包括开关状态标识的按键开关总成
阅读说明：本技术 包括开关状态标识的按键开关总成 (Key switch assembly including switch state identification ) 是由 F·布鲁赫施米特 O·克内兴 P·里斯 N·克劳斯尼策 于 2020-01-13 设计创作，主要内容包括：一种包括开关状态标识的按键开关总成(1)包括：用于致动按键开关总成(1)的致动头(10),该致动头包括盘状的上部(11)和管状的下部(12)；和套筒状的按键导向件(20),该按键导向件与致动头(10)耦接,使得以按键开关总成(1)的纵向轴线(L)为方向,上部(11)被布置在按键导向件(20)上方,并且下部(12)包围按键导向件(20)。按键开关总成(1)还具有用于引导光线的光导体(40),该光导体与致动头(10)耦接,使得以纵向轴线(L)为方向,光导体(40)至少逐段地布置在致动头(10)内并且布置在按键导向件(20)内。光导体(40)以顶端侧端部(47)在预先确定的位置处,延伸穿过致动头(10),从而借助于以纵向轴线(L)为方向在与顶端侧端部(47)相对的底端侧端部(48)上可耦合输入光导体(40)的光辐射,可预先确定地照亮按键开关总成(1)。(A key switch assembly (1) including switch state identification comprising: an actuating head (10) for actuating a push-button switch assembly (1), the actuating head comprising a disc-shaped upper portion (11) and a tubular lower portion (12); and a sleeve-like key guide (20) coupled with the actuation head (10) such that, in the direction of the longitudinal axis (L) of the key switch assembly (1), the upper part (11) is arranged above the key guide (20) and the lower part (12) surrounds the key guide (20). The push-button switch assembly (1) also has a light guide (40) for guiding light, which is coupled to the actuating head (10) in such a way that, in the direction of the longitudinal axis (L), the light guide (40) is arranged at least in sections in the actuating head (10) and in the push-button guide (20). The light conductor (40) extends with a top-end (47) at a predetermined position through the actuation head (10) so that the keyswitch assembly (1) can be illuminated in a predetermined manner by means of light radiation which can be coupled into the light conductor (40) in the direction of the longitudinal axis (L) at a bottom-end (48) opposite the top-end (47).)
技术领域
本发明涉及一种按键开关总成，其中根据开关位置，可见地标识各种开关状态。
背景技术
对于按键开关总成，对应于标准规定了：对于观察者而言，可以清楚地识别按键开关总成的各种状态。按键开关总成可以例如被设计为急停开关，通过该急停开关，可以分离两个导体之间的电触点。这种按键开关总成通常具有按照标准构件系统进行装配的各种部件，如例如文献EP 1 261 979 B1中描述的。按键开关总成的部件包括例如加装在按键导向件上的、一般为蘑菇状设计的致动头。按键导向件可以被实施为空心主体并且在其内部具有推杆，其中可借助于致动头在按键导向件内在轴向方向上移位地布置该推杆。
这种按键开关总成可以被安装在壳体主体上，而该壳体主体在内部具有接触元件。在压入或者扭转致动头时，推杆在按键导向件内部移位。推杆作用于壳体主体内部的接触元件，使得例如分离电触点。在这种情况下，需要可靠且清晰可见地标识按键开关总成的开关状态。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种按键开关总成，其可用低制造花费进行生产并且其使得对于操作者而言可靠且可清晰识别的开关状态显示成为可能。
在独立权利要求1中给出了一种包括开关状态标识的按键开关总成。在从属权利要求中给出有利的设计方案。
包括开关状态标识的按键开关总成包括用于致动按键开关总成的致动头，其包括盘状的上部和管状的下部。按键开关总成还包括套筒状的按键导向件其与致动头耦接，使得以按键开关总成的纵向轴线为方向，上部被布置在按键导向件上方，并且下部包围按键导向件。按键开关总成还包括用于引导光线的光导体，其与致动头耦接，使得以纵向轴线为方向，光导体至少逐段地布置在致动头内并且布置在按键导向件内。光导体以顶端侧端部在预先确定的位置处，延伸穿过致动头，从而借助于以纵向轴线为方向在与顶端侧端部相对的底端侧端部上可耦合输入光导体的光辐射，可预先确定地照亮按键开关总成。
借助于所描述的按键开关总成，可以可靠地且对于操作者而言清晰可见地显示开关状态。光导体使得按键开关总成的有益的光功能成为可能，其在预先确定的位置处，从外侧清晰可见地照亮按键开关总成。除了传统的颜色标识，由此设置的光功能还实现了光指示器，并且还有助于简单且特别可靠地标识相应的开关状态。
根据按键开关总成的一种优选的改进方案，致动头的上部具有开口，该开口形成预先确定的位置，光导体的部段延伸穿过该位置。例如蘑菇状地设计致动头。光导体例如被设计为杆状的，使得光导体的一端延伸穿过致动头上部中的圆形开口。通过光导体提供的该有利的光导功能，能够以可靠且特别明显的方式显示按键开关总成的相应开关状态。
相较于不具有任何光导体的按键开关总成，可以实现开关状态的显著改善的可见性。替代地，借助于所描述的按键开关总成，可以使用功率更低或者光更微弱的发光体，以便出现与传统按键开关总成可比的可见性。以此方式，可以有助于成本低廉且节省能量的按键开关总成。
以纵向轴线为方向，按键开关总成的部件特别地被配置为旋转对称的，其中可以排除诸如凹槽和止动凸起部的单个元件。
根据按键开关总成的另一改进方案，包括盘状上部和管状下部的致动头被实施为两件式。光导体具有配属于顶端侧端部的上部部段和配属于底端侧端部的下部部段，其中以按键开关总成的纵向轴线为方向，上部部段至少部分地在致动头的上部与下部之间延伸。以此方式，可以提供360°发光功能，其有助于按键开关总成的特别显眼且可靠的开关状态标识。
致动头的上部与下部被设计为，使得光导体的上部部段的环形边缘可以被装入或者说布置在二者之间，并且实现径向傻姑娘环形的光耦合输出。额外地，如之前所描述的，可以在按键开关总成的端面上预设中心的光耦合输出，使得借助于所描述的按键开关总成，可实现特别清晰的发光功能。
根据按键开关总成的另一改进方案，光导体被实施为两件式的，并且具有在其上以纵向轴线为方向连接有漏斗状元件的杆状元件和与致动头的上部耦接的盘状元件。盘状元件与杆状元件和漏斗状元件共同作用，限定空腔，并且形成预先确定的光导功能。这种设计方案有助于按键开关总成的特别高效的发光功能。
杆状元件和漏斗状元件可以分别被设计单独的部件并且彼此相连。优选地，杆状元件和漏斗状元件共同形成光导体的一体式共同部件。关于横截面，包括杆状元件和漏斗状元件的该光导体部件沿着纵向轴线实现Y形状。换言之，该形状也可以被称为郁金香状。作为另一单独的部件，盘状元件形成盖板或者遮盖元件，其可以被加装到Y形的部件上并且由此环绕空腔。借助于这种设计方案，耦合输入的光辐射的预先确定的分量可以在光导体的环形边缘上耦合输出，并且另一分量在端面上从光导体的盘状元件中耦合输出。然而，替代地，也可以一体地制造光导体，其具有预先确定的几何形状，但没有围出空腔。
之前描述的光导体上部部段特别地包括光导体的漏斗状元件和盘状元件，并且也可以被称为盘状部段。之前描述的光导体下部部段特别地包括光导体的杆状元件，并且也可以被称为杆状部段。
在注塑工艺的框架下，光导体可以特别地形成有预先确定的几何形状。另外，以此方式，可以将待相互连接的光导体部分的数量保持得较低。作为材料，光导体优选地具有高度透明的聚碳酸酯。替代地，光导体可以由诸如PMMA等有机玻璃制成。除此之外，光导体的外表面可以被有针对性地设计为反射性的，使得耦合输入的光辐射符合光导体的形状并且只有低分量的光线在不期望的位置处逸出。例如可以通过涂层、镀金属或者简单地借助于所涂覆的白色颜色层，影响光导体的反射特性。
根据按键开关总成的一种改进方案，光导体具有包括一个或更多个梯级的轮廓，这些梯级被设置用于使一部分耦合输入光导体的光辐射预先确定地从光导体中耦合输出。以此方式，可以预先确定光导体的特别有利的光导功能。
根据按键开关总成的另一改进方案，光导体在延伸穿过致动头的表面上具有有凹槽的表面结构。借助于这种有针对性预设的表面结构，可以实现耦合输出的光辐射的光散射，这有助于按键开关总成和相应的开关状态的特别清晰的可见性。举例而言，有凹槽的表面被设计在光导体的漏斗状元件的环形外边缘上，其被布置在致动头的上部与下部之间。替代地或者额外地，光导体也可以在其它位置处具有粗糙的或者有凹槽的表面结构，其有助于有针对性漫射的光耦合输出。
如果按键开关总成例如在蘑菇状致动头的上部的中心区域中具有光导体的凸出区域形式的光穿透面，并且在上部下方还具有光导体的环形的环结构，则可以借助于有针对性地规定光导体的轮廓，设置光辐射的预先确定的耦合输出。举例而言，光辐射被引导穿过光导体的杆状元件，直至漏斗状元件，并且特别地在优选地设计在光导体的漏斗状元件上的梯级上耦合输出，并且进入光导体的漏斗状元件与盘状元件之间的空腔。光辐射穿过填充空气的空腔，到达光导体的盘状元件，在此再次耦合输入光导体并且被引导穿过盘状元件，并且穿过盘状元件的凸起区域而从按键开关总成中向外逸出。通过梯级状区域的几何形状(诸如尺寸)、梯级数量和相应梯级的尺寸，可以设定光辐射到达盘状元件的凸起区域且在正面耦合输出的分量有多大，并且光辐射到达漏斗状元件的有凹槽的环状表面且在侧向耦合输出的分量有多大。
根据另一改进方案，按键开关总成具有套筒状的推杆，其中以纵向轴线为方向，该推杆包围光导体，并且该推杆具有包括预先确定的反射特性的内表面，该内表面面向光导体。特别地，套筒状推杆有利于在对致动头进行致动时将力传递至按键开关总成的其它部件，诸如闭锁单元；并且以纵向轴线为方向，被布置在致动头或者说按键导向件与光导体之间。而且，推杆可以用作用于光导体的保持和耦接部件。推杆优选地仿照光导体的形状并且将光导体与致动头和按键导向件耦接。
特别优选地，在面向光导体且例如沿着纵向轴线逐段地与其接触的内侧上配置推杆，使得耦合输入光导体的光辐射被推杆的内侧反射并且再次供应至光导体。这例如可以借助于推杆的配置为白色的内侧形式的涂层实现。
根据一种优选的改进方案，按键开关总成具有耦接套筒，其在光导体的底端侧端部上与按键导向件耦接，并且其具有内表面，该内表面至少逐段地具有预先确定的曲率，以使耦合输入光导体的光辐射转向光导体的底端侧端部的方向。由此，这种耦接套筒可以有利于机械耦接和保持，而且，光技术耦接可以有助于尽可能大的光分量有利地耦合输入光导体。例如，耦接套筒在上部部段上具有有益地作用于光辐射进入光导体的耦合输入的椭圆曲率，其中在按键开关总成的根据运行的状态中，上部部段邻接光导体的底端侧端部布置。
根据另一改进方案，按键开关总成具有包括发光二极管的发光体单元，其中以纵向轴线为方向，该发光体单元在与致动头相对的端部上与按键导向件耦接，使得发光二极管的光辐射可在光导体的底端侧端部处耦合输入光导体。
通过对致动头进行致动，按键开关总成特别地可从非触发状态切换至触发状态，其中按键开关总成被设计为，使得当接触元件被设计为常闭触点且两个导体之间的电触点在非触发状态下是闭合的时，在触发状态下，可分离可与按键开关总成耦接的接触元件的两个导体之间的电触点。按键开关总成被设计为，使得当接触元件被设计为常开触点且两个导体之间的电触点在非触发状态下是分离的时，在触发状态下，可闭合接触元件中的两个导体之间的电触点。可以借助于按压和/或转动致动头，致动按键开关总成。
根据一种优选的改进方案，按键开关总成被设计为急停开关或者被设计为停止开关，并且借助于专门预设的光导体和所描述的发光功能而使得特别可靠且可清晰识别的开关状态显示成为可能，由此有助于安全性。
除此之外，按键开关总成可以包括用于将按键开关总成固定在壳体主体上的适配器设备，其与按键导向件耦接。
附图说明
在下文中，根据示出了按键开关总成的实施方案的附图，详细地阐述本发明。在附图中：
图1示出了包括光导体的按键开关总成的一种实施方案；
图2示出了根据图1的按键开关总成的横截面；
图3A至图3D示出了用于根据图1的按键开关总成的光导体的实施方案；
图4A至图4C示出了致动头的上部和用于根据图1的按键开关总成的光导体的元件的实施方案；
图5A至图5D示出了致动头的上部和用于根据图1的按键开关总成的光导体的实施方案；并且
图6A至图6B示出了用于根据图1的按键开关总成的耦接套筒的实施方案。
具体实施方式
在所有附图中，具有同样构造和功能的元件以相同的标号标出。出于清楚的原因，可能并非所显示的所有元件都在所有附图中标有所属的附图标记。
图1示出了包括开关状态标识的按键开关总成1的一种根据本发明的实施方案。按键开关总成1具有蘑菇状的致动头10，其用于致动按键开关总成1，包括盘状的上部11和管状的下部12。按键开关总成1还具有按键导向件20。按键导向件20与致动头10耦接，并且以按键开关总成1的纵向方向L为方向，被布置在致动头10的下部12中，使得下部12包围按键导向件20。以纵向轴线L为方向，上部11被布置在按键导向件20上方。
按键开关总成1还包括用于引导光线的光导体40，其与致动头10耦接，使得以纵向轴线L为方向，光导体40逐段地布置在致动头10内并且布置在按键导向件20内。光导体40以顶端侧端部47在预先确定的位置处，延伸穿过致动头10，从而借助于以纵向轴线L为方向在与顶端侧端部47相对的底端侧端部48上可耦合输入光导体40的光辐射，可预先确定地照亮按键开关总成1。
关于所显示的实施方案，光导体40被设计为两件式并且具有第一部件，该第一部分包括杆状元件41和与其邻接的漏斗状元件42。单独的第二部件由盘状元件43形成，该盘状元件具有凸出区域45，该凸出区域延伸穿过致动头10的上部11中的中心开口13。替代地，杆状元件41也可以被配置为管状并且包括空腔或者通道。
除此之外，光导体40在上部11和下部12之间，向外延伸穿过致动头10，并且由此环形地布置在上部11和下部12之间。所显示的按键开关总成1的部件被设计为关于纵向轴线L基本上旋转对称。因此，光导体40的漏斗状元件42的环形边缘使得360°照亮按键开关总成1以清楚可见地标识开关状态成为可能。额外地，光线穿过盘状元件43的凸出区域45，居中地从致动头中耦合输出，并且还有助于按键开关总成1的简单且可靠的可见性。
关于图1中图解的横截面图，光导体40的第一部件41、42仿照Y结构，光导体40的第二部件或者说盘状元件43作为一种遮盖元件平放在该结构上。现有的凸出部或者凹槽确保预先确定且稳定地相对于彼此保持光导体40的部件41、42、43。所描述的光导体40的结构有助于特别有益的光导功能，其使得按键开关总成1的可清晰识别的照明成为可能。特别地，所显示的光导体40的第一部件41、42以及遮盖性盘状元件43的郁金香状设计方案提供了有益的光导功能，其实现了预先确定的用于耦合输出和照明的光分布，其中光导体的第一部件和盘状元件围出或者说限定空腔46。
进一步地，按键开关总成1具有套筒状推杆24，其以纵向轴线L为方向包围光导体40。另外，套筒状推杆24有利于在对致动头10进行致动时将力传递至按键开关总成1的其它部件，诸如环状地包围光导体且使得锁定开关状态成为可能的闭锁单元60；并且以纵向轴线L为方向，被布置在致动头10或者说按键导向件20与光导体40之间。而且，推杆24可以用作用于光导体40的保持和耦接部件。推杆24仿照光导体40或者说光导体40的第一部件41、42的轮廓，并且将光导体40与致动头10和按键导向件20机械地耦接。
特别优选地，在面向光导体40的内侧上配置推杆24，使得耦合输入光导体40的光辐射被推杆24的内侧反射并且继续在光导体40中对其进行导向。这例如可以借助于推杆24的配置为白色的内侧形式的涂层实现。因此，内表面优选地配置有预先确定的反射特性，其会有助于有利的光导向。
按键开关总成1还具有包括发光二极管51的发光体单元50，其中以纵向轴线L为方向，发光体单元借助于耦接套筒26，在与致动头10相对的端部上与按键导向件20耦接，使得发光二极管51的光辐射可在光导体40的底端侧端部48处耦合输入光导体40。发光二极管51的光辐射在光导体40的方向上进入其中，在其中进行导向，并且在漏斗状元件42的环形边缘上并且在盘状元件43的凸出区域45上从其中耦合输出，由此提供按键开关总成1的可清晰识别的照明，而这有助于安全的发现和标识。
除此之外，图解了一个或更多个弹簧元件22，其对按键开关总成1或者说按键开关总成1的邻接的部件预加应力。以此方式，可以设置按键开关总成1的基本状态，其可以通过致动和按压转变成开关状态。通过对致动头10进行致动，按键开关总成1例如可从非触发状态切换至触发状态，其中按键开关总成1被设计为，使得当接触元件被设计为常闭触点且两个导体之间的电触点在非触发状态下是闭合的时，在触发状态下，可分离可与按键开关总成1耦接的接触元件的两个导体之间的电触点。按键开关总成1例如实现急停开关或者停止开关，并且借助于专门预设的光导体40和所提供的发光功能而使得特别可靠且可清晰识别的开关状态显示成为可能，由此有助于安全性。
此外，按键开关总成1包括环状的适配器设备30，其用于将按键开关总成1固定在壳体主体上。根据标准规范，按键开关总成1的单个部件具有预先确定的色彩设计。关于急停开关，按键导向件20具有绿色透染的材料，特别是透染的塑料，其颜色明显区别于致动头10的红色和适配器设备30的黄色。
图2图解了按键开关总成1的从下方看到光导体40的底端侧端部48的视图，在其中可以看到光导体40或者说光导体40的杆状元件41的居中布置。光导体40被按键导向件20、环状适配器设备30和适配器定中心装置39包围。另外，适配器定中心装置29与适配器设备30的锁止元件31共同作用，其形成用于适配器设备30的防扭保护。
图3A至图3D示出了光导体40或者说光导体40的Y状部分41、42的设计方案的不同视图。专门成型的光导体40在其杆状元件41上具有半径不同的区域，这些区域可以主要有助于在按键开关总成1中的稳定且安全的位置。邻接地连接有郁金香状或者漏斗状元件42，其朝向背离杆状元件41的方向扩散。在这种情况下，漏斗状元件42可以被设计为连续弯曲的，或者如所示的实施方案所显示的，具有一个或更多个梯级49，其可以有助于有益的光导功能和光耦合输出。在漏斗状元件42的表面上可以设计有突出的环结构和/或凸出部，其被设计用于与遮盖性盘状元件43共同作用。
光导体40还在漏斗状元件42的环形边缘上具有有凹槽的表面结构44，其中环形边缘延伸穿过致动头10。借助于这种有针对性预设的表面结构44，可以实现耦合输出的光辐射的光散射，这有助于按键开关总成1和相应的开关状态的特别清晰的可见性。替代地或者额外地，光导体40也可以在其它位置处具有粗糙的或者有凹槽的表面结构44，其有助于漫射的光耦合输出。由此，光导体40具有专门配置的形状和表面结构，其分别有助于有利的光导功能和光耦合输出。而且，光导体40的表面可以是高度抛光的，以便有助于有利的光导向。
图3B示出了包括安置于其上的套筒状推杆24的光导体40，其形成用于一部分光导体40的侧向环绕的遮盖件。在推杆24上预设有凸出区域、凸起部和/或凹槽，其以纵向轴线L为方向，使得安置在按键开关总成1的位于外部的其它部件上并且与其耦接成为可能。除此之外，图解了密封元件25，其在按键导向件20的上部区域内密封按键开关总成(参见图1)。
图3C示出了光导体40的第一部件41、42的侧视图。图3D示出了截面图。
图4A至图4C示出了按键开关总成1的上部部件的不同视图。图4A图解了致动头10的上部11，其包括中心开口13，在安装状态下，光导体40的盘状元件43的对应成型的凸出区域45伸入到该中心开口中(参见图4B和图4C)。上部11和/或盘状元件43的边沿、凸起部和/或凹槽例如有助于在组装按键开关总成1时简单且安全地安置相应的部件。
图5A至图5D示出了部分安装的光导体40的其它视图，在其上已经布置有致动头10的上部11和套筒状推杆24。另外，根据图5A和图5B可以看出，在漏斗状元件42的指向外部的边缘上，不必强制性地完全设计有凹槽的表面结构44，而是也可以逐段地设计有凹槽的表面结构，以便实现局部的光散射。
在图5D中，作为按键开关总成1的其它部件，耦接套筒26被布置在光导体40的底端侧端部48处。图6A和图6B示出了耦接套筒26的其它视图。耦接套筒26在光导体40的底端侧端部48处与按键导向件20耦接(参见图1)。其优选地具有内表面27，该内表面至少逐段地具有预先确定的曲率，以便有助于使发光二极管51的光辐射有利地光耦合输入到光导体40中。例如，耦接套筒26在面对光导体40的上部部段上具有椭圆曲率，其有益地作用于光辐射进入光导体40的耦合输入。耦接套筒26可以有利于例如为了连接发光体单元50的机械耦接和保持，而且还有助于尽可能大的光分量有利地光技术耦接进入光导体40。耦接套筒26的材料、涂层和特别是形状有助于光导向。
而且，按键开关总成1的影响光导向的部件的相应材料以及相应形状和颜色优选地被设计为相互协调，从而有助于尽可能最好的光传输和光导功能，并且形成按键开关总成1的有利的且可清晰识别的照明。
借助于所描述的按键开关总成1，可以可靠地且对于操作者而言清晰可见地显示开关状态。专门预设的光导体40使得除了传统的颜色标识，按键开关总成1的有益的光功能还实现了光指示器，还有助于特别可靠地标识相应的开关状态。
附图标记列表
1 按键开关总成
10 致动头
11 致动头上部
12 致动头下部
13 上部的开口
20 按键开关总成的按键导向件
22 弹簧元件
24 套筒状推杆
25 密封元件
26 耦接套管
27 耦接套管的弯曲内表面
29 适配器定中心装置
30 按键开关总成的适配器设备
31 适配器设备的锁止元件
40 光导体
41 光导体的杆状元件
42 光导体的漏斗状元件
43 光导体的盘状元件
44 漏斗状元件的有凹槽的表面
45 盘状元件的凸出区域
46 光导体的空腔
47 光导体的顶端侧端部
48 光导体的底端侧端部
49 光导体的梯级
50 发光体单元
51 发光体单元的发光二极管
60 闭锁单元
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