DE2850516A1

DE2850516A1 - Pushbutton switch for electronic watches - has curved membranes with cut=out section for link between printed wiring and contacts

Info

Publication number: DE2850516A1
Application number: DE19782850516
Authority: DE
Inventors: Walter Stemme
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-06-04

Abstract

The pushbutton switch has two or more stages for use, for example, in electronic watches in order to adjust the digital time display or to eliminate the time for a short period. It consists of a curved membranes (5, 5'), where the outer surface touches an electrical contact (34, 35). In the neutral position it is separated from a second contact (33, 36) in the centre of the membrane. There is a section cut out of the membrane with printed wiring linking up with the second contact through the cutout segment. The two sections of the membrane can be made to buckle from a concave to a convex shape and vice versa. The membrane is covered by a securing plate which seats in cutouts.

Description

TastschalterPush button switch

Tastschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastschalter zum kurzfristigen Schließen eines Stromkreises durch Niederdrücken einer Taste.Push button switch The invention relates to a push button switch for short-term closing of a circuit by pressing a button.

Tastschalter dieser Art werden zum Beispiel bei elekcronischen Uhren verwendet, um die digitale Zeitanzeige ZU verstellen oder um beispielsweise bei batteriebetriebenen Uhren kurzfristig die Zeitanzeige zu beleuchten.Push-button switches of this type are used, for example, in electronic clocks used to adjust the digital time display or for example at battery-operated clocks to briefly illuminate the time display.

Da es sich bei solchen Tastschaltern um Massenartikel handelt, ist es erforderlichß diese so billig wie irgend möglich zu gestalten. Hinzu kommt wegen des Trends zu immer kleiner werden den elektronischen Geräten das Erfordernis, daß Tastschaltcr mögl-ichst kompakt gebaut werden müssen, damit sie möglichst wenig Platz in den jeweiligen Geräten beanspruchen.Since such pushbutton switches are mass-produced items it was necessary to make them as cheap as possible. Added to this is because of of the trend towards smaller and smaller electronic devices, the requirement that Push-button switches must be built as compactly as possible so that they are as little as possible Take up space in the respective devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer' Tastschalter der eingangs genannten Art zu entwickeln, der möglichst billig herstellba-r ist und möglichst wenig Platzbedarf hat.The invention is based on the object of a 'push button switch to develop the type mentioned at the beginning, which can be manufactured as cheaply as possible and takes up as little space as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgema"ß gelost durch eine gewölbte Membrane aus Metall, welche außenseitig an einem ersten elektrischen Kontakt anliegt und im Ruhezustand von einem auf der Mittenachse der Membrane angeordneten zweiten Kontakt Abstand hat.This object is achieved according to the invention by means of a curved membrane made of metal, which rests against a first electrical contact on the outside and in the idle state by a second contact arranged on the central axis of the membrane Distance.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in erster Linie darin, daR ein äußerst billig herstellbarer, kompakter und in seiner Funktion zuverlässig arbeitender Tastschalter entsteht. Für die Betätigung dieses Tastschalters ist es von Nutzen, daß nach einem kurzen Betätigungsweg die Membrane des Tastschalters sich in einem mittleren Abschnitt in Richtung des Mittenkontaktes beult, so daß ein Sprungeffekt entsteht und der Tastschalter mit einem fühlbaren und hörbaren Knack in Schaltstellung gerät.The advantages of the present invention are primarily that it is extremely cheap to manufacture, more compact and reliable in its function working push button is created. For the operation of this push button switch it is useful that after a short actuation path the membrane of the pushbutton switch bulges in a central section in the direction of the center contact, so that a jump effect is created and the pushbutton switch with a tactile and audible Click device in switch position.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der ein Segment der Membrane wegcjeschnitten ist und eine Leiterbahn zu dem zweiten auf der Mittenachse der Membrane angeordneten Kontakt unterhalb dieses weggeschnittenen Segements verläuft. Durch diese Maßnahme kann die Leiterbahn für den Mittenkontakt des Tastschalters genau wie die Leiterbahn für den äußeren Kontakt auf der der Membrane zugewandten eite der Leiterplatte geführt werden. Dadurch benötigt man nur eine einseitig mit Leiterbahnen ersehene Leiterplatte, was wesentlich billiger ist als zum Beispiel Leiterplatten, welche beidseitig mit Kupferbahnen kaschiert sind. Auch ist eine Isolierung der Leiterbahn, welche zu dem Mittenkontakt führt, an der Stelle, wo die Leiterbahn unter die Membrane geführt wird, nicht erforaerlich, da die Membrane durch das weggeschnitt-ene Segment an dieser Stelle Abstand von der Leiterbahn hat.An embodiment of the invention according to FIG one segment of the membrane is cut away and a conductor path to the second on the center axis of the membrane arranged contact below this cut away Segements runs. By this measure, the conductor track for the center contact of the pushbutton switch as well as the conductor path for the external contact on the membrane facing side of the circuit board. This means that you only need one Printed circuit board seen on one side with conductor tracks, which is much cheaper than For example, printed circuit boards that are laminated on both sides with copper tracks. Even is an insulation of the conductor path, which leads to the center contact, at the point where the conductor path is led under the membrane, not necessary because the membrane by the cut-away segment at this point has a distance from the conductor track.

Besonderes einfach ist die erfindungsgemäß gestaltete Membrane auf einer Leiterbahn oder Grundplatte zu befestigen, wenn sie gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung außenseitig durch Einschnitte und Umbiegungen erzeugte, quer zu ihrer Haupterstreckungsrichtung gerichtete Stege hat, welche mit Spiel in Löcher einer Leiterplatte greifen. Das Spiel in diesen Löchern ermöglicht zudem eine gute Verformung der Membrane bei TastscI1s-lterbetätigung.The membrane designed according to the invention is particularly simple to attach a conductor track or base plate, if they are in accordance with another embodiment the invention generated on the outside by incisions and bends, transversely to their Main direction of extent directed webs, which with play in holes one Grab the circuit board. The game in these holes also enables good deformation of the membrane when the button is pressed.

Eine weitere vorteilharte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß drei im Winkel von 120 Grad zueinander stehende Segmente der Membrane weggeschnitten sind. Durch diese Maßnahme kann die Membrane in drei verschiedenen Winkelstellungen oberhalb des Mittenkontaktes auf der Leiterplatte montiert werden, ohne daß die Gefahr eines Kurzschlußes zwischen Membrane und der Leiterbahn, die zum Mittenkontakt führt, besteht. Man braucht bei einer auf diese Weise gestalteten Membrane nicht auf einer bestimmte Stellung der Membrane in Bezug auf die Leiterbahn, welche zum Mittenkontakt führt, zu achten.Another advantageous embodiment of the invention consists in that three segments of the membrane at an angle of 120 degrees to each other are cut away are. This measure allows the membrane to be in three different angular positions be mounted above the center contact on the circuit board without the Risk of a short circuit between the membrane and the conductor path leading to the center contact leads, exists. There is no need for a membrane designed in this way on a certain position of the membrane in relation to the conductor path leading to the Center contact leads to pay attention.

Durch die in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichneten Maßriihmen kann sowohl die Halteplatte, als auch die Membrane ohne Wert<-zeug auf eine Grundplatte oder Leiterplatte montiert werden Um zu vermeiden, daß es durch eine übermäßig kräftige Betätigung des Tastschalters zu einer Beschädigung der Membrane kommt, ist es gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vortcilhaft, wenn die Halteplatte ihre maximale Verschiebbarkeit in Richtung der~Membrane begrenzende Anschlagflächen hat.By the measures characterized in claims 5 and 6 can both the retaining plate and the membrane without any value on a base plate or printed circuit board to be mounted in order to avoid it being caused by an overly powerful If the pushbutton is actuated, the membrane is damaged, it is in accordance with Another embodiment of the invention advantageous when the holding plate their maximum displaceability in the direction of the ~ diaphragm has limiting stop surfaces.

Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht tlar t n, daß zwei Membranen vorgesehen sind, welche unter Zwischenschaltung eines Isolierteiles- aufeinander abgestützt sind und unterschied liche Steifigkeit haben. Ein auf diese Weise gestalteter Tastschalter ermöglicht eine zweistufige Tastschalterbetätigung. Er hat zwei gut spurbare Druckpunkte. Dadurch kann er bcispielsweise bei elektronischen Uhren zur Schnetl- und Langsameinstellung der Weckzeit eingesetzt werden, indem beispielsweise die Schalt-erstellung bei Erreichen des ersten Druckpunktes zur Langsameinstellung, unddie Erreichen des zwe-iten Druck punktes zur Schnelleinsteilung der Weckzeit dient.A further advantageous embodiment of the invention consists in that two membranes are provided which, with the interposition of an insulating part, are supported on one another and have different stiffnesses. A pushbutton switch designed in this way enables two-stage pushbutton actuation. It has two clearly noticeable pressure points. As a result, it can be used, for example, in electronic clocks for fast and slow setting of the wake-up time, for example by setting the switch when the first pressure point is reached for slow setting, and the Reaching the second pressure point is used to quickly set the alarm time.

Die in Anspruch 9 gekennzeichneten Maßnahmen dienen dazu, einen konstruktiv besonders einfachen TastschaltcIr zu vcrwirklichen.The measures characterized in claim 9 serve to provide a constructive particularly simple pushbutton switches to be realized.

Wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Kontaktträger auf Leitgummikörper abgestützt ist, und die Kontakte des Kontaktträgers über diese Leitgumnlkörper mit Leiterbahnen der Grundplatte verbunden sind, dann kennen alle Leiterbahnen auf einer Leitep1£atte angeordnet sein.If, according to a further embodiment of the invention, the contact carrier is supported on conductive rubber body, and the contacts of the contact carrier via this Leitgumnlkörper are connected to the conductor tracks of the base plate, then everyone knows Conductor tracks can be arranged on a conductor plate.

Dies ist besonders wichtig, wenn auf einer Leiterplatte zahlreiche Tastschalter angeordnet werden sollen.This is especially important when there are numerous on a circuit board Pushbutton switches are to be arranged.

Besonders billig wird ein einzelner erindungsgemäß gestlteter Tastschaiter durch die in Anspruch 11 angegebenen Maßnahmen.A single touch switch designed according to the invention is particularly cheap by the measures specified in claim 11.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglicn!ei-en zu.The invention allows numerous possible embodiments.

Mehrere davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine auf eine Leiterplatte montierte Membrane des erfindungsgema..ß gestalteten Tastschalters, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Membrane gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf einer Halteplatte des erfindungsgemäßen Tastschalters, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Halten platte gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht der Halteplatte gemäl3 Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere husführungsfotrn eines kompletten erfindungsgemäß gestalteten Tastschal ters> Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere AusfUihrungsfonn eines erfindungsgemäß gestalteten Tastschalters.Several of these are shown in the drawing and are discussed below described. 1 shows a plan view of a circuit board mounted on a circuit board Membrane of the inventive push button switch, Fig. 2 shows a cross section through the membrane according to FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of a retaining plate of the push button switch according to the invention, Fig. 4 is a section along the Line IV-IV of the holding plate according to Fig. 3, Fig. 5 is a side view of the holding plate according to Fig. 3, Fig. 6 a section through a further husführungfotrn of a complete Tastschal designed according to the invention> Fig. 7 is a section through another Execution form of a pushbutton switch designed according to the invention.

Fig. 8 einen'Schnitt durch eine nochmals anders gestaltete Åusführungsform des-erfindungsgemäß gestalteter Tastschalters, Fig. 9 eine Draufsicht auf die Leiterbahnen des Tast schalters grmäß Fig. 8. 8 shows a section through an embodiment which is again configured differently of the push button switch designed according to the invention, FIG. 9 is a plan view of the conductor tracks of the pushbutton switch as shown in Fig. 8.

Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer LeiSerplatte 1, in der Löcher 2, 3, 4 zum Halten einer Membrane 5 und Löcher 6, 7, 8 zum Halten einer in den Fig. 3, 4 und 5-dargestellten Halteplatte 9 vorgesehen sind. Die Membrane 5 ist -wie Fig. 2 zeigt- von der Halteplatte 9 weggewölbt. Drei in einem Winkel von 120 Grad zueinander stehende Segmente sind von ihr weggeschnitten, so daß sie in der in Fig. 1 dargestellten Draufsicht die Form eines Dreiecks hat. Dies macht es sich, eine Leiterbahn 10 auf der der Membrane 5 zugewandten Seite der LeiterplaLte 1 bis zur Mittenachse der Membrane 5 zu führen, ohne daß die Gefahr eines Kontaktes mit der Membrane 5 besteht.Fig. 1 shows part of a circuit board 1, in which holes 2, 3, 4 for holding a membrane 5 and holes 6, 7, 8 for holding one in FIGS. 3, 4 and 5-illustrated holding plate 9 are provided. The membrane 5 is -like Fig. 2 shows arched away from the holding plate 9. Three at an angle of 120 degrees Segments standing to one another are cut away from it so that they are in the form shown in Fig. 1 illustrated plan view has the shape of a triangle. This makes it a Conductor track 10 on the side of the printed circuit board 1 facing the membrane 5 up to To guide the center axis of the membrane 5 without the risk of contact with the Membrane 5 consists.

Zur Halterung der Membrane 5 hat diese Einschnitte ,1. 12, durch die es ermöglicht wurde, aus hrer tfaupterstreckungsrichtung heraus drei Steige, von denen zwei Stege 13, 14 in Fig. 2 zu erkennen sind, abzubiegen. Diese Stege 13, 14 ragen mit Spiel in die Löcher 2, 3 und 4.To hold the membrane 5, this has incisions, 1. 12, through the It was made possible, from the direction of extension of the tfaupter, three crates, from which two webs 13, 14 can be seen in FIG. 2, to turn off. These webs 13, 14 protrude into holes 2, 3 and 4 with play.

Die in den Fig. 3, 4 und 5 dar-gestellte Halteplatte 9 hat drei Beine 17, 18, 19, welche an ihren Enden widerhakenartige Rasteínrichtungen 20, 21, 22 haben. Dadurch wird es möglich, die Halteplatte S von oben her über die Membrane 5 zu schieben, bis daß die RasteInrichtung 20, 21, 22 unterhalb der Löcher 6, 7, S der Leiterplatte 1 einrasten und die Halteplatte 9 und damit auch die Membra'ne 5 fixiert ist.The holding plate 9 shown in FIGS. 3, 4 and 5 has three legs 17, 18, 19, which at their ends barb-like locking devices 20, 21, 22 to have. This makes it possible to hold the retaining plate S over the membrane from above 5 until the locking device 20, 21, 22 is below the holes 6, 7, S of the circuit board 1 snap into place and the retaining plate 9 and thus also the membrane 5 is fixed.

Wie die Fig. 4 und 5 besonders deutliche erkennen lassen, ist jedes Bein 17, 18, 19 mit einer Anschlagfläche 24, 25, 2G versehen, bis zu der die Halteplatte 9 in Richtung auf die Leiterplatte 1 maximal verschoben werden kann. Durch diese Verschiebung beult sich die Membrane 5 mlt einen Knack nach innen durch, so daß es sprungartig zu einer Kontaktgabe kommt.As FIGS. 4 and 5 show particularly clearly, each is Leg 17, 18, 19 provided with a stop surface 24, 25, 2G, up to which the holding plate 9 in the direction of the circuit board 1 can be shifted to a maximum. Through this Displacement, the membrane bulges 5 mlt a crack inwards, so that there is a sudden contact.

Aber auch bei Kontaktgabe ist noch eine geringe Vorspannung der Membrane 5 in Richtung von der Leiterplattc 1 weg vorhanden, so daß der Tastschalter in Ruhestellung selbsttätig die bei Tastschalterbetätigung zustande kommende Stromverbindung wieder unterbricht.But even when contact is made, the membrane is still slightly pretensioned 5 in the direction of the Leiterplattc 1 away, so that the pushbutton switch in the rest position the power connection that is established when the pushbutton is actuated automatically again interrupts.

Die Ausführungsform gemäB Fig. 6 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß es sich hierbei um einen zweistufigen Tastschalter handelt. In einem Gehäuse 30 sind zwei Membranen 5, 5' spiegelbildlich zueinander mit ihrer Wölbung zueinander gerichtet angeordnet. Zwischen den Membranen 5, 5' ist ein Isolierteil 31 angeordnet, damit keine elektrische Verbindung zwischen den aus Metall bestehenden Membranen 5> 5' zustande kommen kann. Ein in Richtung qer zur Ebene der Membranen 5, 5' verschiebbarer Kontaktträger 32 weist einen Mit.enkontakt 33 und einen Außenkontakt 34 auf. Gegen@diesen Außenkontakt 34 liegt-die Membrane 5' an. Genau entsprechend ist die Membrane 5 auf einen Außerkontakt 35 abgestützt. Sie kairn sich bei Schalterbetätigung auf einen Mittenkontakt 36 auf setzen.The embodiment according to FIG. 6 differs from that before described in that this is a two-stage push button switch. In a housing 30, two membranes 5, 5 'are mirror images of one another with their Curvature arranged facing each other. An insulating part is located between the membranes 5, 5 ' 31 arranged so that no electrical connection between the existing metal Membranes 5> 5 'can come about. One in the direction qer to the plane of the membranes 5, 5 'displaceable contact carrier 32 has a Mit.enkontakt 33 and an external contact 34. Against this external contact 34 lies the membrane 5 ' at. In exactly the same way, the membrane 5 is supported on an external contact 35. You can sit on a center contact 36 when the switch is actuated.

Die beiden Membranen 5, 5'- sind so gestaltet, daß sie entweder durch ihre Formgebung, durch ihre Materialdicke, oder durch unterschiedlichen Werkstoff unterschiedliche Steifigkeit haben.The two membranes 5, 5'- are designed so that they either through their shape, through their material thickness, or through different materials have different stiffness.

Dadurch wird bei Schalterbetätigung, also bei Verschiebung de kontaktträgers 32 zuneichst ein ei-ster- Druckpunkt überwunden und dadurch ein erster Stromkreis geschlossen. Erst bei weiterer Schalterbetätigung und Uberwindung eines zweiten Druckpunktes findet die Kontaktgabe der zweiten Membrane, und damit das Schließen des zweiten Stromkreises statt.As a result, when the switch is actuated, that is, when the contact carrier is shifted 32 first of all an ei-ster pressure point has been overcome and thereby a first electrical circuit closed. Only when you press the switch again and overcome a second one At the pressure point, the second membrane makes contact and thus closes of the second circuit instead.

Das Besonderte der Ausführungsform gemäß Fig. 7 besteht geteniiber der zuvor beschriebenen Ausfiihrungsform darin, daß sowohl der Mittenkontakt 33 als auch der Außenkontakt 34 über Leitgummikörper IIO, 41 Kontakt zu Leiterbahnen auf der Leiterplatte 1 haben. Dadurch ist es mn,glich, alle Leiterbahnen ausschließ-1 ich auf der Leiterplatte l anzuordnen.The special features of the embodiment according to FIG. 7 still exist of the embodiment described above in that both the center contact 33 as well as the external contact 34 via conductive rubber bodies 11O, 41 contact to conductor tracks have on the circuit board 1. This makes it possible to exclude all conductor tracks I arrange on the circuit board l.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 sind die Mittenkontakte 33, 36 und Außenkontakte 34, 35 auf einem Isolierteil 43 zwischen den beiden Membranen 5, 5' vorgesehen. Die Membranen sind spiegelbildlich zueinander mit ihrer Wölbung voneinander weg auf den Außenkontakten 34, 35 abgestützt.In the embodiment according to FIG. 8, the center contacts 33, 36 and external contacts 34, 35 on an insulating part 43 between the two membranes 5, 5 'provided. The diaphragms are mirror images of each other with their curvature supported away from one another on the external contacts 34, 35.

Die Fig. 9 zeigt, daß die Außenkontakte -34 oder 35 kreisbogenförmig gestaltet sein können, so daß die Membranen 5, 5' gut auf den Außenkontakten 34, 35 anliegen.Fig. 9 shows that the external contacts -34 or 35 circular arc can be designed so that the membranes 5, 5 'well on the external contacts 34, 35 are present.

Claims

Claims button switch for short-term closing of a Strankkreis by pressing a key, marked by a curved membrane (5? 5 ') made of metal, which is connected on the outside to a first electrical contact (34, 35) is applied and in the idle state of one on the center axis of the membrane (5, 5 ') arranged second contact (33, 36) has a distance.

2. Push button switch according to claim I, 'characterized in that the segment the membrane (5, 5 ') is cut away and a conductor track (10) to the second, on the center axis of the membrane (5, 5 ') arranged contact (33, 36) below this cut away segment runs.

3. Push button switch according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the membrane (5, 5 ') on the outside - by incisions (11, 12) and bends produced webs directed transversely to their main direction of extent (13, 14) which engage with play in holes (2, 3, 4) of a circuit board (1).

4. Push button switch according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that three segments of the membrane (5, 5 ') are cut away.

5. Push button switch according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the membrane (5, 5 ') is covered by a retaining plate (9), which in the area of the cut away segments of the membrane (5, 5 ') by means of feet (17, 18, 19) into further holes (6, 7, 8) of the circuit board (t).

6. Push button switch according to claim T or one of the following, characterized characterized in that the feet (17, 18, 19) at their free ends are barb-like Have locking devices (20, .21, .Z2).

7 .. push button switch according to claim I or one of the following, dadurthgekisiert, that the holding plate (9) has its maximum displaceability in the direction of the membrane (5, 5 ') has limiting stop surfaces (24, 25, 26).

8. Push button switch according to claim l or one of the following, characterized in, that two membranes (5, 5 ') are provided, which with the interposition of a Insulating part (31, 43) are supported on one another, and that the two membranes (5, 5 ') have different stiffnesses.

9. Push button switch according to claim 1 or one of the following, dadürth characterized in that the contacts (35, 36) for a membrane (5) on a stationary Base plate (l), - the contacts (33, 34) of the other membrane (5 ') on a contact carrier (32) displaceable transversely to the plane of the membranes (5, 5 ') are arranged.

10. Push button switch according to claim I or one of the following, characterized characterized in that the contact carrier (32) is supported on conductive rubber bodies (40, 41) and the contacts (33, 34) of the contact carrier (32) via these conductive rubber bodies (40, 4r). Connected to the conductor tracks of the base plate (1) indt .11: .. push-button switch according to claim 1 or one of the following, characterized in that the contacts (33, 34, 35, 36) for both diaphragms (5, 5 ') on one between the diaphragms (5, 5 ') arranged insulating piece (43) are provided, and both membranes (5, 5') Arch away from the insulating piece (43) in a mirror-inverted manner.