Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktfeder gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Bisherige Kontaktfedern mit zwei Schaltkontakten wurden als
zwei getrennte Teile hergestellt, wobei wenigstens ein Teil
federnd ausgebildet war. Durch Betätigung eines
Tastenelementes wurde der federnde Kontakt geschlossen.
Derartige Federkontakte mußten aufgrund ihrer biegeweichen
Auslegung manuell auf die Leiterplatte bestückt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfeder
zu schaffen, die einfach und billig in der Herstellung,
maschinell und automatisch auf der Leiterplatte montierbar,
klein in den Abmessungen und für eine lange Lebensdauer und
sowohl bei niedrigen als auch bei relativ großen Strömen
zuverlässig arbeitet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Die Kontaktfeder wird zunächst einstückig aus einem
Blechstreifen geformt. An den zwei gegenüberliegenden
Abschnitten ist jeweils ein erhabener Schaltkontakt
aufgebracht. Der Blechstreifen ist V-förmig zu einem spitzen
Winkel umgebogen. Wird der eine frei nach oben ragende
Schenkel nach unten in Richtung zum anderen, fest montierten,
Schenkel gedrückt, so berühren sich die beiden
Schaltkontakte.
Am Endabschnitt des zweiten, fest zu montierenden Schenkels
sind zwei äußere oder seitliche Anschlußbeine und ein
mittleres Anschlußbein im Bereich des davor angeordneten
zweiten Schaltkontaktes vorgesehen. An der gegenüberliegenden
Seite des zweiten Schaltkontaktes ist ein weiteres, dem
mittleren Anschlußbein zugeordnetes Anschlußbein vorgesehen.
Um den zweiten Schaltkontakt herum ist ein U-förmiger
Ausschnitt vorgesehen, so daß dieser zweite schaltkontakt nur
über zwei Verbindungsbrücken mit dem Endbereich des zweiten
Schenkels verbunden ist, an den sich die drei Anschlußbeine
anschließen. Nach der Montage oder Bestückung der
Kontaktfeder an der Leiterpatte über die vier Anschlußbeine
werden die beiden Verbindungsbrücken durchtrennt,
beispielsweise durch einen Stanzstempel. Dadurch entstehen
zwei elektrisch voneinander isolierte Schaltkontakte, die
jeweils mit der Leiterplatte mechanisch fest verbunden und
mit den entsprechenden Elektroanschlüssen kontaktiert sind.
Die Betätigung der nunmehr als Schalter fungierenden
zweiteiligen Kontaktfeder erfolgt durch eine darüber
angeordnete Drucktaste, beispielsweise am Oberteil des
entsprechenden Gerätes, wie am Oberteil eines Haustelefones
zur Betätigung des Türöffners oder des Lichtschalters.
Vorzugsweise erfolgt das Trennen der Verbindungsbrücken durch
ein keilförmiges Trennwerkzeug, bei dem die Schneide
vorzugsweise aussermittig zur Länge der Verbindungsbrücken
ausgerichtet ist. Die Verbindungsbrücken werden nach der
Trennung teilweise in Öffnungen der Leiterplatte
hineingebogen und damit elektrisch und mechanisch sicher
getrennt. Diese Öffnungen können unter jeder der beiden
Verbindungsbrücken vorgesehen werden. Das Trennen erfolgt
völlig abfallos. Durch vorheriges Anbringen von
Sollbruchstellen beim Ausstanzen der ursprünglichen
Blechstreifen können die erforderlichen Trennkräfte
verringert werden.
Auch ein flächiger Schneidstempel kann zum Herausstanzen
eines Teilstückes aus dem Trennsteg bzw. der
Verbindungsbrücke eingesetzt werden. Wenn der Werkstoff der
Leiterplatte ausreichend fest ist, kann diese direkt als
Schneidmatrize wirken, im anderen Falle kann eine zusätzliche
Schneidmatrize eingesetzt werden.
Die Trennung kann beispielsweise aber auch mittels
Laserstrahl erfolgen.
Die elektrischen Schaltkontakte können als Aufschweißpunkte
auf den Blechstreifen aufgeschweißt sein. Der erste
Aufschweißpunkt kann kreuzförmig zum zweiten Aufschweißpunkt
angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, die
Schaltkontakte direkt aus dem Federmaterial zu formen oder
anderweitig auszubilden.
Durch die federnden Rückstellkräfte des eingesetzten
federnden Metallblättchens wird dieses nach dem Loslassen des
Tasters automatisch zurückgestellt und stellt auch den Taster
wieder in seine Ausgangslage zurück, ohne daß weitere
Bauteile wie eine Druckfeder oder dergleichen vorgesehen
werden müßten.
Die Anschlußbeine können so geformt werden, daß sie sich beim
Durchführen durch die Öffnungen innerhalb der Leiterplatte in
den Werkstoff der Leiterplatte einschneiden und damit
festsitzen. Dadurch kann ein Aufschwimmen der Kontaktfeder
beim Lötvorgang verhindert werden.
Die Anschlußbeine können federnd an den unteren Schenkeln der
Kontaktfeder angebunden werden. Dadurch kann eine Belastung
der Lötstellen beim Betätigen der Kontaktfeder vermieden
werden. Durch eine Relativbewegung der beiden Schaltkontakte
im geschlossenen Zustand können diese selbst automatisch
gereinigt werden. Diese Relativbewegung wird beim ersten
Kontakt der beiden Schaltkontakte eingeleitet. In dieser
Stellung sind die Schaltkontakte übereinanderliegend in ihrer
Gesamthöhe kleiner als der doppelte Biegeradius der
Hauptbiegung der Kontaktfeder. Diese Höhendifferenz und die
daraus resultierende Schrägstellung des oberen Schenkels
bewirkt beim weiteren Drücken der an der Unterseite
ebenflächig ausgebildeten Taste eine elastische Deformation
des freien Schenkels. Dies bewirkt im geschlossenen Zustand
eine Relativbewegung zwischen den beiden Schaltkontakten mit
dem Effekt einer Selbstreinigung derselben. Hierbei ist auch
die kreuzweise Zuordnung der beiden Schaltkontakte zueinander
von Bedeutung.
Als weiterer Vorteil dieser Anordnung wirkt die
Rückstellkraft des freien Schenkels im betätigten Zustand
nahezu querkraftfrei auf die Taste und minimiert dadurch die
Reibungskräfte bei der Führung der Drucktaste.
Die automatische Bestückung der Kontaktfeder kann durch ein
Greifwerkzeug erfolgen, das auf die Geometrie der
Kontaktfeder abgestimmt ist und diese zum Beispiel an den
gesickten und unter Vorspannung stehenden Anschlußbeinen
aufnimmt. Diese Bestückungstechnik ist beispielsweise bereits
bei der Bestückung von integrierten Schaltungen üblich. Die
hier vorgesehene Ausbildung der Kontaktfeder ermöglicht somit
die Bestückung durch ein vorbekanntes und bewährtes
Bestückungsverfahren.
Die Kontaktfeder besteht im wesentlichen zunächst aus einem
einstückigen als Stanzbiegeteil ausgeführten Blechplättchen.
Es wird in die bestimmte Form gestanzt und dann umgebogen.
Betätigt wird die Kontaktfeder durch eine zugeordnete Taste,
wie oben beschrieben oder dergleichen. Die beiden
Schaltkontakte werden nach dem, vorzugsweise automatischen,
Befestigen und anschließendem Kontaktieren der Kontaktfeder
auf der Leiterplatte mechanisch und elektrisch voneinander
getrennt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 den Querschnitt durch ein Elektrogerät mit Tastenbetätigter
Kontaktfeder einer betätigten und einer
unbetätigten Kontaktfeder, Figur 2 eine Leiterplatte mit darauf angeordneter
Kontaktfeder, Figur 3 die Draufsicht auf eine Kontaktfeder mit Leiterplatte
gemäß Figur 2, Figur 4 die Kontaktfeder allein in perspektivischer
Darstellung, Figur 5 die Kontaktfeder oberhalb der Leiterplatte, Figur 6 die Kontaktfeder in montiertem Zustand bei
aufgetrennten Verbindungsbrücken, Figur 7 die durch einen Taster betätigte Kontaktfeder, Figur 8 die in Figur 7 gezeigte betätigte Kontaktfeder,
jedoch noch weiter durchgedrückt.
In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
Das in Figur 1 im Querschnitt dargestellte Elektrogerät
könnte beispielsweise ein Wohnungs-Sprechgerät sein. Es ist
allgemein mit 40 bezeichnet, das Oberteil mit 42, das
Unterteil mit 48, die linke Führungsbahn für die linke, nicht
betätigte Taste 50 mit 44, die rechte Führungsbahn mit 44',
in welcher eine rechte Taste 50' zur Betätigung der
Kontaktfeder 10 verdrehfest nach unten geführt ist. Die
untere ebene Betätigungsfläche der Tasten 50, 50' ist mit 52,
52' bezeichnet. Die Kontaktfeder 10, 10' sitzt auf der
Leiterplatte 1 auf, die im Unterteil 48 des Elektrogerätes 40
befestigt ist.
Figur 2 zeigt das V-förmig in einem spitzen Winkel zu einer
Kontaktfeder 10 gebogene Metallplättchen.
Hierbei ist an der Innenseite des oberen, frei beweglichen,
Schenkels 16 der erste Schaltkontakt 12 angeordnet. Der
untere Schenkel 18 liegt auf der Leiterplatte 1 auf, wobei
der zweite Schaltkontakt 14 nach oben ragt und dem ersten
Schaltkontakt 12 zugewandt ist, bedingt durch die Biegung um
eine Mittellinie 13 mit dem Biegeradius R. Das seitliche
Anschlußbein 20, das mittlere Anschlußbein 24 und das weitere
zur Mitte hin angeordnete, dem mittleren Anschlußbein 24
zugeordnete Anschlußbein 26 für den zweiten Schaltkontakt
sind durch entsprechende Durchtrittsöffnungen der
Leiterplatte 1 hindurchgeführt dargestellt.
In der Draufsicht von Figur 3 ist auch das rechte seitliche
Anschlußbein 22 sichtbar.
In der perspektivischen Darstellung von Figur 4 ist
zusätzlich das Mittelteil 28 um den zweiten schaltkontakt 14
herum und die beiden Verbindungsbrücken 30, 32 bezeichnet,
die nach der Montage durchtrennt werden, um zwei selbständige
Schaltkontakte zu erhalten.
Figur 5 zeigt zusätzlich die Leiterplatte 1 mit
Durchtrittsöffnungen 21, 23, 25, 27 für die zugeordneten vom
unteren Schenkel 18 senkrecht nach unten umgebogenen
Anschlußbeine 20, 22, 24, 26. Weiterhin weist die
Leiterplatte 1 zwei größere Aufliegeöffnungen 31, 33 direkt
unterhalb der Verbindungsbrücken 30, 32 auf.
Figur 6 zeigt in perspektivischer Darstellung die auf der
Leiterplatte 1 aufsitzende Kontaktfeder 10, bei der die
Verbindungsbrücken 30, 32 durchtrennt und zur sicheren
Trennung teilweise in die Aufliegeöffnungen 31, 33
hineingebogen sind.
Figur 7 zeigt in vergrößerter Darstellung eine auf den freien
Schenkel 16 drückende Taste 50, wobei in Pfeilrichtung die
Kraft F ausgeübt wird. Zwischen ebener unterer
Betätigungsfläche 52 der Taste 50 und Oberfläche des frei
beweglichen oberen Schenkels 16 der Kontaktfeder 10 ist bei
Beginn der Betätigung ein Schrägspalt 53 sichtbar. Der
Biegeradius um die mittlere Biegelinie 13 ist mit R
bezeichnet.
Bei Weiterbetätigung der Taste 50 gemäß Figur 8 ist kein
Schrägspalt 53 mehr zu sehen, die beiden Schaltkontakte 12,
14 haben sich in Pfeilrichtung gegeneinander verschoben,
wodurch ein Selbstreinigungseffekt dieser Schaltkontakte, die
kreuzweise zueinander ausgerichtet sind, bewirkt wird.