche sind in Wirklichkeit matrixförmig als Packungsdichte etwa 2,5 Schaltstellen/cm² angeordnet. Der Membranschalter 10 ermöglicht somit eine große Packungsdichte der Schaltungsstellen. Die Membran 18, 38, welche aus einem 0,025 mm dicken Polyesterfilm besteht, trägt auf der Außenseite die Leitungsbahnen 40, 41, 42, die aus mit Gold plattiertem Kupfer bestehen. Bei einem fertig montierten Membranschalter 10 beträgt der lichte Abstand zwischen der Membran-Baugruppe 23 und den Kontaktoberflächen 31 des stationären Kontaktstückes 29 in der Schaltungskarte 20 etwa 0,127 mm. Die einzelnen Schaltstellen im Membranschalter 10 werden in diesem Ausführungsbeispiel, wie eingangs bereits erwähnt wurde, durch einen von einem Aufzeichnungsträger gesteuerten Luftstrom betätigt, der durch Luftführungskanäle 15 und durch die Löcher 35 in die Kammern der Membran-Baugruppe 23 gelangt. Zur Auslenkung der Membran 18,38 und zur Erzielung eines guten Kontaktes ist ein Luftdruck von etwa 0,08 atü ausreichend.In FIGS. 1, 2, 5 and 6, the membrane assembly 23 is shown enlarged. 5 shows a membrane assembly 23 which schematically has 8 switching points. In the membrane switch 10, on which this exemplary embodiment of a control device in a test station is based, the actual dimensions of the membrane assembly 23 are 25.4 12.7 mm. ^{In reality, about 2.5 switching points / cm 2} are arranged in this membrane area in the form of a matrix as a packing density. The membrane switch 10 thus enables a high packing density of the circuit points. The membrane 18, 38, which consists of a 0.025 mm thick polyester film, carries on the outside the conductor tracks 40, 41, 42, which consist of copper plated with gold. With a fully assembled membrane switch 10, the clear distance between the membrane assembly 23 and the contact surfaces 31 of the stationary contact piece 29 in the circuit board 20 is approximately 0.127 mm. In this exemplary embodiment, the individual switching points in the membrane switch 10 are, as already mentioned, actuated by an air flow controlled by a recording medium, which passes through air ducts 15 and through the holes 35 into the chambers of the membrane assembly 23. An air pressure of about 0.08 atm is sufficient to deflect the membrane 18, 38 and to achieve good contact.

In der Fig. 2 ist in einer Schnittansicht der in der Prüfstation verwendete Membranschalter 10 dargestellt, dessen einzelne Schaltelemente mit den zugeord neten Luftführungskanälen 15 verbunden sind. Die Luftführungskanäle 15 sind in eine Montageplatte 45 eingearbeitet und sie sind nach außen durch die Stützplatte 46 luftdicht abgedeckt. Zwischen der Montageplatte 45 und der Membranbaugruppe 23 ist eine Dichtungsscheibe 48 und eine Deckplatte 19 angeordnet, die beide ebenfalls Löcher 49 aufweisen, welche die Luftkanäle 15 mit den Löchern 35 in der Zwischenplatte 37 der Membran-Baugruppe 23 verbinden und somit die Luftführungskanäle 15 vervollständigen. Die in die Prüfstation eingesetzten Membranschalter 10 werden auf der Montageplatte 45 durch anschraubbare Stege 50 gehalten. Anschlußleitungen 52, die von den zugänglichen Anschlußpunkten 28 im Oberteil der Schaltungskarte 20 von dem Membranschalter 10 zu anderen Schaltungskreisen der Kontrolleinrichtung in der Prüfstation führen, sind an einem Flansch 53 und einem Gehäusewinkel 54 zugentlastet eingeklemmt.In Fig. 2, the membrane switch 10 used in the test station is shown in a sectional view, whose individual switching elements are connected to the associated air ducts 15. the Air ducts 15 are incorporated into a mounting plate 45 and they are to the outside through the Support plate 46 covered airtight. Between the mounting plate 45 and the membrane assembly 23 is a sealing washer 48 and a cover plate 19 are arranged, both of which also have holes 49, which connect the air channels 15 with the holes 35 in the intermediate plate 37 of the membrane assembly 23 and thus complete the air ducts 15. The membrane switches used in the test station 10 are held on the mounting plate 45 by webs 50 that can be screwed on. Connecting lines 52, from the accessible connection points 28 in the upper part of the circuit card 20 from the membrane switch 10 to other circuits of the control device lead in the test station, are strain-relieved on a flange 53 and a housing bracket 54 trapped.

Der Hohlraum zwischen der Oberfläche der Membran-Baueinheit 23, 38, die außen die Leitungsbahnen 40,41,42 trägt und der gegenüberliegenden Schaltungskarte 20, welcher am Umfang durch das Schaltergehäuse 21 begrenzt wird, ist relativ klein und er kann durch das gleichzeitige Auslenken von mehreren Membranschaltstellen sich noch weiter verringern. Um in diesem Betriebsfall zu verhindern, daß in diesem Hohlraum zwischen der Schalttafel 20 und der Oberfläche der Membran 38 die Luft komprimiert wird, wenn mehrere Schaltelemente gleichzeitig betätigt werden und daß eventuell durch den dadurch entstehenden Überdruck die Betriebssicherheit beeinträchtigt werden könnte, ist die Schaltungskarte 20 und das Schaltergehäuse 21 mit einer zentralen Öffnung 55 versehen, die einen Druckausgleich zur Umgebungsluft ermöglicht.The cavity between the surface of the membrane assembly 23, 38, which carries the conductor tracks 40,41,42 on the outside, and the opposite circuit board 20, which is limited on the circumference by the switch housing 21, is relatively small and it can through the simultaneous deflection of several membrane switching points are reduced even further. To be in this Operational case to prevent that in this cavity between the control panel 20 and the surface of the Membrane 38, the air is compressed when several switching elements are operated simultaneously and that operational safety could possibly be impaired by the resulting overpressure the circuit card 20 and the switch housing 21 provided with a central opening 55, the one Allows pressure equalization to the ambient air.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Membrane switch with at least one circuit which can be actuated by the action of pressure closing switching point, consisting of at least one on an electrically insulating plate attached stationary contact piece and a small spaced above arranged flexible electrical preferably strip-shaped conductor, which is in the switching point to the stationary contact piece is deflectable towards, and either as a deflectable contact piece connected to the circuit or as a contact bridge to connect two adjacent stationary contact pieces Circuit is used, and on the side adjacent to the stationary contact piece of an insulating Membrane is attached, which aniiegt on a parallel intermediate plate, which the clear distance determined between the stationary contact piece and the deflectable conductor and those at each Switching point contains a hole through which a pressure generating device extends the membrane so far bulges that the flexible conductor rests on the stationary contact piece, characterized in that that the on the membrane (18, 23, 38) attached electrical conductor (40, 41, 42) in the on Each switching point archable surface area (43) of the membrane (18, 23, 38) has a specific one Stretching stress on the electrical conductor (40, 41, 42) lowering, spiral, wave form! - gene or similar winding course.

2. Membrane switch according to claim 1, characterized in that the electrical conductor (40) in a switching point is a flat, strip-shaped conductor track, which in the archable surface area J5 (43) of the membrane (18, 23, 38) forms a vertically deflectable spiral which in its center in a large-area contact piece (42) passes over, which bulges at the apex of the chamber-like Area (43) is located.

3. Membrane switch according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor track (40) of the outer turn of the deflectable spiral of one also on the membrane (18, 23, 38) arranged, non-deflectable main conductor track (41) branches off, of which possibly several Branches lead to the spiral conductors of other switching points, and that this fixed trunk conductor (41) at least one contact connection point in the holding device (19, 48) for the membrane (23) completed with the line pattern (40, 41, 42) and the intermediate plate (37) is connected to the circuits to be switched.

4. Membrane switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the formation of the limited surface area (43) of the deflectable membrane (18, 23, 38) and the arranged thereon Ladder spiral (40, 42) the membrane (18) with its uncoated side on the rigid perforated bo The intermediate plate (37) rests on the surface facing the stationary contact piece (29, 31), and outside the limited deflectable surface area (43) firmly and airtight with the Intermediate plate (37) is connected that determined within the μ by the required deflection Surface area (43) prevents the membrane (18) from adhering to the intermediate plate (37) Means is inserted that the limited surface area (43) is aligned with the switching point, and that in a hole (3S) in the intermediate plate (37) opens through which a pressure-generating agent during the switch actuation acts and that the intermediate plate (37) and that with the conductor tracks (40, 41, 42) equipped membrane (18, 23, 38) forms an exchangeable structural unit (23).

5. Membrane switch according to claim 4, characterized in that the adhesion of the membrane (18) in the limited deflectable surface area (43) preventing means a resin made of fluorohydrocarbon is that this anti-adhesive agent as a coating (36) on the rigid intermediate plate (37) is arranged, and a preferably annular, the opening of the hole (35) enclosing Surface (43) forms and that the membrane (18) made of a polyester film and the rigid intermediate plate (37) is made of epoxy resin.

6. Membrane switch according to one of claims I, 4 or 5, characterized in that at one Switching point the hole (35) in the rigid intermediate plate (37) with at least one air duct (15) is connected, through which compressed air is used as pressure-generating devices for switch actuation flows which the membrane (18, 23, 28) in the limited surface area (43) to the stationary contact piece (29,31) deflects.

7 membrane switch according to one of claims 1 to 4 or 6, characterized in that the stationary contact pieces (29, 31) on a circuit card (20) inserted into a housing (21) so are arranged so that their contact surfaces (31) are on one surface of the circuit card (20) are located and the predetermined clear contact distance to the deflectable contact surfaces (42) of the Have conductor spirals (40) that the connecting lines from the stationary contact pieces (29) are on the other surface of the circuit card (20) and that this with connection points (28) are connected at the end of the circuit card (20).

8. Membrane switch according to one of claims 1, 3, 4 or 7, characterized in that the Circuit board (20) and the membrane assembly (23) interchangeable in a certain clear Are inserted into a switch housing (21) having guide trains (25, 26) at a distance from one another, that from the membrane (18), the strip-shaped conductors (40,41,42) and the perforated intermediate plate (37) formed interchangeable unit (23) airtight with its back on one by a Cover disk (19) reinforced and correspondingly perforated sealing disk (48) rests, whose Holes (49) are each connected to an air duct (15), and that the on the membrane (18) arranged, non-deflectable main conductor track (41) extends to the edge of the structural unit (23) and an electrical connection via the cover plate (19) and a line (39) connected to it a connection point (28) on the circuit board (20).

9. Membrane switch according to one of the preceding claims, characterized in that it has several Switching points that are close to one another and are arranged in a grid pattern and are independent of one another has that each of the switching points is connected to an associated air duct (15), and that the circuit card (20) and / or the

Switch housing (21) has an air pressure equalization opening (55) in the cavity between the circuit card (20) and the Merpbraneinheit (23) opens.

10. Membrane switch according to one of the preceding claims, characterized in that the on the outside of the membrane (18) arranged conductor tracks (40, 41, 42) made of gold-plated Made of copper.

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