專利名稱：連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接裝置，尤其是涉及一種與矩陣相關(guān)的連接裝置。
更具體地講，本發(fā)明提出了一種矩陣交叉點(diǎn)開關(guān)裝置或跨接裝置，該裝置具有位于接觸裝置的行和列之間的多個(gè)選擇的交叉點(diǎn)，其中每一接觸裝置包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件，此接觸元件通常呈可移動(dòng)的接觸彈簧的形式，它可以借助于一個(gè)可移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件(actuating element)朝向一個(gè)固定的接觸元件移動(dòng)或者遠(yuǎn)離此固定的接觸元件移動(dòng)。
可移動(dòng)的接觸彈簧和與其相關(guān)的固定接觸元件包含在一個(gè)電路中，通過導(dǎo)線，此電路或者閉合或者斷開，這取決于可移動(dòng)的接觸彈簧的位置設(shè)定。
交叉點(diǎn)開關(guān)裝置包括多個(gè)元件，這些元件是為相應(yīng)的可移動(dòng)接觸而配置的并使所述接觸接通或斷開，其中所述元件是借助于一行可往復(fù)移動(dòng)的第一桿和一列可往復(fù)移動(dòng)的第二桿驅(qū)動(dòng)的。
由此將能理解，每一與交叉點(diǎn)相關(guān)的球可以響應(yīng)于交叉點(diǎn)中的一個(gè)與行相關(guān)的桿的移動(dòng)和交叉點(diǎn)中的一個(gè)與列相關(guān)的桿的移動(dòng)而在不同的位置之間移動(dòng)，其中朝向并到達(dá)第一位置的移動(dòng)為所述元件形成這樣的條件使一個(gè)與接觸相關(guān)的接觸元件在第一方向上移動(dòng)，而朝向并到達(dá)第二位置的移動(dòng)形成這樣的條件此元件由此使前述的與接觸相關(guān)的接觸元件在第二方向上移動(dòng)。
背景技術(shù)：
描述引言中定義的種類的矩陣交叉點(diǎn)開關(guān)裝置的幾種不同設(shè)計(jì)是公知的，并且適于不同的應(yīng)用。
關(guān)于這些開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以適當(dāng)?shù)貙⑺鼈兎譃椴煌念愋汀?br> 第一種類型采用一個(gè)接觸裝置，該接觸裝置包括導(dǎo)電的球，這些球設(shè)置在以行和列排列的第一和第二桿之間的選擇的交叉點(diǎn)中，其中與相應(yīng)的桿配套的導(dǎo)電球可以移動(dòng)至這樣一個(gè)位置，即在此位置中球(作為一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件)能夠在兩個(gè)固定的接觸元件中形成電路連接，或者移動(dòng)至這樣一個(gè)位置，即在此位置中球使電路斷開。
以下的出版物作為這方面的現(xiàn)有技術(shù)公開的例子在此引用US-A 4954674
這個(gè)出版物描述和展示了一種矩陣交叉點(diǎn)開關(guān)裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了多個(gè)第一導(dǎo)體對(duì)與多個(gè)第二導(dǎo)體對(duì)之間的接觸接通、接觸斷開或者接觸轉(zhuǎn)換。
該裝置包括一個(gè)連接模塊，此模塊具有多個(gè)空腔(H1)，空腔內(nèi)包含多個(gè)導(dǎo)體對(duì)的交叉點(diǎn)，所述空腔(H1)容納第一球1(導(dǎo)電的)和第二球2(電絕緣的)。
球(1)壓靠在兩個(gè)金屬舌片(51，52)上，這兩個(gè)舌片在x方向從壓制于模塊(k)中的一個(gè)y導(dǎo)體(5)延伸至空腔中。
一個(gè)片簧(61)在z方向從一個(gè)x導(dǎo)體(6)延伸，此x導(dǎo)體象y導(dǎo)體(5)那樣壓制在模塊(k)中。
導(dǎo)電的球(1)與片簧的一個(gè)向外彎曲的舌片(61a)形成接觸。
球(1-4)如此設(shè)置在空腔(H1)中，即在x方向的引入導(dǎo)體對(duì)(9，6)與y方向的引出導(dǎo)體對(duì)之間提供電接觸。
US-A 5214400這個(gè)出版物描述和展示了一種開關(guān)裝置，該裝置用于接通或斷開一個(gè)電路，此電路被分配給從一個(gè)三維的開關(guān)矩陣的多個(gè)有效的交叉點(diǎn)中選擇的一個(gè)交叉點(diǎn)。
這個(gè)裝置包括三種不同的驅(qū)動(dòng)元件，每一種驅(qū)動(dòng)元件包括多個(gè)桿并且用于使設(shè)置在一個(gè)選擇的交叉點(diǎn)附近的一個(gè)電接觸元件移動(dòng)。
這些接觸元件呈球形，其中一個(gè)為導(dǎo)電的，另一個(gè)為電絕緣的，以便使一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的電路接通或斷開。
一個(gè)被稱為x桿并包括第一驅(qū)動(dòng)元件(11)的桿(11a)可以在x方向上從一個(gè)中立(neutral)位置(虛線)移動(dòng)至一個(gè)有效(active)位置。
一個(gè)接觸形成元件(10)由桿(11a)驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)至一個(gè)新的位置(2)，此元件初始時(shí)被設(shè)置于交叉點(diǎn)外但位于其附近，此交叉點(diǎn)位于處在位置(1)的桿中的一個(gè)凹口內(nèi)，而一個(gè)被稱為y桿并包括第二驅(qū)動(dòng)元件(12)的桿(12a)可以垂直于x方向上的桿(11a)移動(dòng)。
桿(12a)從其中立位置移動(dòng)至一個(gè)有效位置，接觸元件(10)移動(dòng)至一個(gè)位置(3)并被置于一個(gè)桿(13a)中的一個(gè)凹口內(nèi)，桿(13a)是一個(gè)z桿，它包含在第三驅(qū)動(dòng)元件(13)中。
桿(13a)可以垂直于x桿(11a)和y桿(12a)在z方向上移動(dòng)，并且在接觸元件(10)朝向或離開一個(gè)選擇的位置(4)移動(dòng)的過程中，用于實(shí)現(xiàn)接通/斷開功能。
DE 2214686這個(gè)出版物展示和描述了一個(gè)矩陣接觸裝置，該裝置具有一個(gè)球形的接觸元件。
導(dǎo)電的球(6)可以通過驅(qū)動(dòng)裝置(13)而移動(dòng)至一個(gè)接觸形成位置(7)或一個(gè)接觸斷開位置。
DE-A 867703這個(gè)出版物描述和展示了一種開關(guān)裝置，該裝置包括可以在x方向和y方向上往復(fù)移動(dòng)的桿。這些桿設(shè)有槽，這些槽起到使處于一個(gè)選擇的交叉點(diǎn)中的一個(gè)導(dǎo)電的球朝向和離開位于所述交叉點(diǎn)處的電接觸元件移動(dòng)的功能。
第二種類型采用設(shè)置在以行和列方式布置的桿之間的選擇的交叉點(diǎn)中的接觸裝置，所述接觸裝置包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件，接觸元件為可移動(dòng)的接觸彈簧的形式，并且可以通過驅(qū)動(dòng)裝置而朝向和離開一個(gè)固定接觸元件移動(dòng)。
以下的出版物公開了這種開關(guān)裝置的第二種類型的例子US-A 3662301這個(gè)出版物公開了一種開關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多個(gè)以行和列方式定位的與坐標(biāo)相關(guān)的接觸裝置。
該系統(tǒng)包括可往復(fù)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)桿，這些桿適于驅(qū)動(dòng)與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置。
接觸裝置適合與一個(gè)板(16)插入配合，板上具有按照印刷電路板技術(shù)中公知的方式形成的電路(18)。
US-A 3711670這個(gè)出版物描繪了一種開關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)以行和列方式定位的與坐標(biāo)相關(guān)的接觸裝置。
接觸彈簧形式的接觸裝置被設(shè)置在交叉點(diǎn)中，并且該系統(tǒng)包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置可以由與角度相關(guān)的桿驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)至一個(gè)接觸彈簧動(dòng)作位置或一個(gè)接觸彈簧解脫位置。
US-A 2647166和CH-A 5584965也是與本發(fā)明的內(nèi)容相關(guān)的出版物。
本發(fā)明可以被視為屬于這種類型，其中與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置包括一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件，接觸元件呈可移動(dòng)的接觸彈簧的形式，并且接觸彈簧對(duì)應(yīng)于打開或閉合狀態(tài)的移動(dòng)是通過用于接觸彈簧的一個(gè)驅(qū)動(dòng)元件的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。
發(fā)明概述技術(shù)問題當(dāng)考慮如上面公開的技術(shù)的前一觀點(diǎn)時(shí)，將能看出，一個(gè)技術(shù)問題在于提供一種新的和改進(jìn)的矩陣交叉點(diǎn)開關(guān)裝置，該裝置可以按功能可靠的和結(jié)構(gòu)緊湊的組件單元的方式制造。
一個(gè)技術(shù)問題還在于提供一種上面所述的類型的交叉點(diǎn)開關(guān)裝置，該裝置可以由僅僅幾個(gè)部件和多個(gè)相似的部件構(gòu)成，所述部件非常適于批量制造和自動(dòng)裝配。
另一個(gè)技術(shù)問題在于矩陣開關(guān)裝置的制造，其中，對(duì)于整個(gè)裝置的每一部件，可以在很大程度上采用印刷電路板技術(shù)。
再一個(gè)技術(shù)問題是，通過將與交叉點(diǎn)相關(guān)的可移動(dòng)的接觸彈簧直接安裝至一個(gè)或兩個(gè)電路板的印刷表面上，在一個(gè)交叉點(diǎn)開關(guān)裝置中有效地利用一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)印刷電路板。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題在于提供如此的條件，即這些條件將允許兩個(gè)可移動(dòng)的與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸彈簧由同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，這是通過將所述的兩個(gè)接觸彈簧設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)相應(yīng)側(cè)上且每一個(gè)設(shè)置在其相應(yīng)的電路板上實(shí)現(xiàn)的。
另一技術(shù)問題是在一個(gè)交叉點(diǎn)開關(guān)裝置中提供如此的條件，即這些條件保證當(dāng)驅(qū)動(dòng)屬于一個(gè)選擇的行或選擇的列的另一選擇的接觸裝置時(shí)，在選擇的行和列的一個(gè)交叉點(diǎn)中的一個(gè)選擇的接觸裝置的特定驅(qū)動(dòng)將不會(huì)受到不利影響。
一個(gè)技術(shù)問題還在于提供如此的條件，即這些條件將提供一種具有小的高度的交叉點(diǎn)開關(guān)裝置，例如高度低于7mm，甚至在相應(yīng)的接觸裝置由兩個(gè)相對(duì)的可移動(dòng)的片簧構(gòu)成的情況下也是如此，所述的兩個(gè)片簧固定至一個(gè)相應(yīng)的電路板并可由同一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)考慮如上面所述的技術(shù)的前一觀點(diǎn)時(shí)，還將看出，一個(gè)技術(shù)問題在于提供一種矩陣開關(guān)裝置，該裝置可以提供兩種與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸功能，其中每一種功能可以包括一種變化的功能，每一種接觸功能包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件，接觸元件呈接觸彈簧的形式。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義將可移動(dòng)的接觸元件安裝至所述的印刷電路板，所述接觸元件呈接觸彈簧的形式，所述安裝靠近所述電路板中的凹口，以便為所需的驅(qū)動(dòng)裝置提供空間。
另一技術(shù)問題在于提供如此的條件，即由此使得一個(gè)可移動(dòng)的接觸彈簧與一個(gè)相應(yīng)的固定接觸表面之間的所需接觸壓力可以方便地調(diào)整，所述的固定接觸表面位于一個(gè)印刷電路板上。
將能看出，再一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義允許對(duì)應(yīng)于選擇的交叉點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)元件配置兩個(gè)相互靠近的電絕緣球，并且由此實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義允許第一球具有比第二球大的直徑。
還將看出，另一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義和所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)允許第一球的尺寸設(shè)定為在第一球移動(dòng)時(shí)使可移動(dòng)的接觸彈簧在一個(gè)特定方向上移動(dòng)，并且第二球的尺寸設(shè)定為無論所述第二球的移動(dòng)如何均不影響可移動(dòng)的接觸彈簧。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義和所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)使與行相關(guān)的第一桿和與列相關(guān)的第二桿如此構(gòu)形，即由所述桿驅(qū)動(dòng)的第二球的移動(dòng)還將致使第一球移動(dòng)。
就緊湊設(shè)計(jì)的開關(guān)裝置而言，將能看出，另一個(gè)技術(shù)問題是形成如此的條件，即由此使得在相應(yīng)的選擇的交叉點(diǎn)中的同一個(gè)第一球能夠驅(qū)動(dòng)各自位于一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的每一側(cè)上的兩個(gè)可移動(dòng)的接觸彈簧，其中所述的接觸彈簧可以同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義使第一球在沿接觸彈簧的縱向以及垂直方向構(gòu)形的凹口或孔內(nèi)移動(dòng)。
另一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義其上安裝可移動(dòng)的接觸裝置的一個(gè)印刷電路板設(shè)有以行和列形式布置的L型凹口，這些凹口與相應(yīng)的與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置相關(guān)，并且用于提供一個(gè)開口，此開口將使得可移動(dòng)的接觸彈簧能夠由第一球驅(qū)動(dòng)。
就引言中定義的類型的矩陣開關(guān)裝置的制造而言，將能看出，一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義采用印刷電路技術(shù)，并由此建議采用一個(gè)中間板而且使所述板帶有凹口、槽孔或溝槽，并使所述板居中定位(相對(duì)于球)。
另一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義和條件將可往復(fù)移動(dòng)的與行相關(guān)的桿插入中間板中的溝槽或槽孔中。
另一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義允許與行相關(guān)的桿相對(duì)地居中設(shè)置并且使一個(gè)桿驅(qū)動(dòng)按行定向(row-orientated)的球。
另一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義采用兩個(gè)與列相關(guān)的桿，這些桿具有同步的移動(dòng)并且設(shè)置在一個(gè)與行相關(guān)的桿的一相應(yīng)側(cè)上。
另一個(gè)技術(shù)問題在于實(shí)現(xiàn)形成如此的條件的重要意義這些條件將使得與列相關(guān)的桿能夠被置于一個(gè)印刷電路板與所述的中間板之間。
就這方面而言，將能看出，一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義將兩個(gè)與列相關(guān)的桿定位，這兩個(gè)桿相互平行并且可以受驅(qū)動(dòng)而在一個(gè)板或隔板中的同一個(gè)槽孔或溝槽中移動(dòng)。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義使相應(yīng)的與列相關(guān)的桿帶有多個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的凹口，每一凹口呈明顯的T形。
就這方面而言，將能看出，一個(gè)技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)特征的重要意義使相應(yīng)的與行相關(guān)的桿帶有多個(gè)與邊緣相關(guān)的與交叉點(diǎn)配套的凹口，其中沿桿的一個(gè)邊緣的凹口相對(duì)于沿桿的另一個(gè)邊緣的凹口是偏置的。
另一技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)與列相關(guān)的桿與兩個(gè)與行相關(guān)的桿結(jié)合的重要意義和相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)兩個(gè)與列相關(guān)的桿相互靠近定位并且由一個(gè)隔板中的一個(gè)槽孔導(dǎo)引，兩個(gè)與行相關(guān)的桿相互靠近定位并且由一個(gè)隔板中的一個(gè)相應(yīng)槽孔導(dǎo)引。
還將看出，一個(gè)技術(shù)問題是提供一種矩陣開關(guān)裝置，其中與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一桿和與交叉點(diǎn)相關(guān)的第二桿必須按一個(gè)特定的移動(dòng)圖形移動(dòng)，以便一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一球響應(yīng)于交叉點(diǎn)開關(guān)裝置的特定驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)至一個(gè)穩(wěn)定位置，并且桿之一的隨后的移動(dòng)將不會(huì)影響在先移位的第一球的位置以及開關(guān)裝置的設(shè)定。
解決方案為了解決前述的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明以一種矩陣開關(guān)裝置為其出發(fā)點(diǎn)，該開關(guān)裝置具有多個(gè)接觸裝置，這些接觸裝置按行和列形式定位于選擇的交叉點(diǎn)中，其中每一接觸裝置包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件；多個(gè)與行相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第一桿；多個(gè)與列相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第二桿；以及定位于行和列之間的選擇的交叉點(diǎn)中的用于多個(gè)接觸裝置的驅(qū)動(dòng)元件，其中配置給一個(gè)選擇的交叉點(diǎn)的相應(yīng)元件可以響應(yīng)于與交叉點(diǎn)相關(guān)的一個(gè)桿或兩個(gè)桿的移動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)和移動(dòng)，其中每一與交叉點(diǎn)相關(guān)的元件可以在不同的位置之間移動(dòng)，其中朝向并到達(dá)第一位置的移動(dòng)形成這樣的條件所述元件使屬于所述的接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件在第一方向上移動(dòng)，而朝向并到達(dá)第二位置的移動(dòng)形成這樣的條件，即這些條件使所述接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件在第二方向上移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，提出以下建議為了使這種類型的矩陣開關(guān)裝置具有限制的構(gòu)造高度，相應(yīng)的接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件由安裝在一個(gè)印刷電路板上的一個(gè)可移動(dòng)的接觸彈簧構(gòu)成，所述彈簧橫跨所述電路板中的一個(gè)凹口延伸布置，所述驅(qū)動(dòng)元件穿過此凹口延伸，屬于所述接觸裝置的一個(gè)固定接觸表面設(shè)置在此電路板上并且靠近所述凹口。
作為一個(gè)示例性的實(shí)施例，還建議所述桿配置于兩個(gè)印刷電路板之間的一個(gè)交叉位置，其中每一個(gè)配置給一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件。
還建議所述元件由配置給選擇的交叉點(diǎn)的兩個(gè)相互靠近的電絕緣球形成，其中第一球具有比第二球大的直徑，第一球的尺寸適于響應(yīng)于所述桿的移動(dòng)使可移動(dòng)的接觸元件在一個(gè)方向上移動(dòng)，而第二球的尺寸適于無論所述移動(dòng)如何均不影響可移動(dòng)的接觸，并且所述的第二球適于使所述的第一球移動(dòng)。
還建議接觸彈簧適于以合適的接觸壓力壓靠在印刷電路板的一個(gè)接觸表面上。
還建議各位于一個(gè)中心平面的每一相應(yīng)側(cè)的兩個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸彈簧可以同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。
第一球可以在接觸彈簧的縱向移動(dòng)，并且還可以在與此垂直的方向上移動(dòng)。
還建議一個(gè)印刷電路板設(shè)有多行和多列凹口，其中每一凹口與一個(gè)相應(yīng)的與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置相關(guān)并且呈L形。
根據(jù)本發(fā)明，該矩陣開關(guān)裝置可以還包括一個(gè)與中心相關(guān)的中間板，它設(shè)有槽式溝槽或凹口。
所述的與列相關(guān)的桿適合被置于一個(gè)印刷電路板和一個(gè)中間板之間。
還建議兩個(gè)與列相關(guān)的桿相互平行，并且可以被驅(qū)動(dòng)而在一個(gè)槽孔內(nèi)移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，相應(yīng)的與列相關(guān)的桿適合設(shè)有多個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的凹口，所述的凹口呈明顯的T形。
還建議相應(yīng)的與行相關(guān)的桿設(shè)有多個(gè)與邊緣相關(guān)的與交叉點(diǎn)配套的凹口，這些凹口設(shè)在桿的兩個(gè)相對(duì)邊緣上，沿其中一個(gè)邊緣的凹口相對(duì)于沿另一邊緣的凹口是橫向偏置的。
根據(jù)本發(fā)明還建議兩個(gè)與列相關(guān)的桿相互靠近定位，并且由一個(gè)槽孔導(dǎo)引，這個(gè)槽孔位于一個(gè)隔板中。
還建議每一與行相關(guān)的桿由一個(gè)槽孔導(dǎo)引，這個(gè)槽位于一個(gè)起隔板作用的中間板中。
根據(jù)本發(fā)明還建議一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一桿和一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第二桿必須在一個(gè)特定的圖形中移動(dòng)，以便一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一球被移動(dòng)并且呈接觸彈簧形式的可移動(dòng)的接觸裝置被驅(qū)動(dòng)，而僅僅是所述的第一桿的移動(dòng)或者僅僅是所述的第二桿的移動(dòng)將不會(huì)影響第一球的移動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)主要由本發(fā)明的矩陣開關(guān)裝置給予的那些優(yōu)點(diǎn)在于提供了為在利用印刷電路板技術(shù)的同時(shí)獲得一種緊湊的結(jié)構(gòu)所需的條件，這樣，接觸裝置的可移動(dòng)的接觸彈簧可以安裝在所述的電路板上并且固定的接觸表面可以形成在所述電路板上，而且由此提供了在一個(gè)閉合位置中調(diào)整可移動(dòng)的接觸彈簧壓靠固定的接觸表面的接觸壓力的條件。
另一優(yōu)點(diǎn)是，該矩陣開關(guān)裝置不需要能量來保持一個(gè)選擇的接觸裝置處于一個(gè)電路接通或一個(gè)電路斷開位置。
本發(fā)明的矩陣開關(guān)裝置的主要特征闡述于權(quán)利要求1的特征部分中。
附圖簡(jiǎn)述下面將參照附圖描述本發(fā)明的矩陣開關(guān)裝置的一個(gè)實(shí)施例和一種推薦的應(yīng)用，該實(shí)施例是本發(fā)明所優(yōu)選的并且具有本發(fā)明的明顯特征，附圖中

圖1示出一種矩陣交叉點(diǎn)開關(guān)裝置的幾種可能的應(yīng)用之一；圖2是從上面看到的一個(gè)矩陣開關(guān)裝置的簡(jiǎn)化示意圖；圖3是圖1所示的開關(guān)裝置的部分的分解示意圖；圖4示出一個(gè)接觸裝置，它設(shè)置在一行和一列之間的一個(gè)交叉點(diǎn)中并且被顯示處于一個(gè)電路斷開位置；圖5示出圖4的接觸裝置處于一個(gè)電路接通位置；圖6是一個(gè)印刷電路板的電路安裝表面的頂視圖，在所述表面上安裝有可移動(dòng)的接觸彈簧；圖7示出根據(jù)圖5的表面，但其上沒有安裝可移動(dòng)的接觸彈簧；圖8示出一個(gè)與行相關(guān)的第一桿的頂視圖；圖9示出一個(gè)與列相關(guān)的第一桿的頂視圖；圖10示出一個(gè)包含平行的槽孔的中間板的頂視圖；圖11示出本發(fā)明特有的第一桿與第二桿之間的相互作用；
圖12是用于前后移動(dòng)與列相關(guān)的第二桿的裝置的水平示意圖；圖13示出兩個(gè)電絕緣球的不同位置，這兩個(gè)球用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)接觸裝置內(nèi)的可移動(dòng)的接觸彈簧。
優(yōu)選實(shí)施例詳述本發(fā)明涉及一種矩陣開關(guān)裝置1。
這種裝置可以用于許多種應(yīng)用，其中一種顯示于圖1中，這里開關(guān)裝置1假設(shè)被安裝在一個(gè)電信交換或轉(zhuǎn)接中心，并且位于形成一個(gè)導(dǎo)線束A的引入導(dǎo)線與引入多個(gè)線路接口板C的一個(gè)導(dǎo)線束B之間，其中每一所述線路接口板(C1-C3)連接至一根相應(yīng)的導(dǎo)線。
每根選擇的導(dǎo)線上的信號(hào)可以由開關(guān)裝置1轉(zhuǎn)接至測(cè)試設(shè)備，或者轉(zhuǎn)接至一個(gè)線路接口板備用單元或類似裝置D，和/或轉(zhuǎn)接至另一導(dǎo)線束E中的導(dǎo)線之一。
方框內(nèi)表示開關(guān)裝置1的符號(hào)意欲顯示出導(dǎo)線“a”上存在的信號(hào)可以通過一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置轉(zhuǎn)接至導(dǎo)線束E中的一根導(dǎo)線(或開路導(dǎo)線)，或者轉(zhuǎn)接至測(cè)試設(shè)備D或類似設(shè)備。
圖2是一個(gè)矩陣開關(guān)裝置1的簡(jiǎn)化的頂視圖，其中一個(gè)與矩陣相關(guān)的表面1a已經(jīng)確定了“x”和“y”方向，以便能夠更方便地理解本發(fā)明。
將能理解的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，所給定的方向是可以改變的。
開關(guān)裝置1具有多個(gè)接觸裝置，它們定位于選擇的行和列之間的交叉點(diǎn)中。因?yàn)榭梢约僭O(shè)所有接觸裝置是完全相同的，因此下面僅僅描述設(shè)在行“a”和列“b”之間的交叉點(diǎn)中的接觸裝置2。
每一接觸裝置，諸如下面將參照?qǐng)D4和5更詳細(xì)地描述的接觸裝置2，包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件，它呈可移動(dòng)的接觸彈簧2a的形式，其驅(qū)動(dòng)操作將在下面更詳細(xì)地描述。
開關(guān)裝置1還包括多個(gè)與行相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第一桿，其中行“a”中的桿以數(shù)字3表示。
該裝置還包括多個(gè)與列相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第二桿，其中屬于列“b”的桿以數(shù)字4表示并將在下面更詳細(xì)地描述。
根據(jù)本發(fā)明，電絕緣球2g、2h被設(shè)置在選擇的行和列之間的交叉點(diǎn)中，其中配置給選擇的交叉點(diǎn)2的相應(yīng)球可以由所述的與交叉點(diǎn)相關(guān)的桿3、4之一或兩者的移動(dòng)所驅(qū)動(dòng)并隨之移動(dòng)。
每一與交叉點(diǎn)相關(guān)的球2g可以在圖4和5中所示的不同位置之間移動(dòng)，其中朝向并到達(dá)第一位置的移動(dòng)為此球創(chuàng)造了這樣的條件使接觸裝置2的一個(gè)接觸元件2a在第一方向上移動(dòng)，而朝向并到達(dá)第二位置的移動(dòng)為所述球創(chuàng)造了這樣的條件使所述接觸裝置的接觸元件2a在第二方向上移動(dòng)。
選擇的交叉點(diǎn)，諸如交叉點(diǎn)2，應(yīng)配備兩個(gè)球2g、2h，它們互相靠近定位，其中第一球2g的直徑大于第二球2h。
第一球2g的尺寸適于使接觸元件或接觸彈簧2a在一個(gè)方向上移動(dòng)，而另一球2h的尺寸適于當(dāng)此球移動(dòng)時(shí)不至于影響可移動(dòng)的接觸元件2a，并且適于按照下面參照?qǐng)D13更詳細(xì)地描述的方式將移動(dòng)傳遞給第一球。
接觸裝置2的可移動(dòng)的接觸元件2a由安裝在一個(gè)印刷電路板上的一個(gè)接觸彈簧構(gòu)成。此電路板由數(shù)字5表示，其上表面5a設(shè)有一個(gè)導(dǎo)電層，其中形成有一個(gè)電路圖形，如圖4和5所示。
接觸彈簧2a以公知的方式在位置2d處安裝至層5a。
在一個(gè)電絕緣載體的表面上涂敷制備導(dǎo)體圖形的技術(shù)是本領(lǐng)域公知的，因此這里將不作詳細(xì)描述。
為清楚起見，并未示出電路附裝表面5a。
從其安裝點(diǎn)2d看，接觸彈簧2a包括一個(gè)直的部分2e、一個(gè)朝向中心平面40彎曲的部分2f和一個(gè)部分2k，一個(gè)接觸表面2m安裝在部分2k上。
部分2f具有一個(gè)局部圓形的部分，其曲率半徑相當(dāng)于或稍小于大球2g的曲率半徑。
兩個(gè)相對(duì)并緊靠的接觸彈簧2a、2a’的局部圓形部分將形成一個(gè)包圍結(jié)構(gòu)，它可以完全容納小球，但在大球未使接觸彈簧2a、2a’彼此遠(yuǎn)離移動(dòng)的情況下不能容納大球。
對(duì)于每一接觸裝置2，在層5a上固定安裝有一個(gè)接觸頭20，當(dāng)小球2h位于包圍結(jié)構(gòu)2f中時(shí)，可移動(dòng)的接觸表面2m以預(yù)定的接觸壓力壓靠接觸頭20，如圖5所示。
所要求的接觸壓力是通過制造方法實(shí)現(xiàn)的，該方法用于使可移動(dòng)的接觸彈簧緊壓層5a。
電路板5只有一個(gè)層5a，其上印刷有導(dǎo)體。
電路板5’也設(shè)有用于印刷電路的單一層5a’。
圖4和5還清楚地示出，兩個(gè)接觸彈簧2a、2a’被分配給相應(yīng)的交叉點(diǎn)和接觸裝置2以及相應(yīng)層5a、5a’，并且這些接觸彈簧可以通過球2g、2h的位置移動(dòng)而同時(shí)彼此靠近和彼此遠(yuǎn)離地被驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)從圖4所示的位置移向圖5所示的位置時(shí)，第一球2g總體上可以在接觸彈簧的縱向移動(dòng)，并且也可以垂直于這個(gè)方向，反之依然。
圖3是圖1和2中所示的開關(guān)裝置的部分的分解示意圖。
圖3示出一個(gè)印刷電路板5，它具有一個(gè)表面5a，雖然未示出，但表面5a上設(shè)有一個(gè)導(dǎo)電圖形。
此圖還示出一個(gè)接觸裝置的應(yīng)用，它具有一個(gè)可移動(dòng)的接觸彈簧2a，正如前面所述的，接觸彈簧2a將以公知的方式緊壓表面5a。
多個(gè)桿4設(shè)置在電路板5下面，它們被成對(duì)地設(shè)置在一個(gè)隔板6中形成的凹口6a中。
與行相關(guān)的第一桿3被設(shè)置在一個(gè)中間板7中的相應(yīng)凹口7a、7a’中。
另外的與列相關(guān)的第二桿4’被成對(duì)地設(shè)置在一個(gè)板6’中的相應(yīng)凹口6a’中。
還設(shè)有一個(gè)與板5相似的板5’，它具有一個(gè)印刷電路表面5a’。
所示的開關(guān)裝置還包括一個(gè)隔板8和一個(gè)隔板8’，它們起到保護(hù)接觸裝置的作用，尤其是分別起到保護(hù)可移動(dòng)的接觸彈簧2a和2a’的作用。
隔板8和8’由相應(yīng)的板9和9’覆蓋，板9和9’的外表面9a、9a’和/或內(nèi)表面9b、9b’可設(shè)有一個(gè)導(dǎo)電體圖形。
與此相關(guān)，從圖4和5中將能看到，一根導(dǎo)線42可以通過板8(8’)從可移動(dòng)的接觸彈簧安裝處2d引至表面9a，分立元件41或類似元器件可以緊靠它安裝。
圖6示出從上方看到的板5的形狀。雖然未示出，但表面5a承載有一個(gè)印刷電路，并且可移動(dòng)的接觸彈簧2a設(shè)置在行和列中的每一交叉點(diǎn)處。
在這里，接觸裝置2提供了可移動(dòng)的接觸彈簧2a，它在板5中的凹口5b上方延伸并超過此凹口。一列的凹口5b與相鄰列的凹口是完全相同的，但旋轉(zhuǎn)180°。
凹口或溝槽5b整體呈L形，其一個(gè)腿5c比另一個(gè)腿5d要寬和長(zhǎng)，并且其尺寸適于球2g能夠沿這些腿移動(dòng)，即，在接觸彈簧的縱向沿腿5c和在相垂直的方向上沿腿5d移動(dòng)。
從圖8中將能看出，每一根與行相關(guān)的桿或棒3沿其相對(duì)的邊緣設(shè)有多個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的凹口3a、3a’，并且一個(gè)邊緣上的凹口相對(duì)于另一個(gè)邊緣上的凹口是偏置的，這樣，凹口3a將與列“b”相關(guān)，而凹口3c與一個(gè)相鄰的列相關(guān)。
圖9示出一個(gè)與列相關(guān)的桿或棒4的從上面看到的形狀，從此圖中將能看出，此桿設(shè)有多個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的明顯呈T形的凹口或孔4a，所述凹口或孔的尺寸適于球隨桿的移動(dòng)而移動(dòng)。
圖10示出中間板7的部分，板7包括凹口7a、7a’，這些凹口的功能是包容和導(dǎo)引圖8中所示的相應(yīng)桿3。凹口7a帶有與邊緣相關(guān)的凹口7b、7c，其中一個(gè)凹口7b適于容納第一球，而第二凹口7c適于容納第二球。
圖10還示出一個(gè)凹口7a’和一個(gè)桿3之間的相互作用，桿3占據(jù)一端位置，但它可以稍微朝向圖10中的右側(cè)移動(dòng)。
圖11示出在接觸裝置2所處的交叉點(diǎn)中第一桿3和第二桿4之間的預(yù)期的相互作用。
第二桿4可以由一個(gè)螺線管10驅(qū)動(dòng)而上下移動(dòng)，而桿4’可以相似地由一個(gè)螺線管10’驅(qū)動(dòng)。
相應(yīng)地，第一桿3可以由相應(yīng)的螺線管驅(qū)動(dòng)而前后移動(dòng)，這在圖1中示出但未詳細(xì)描述。
下面將參照?qǐng)D13清楚地描述球2g、2h的移動(dòng)圖形，圖13示出桿3和4的移動(dòng)情況，其中位置A要示出根據(jù)圖4和11的一個(gè)初始位置。
在位置B中，一列中的全部小球(2h)由一個(gè)與列相關(guān)的驅(qū)動(dòng)桿4驅(qū)動(dòng)而朝向此圖中的向上方向移動(dòng)，由此球2g和2h將彼此緊靠且成行定位。
在位置C中，一個(gè)小的和一個(gè)大的球2g、2h(行取向的)已經(jīng)由一個(gè)行取向的驅(qū)動(dòng)桿3驅(qū)動(dòng)而稍微向左移動(dòng)。
在位置D中，一個(gè)大球2g已經(jīng)由一個(gè)與列相關(guān)的的驅(qū)動(dòng)桿4驅(qū)動(dòng)而向下移動(dòng)，并且由此影響選擇的交叉點(diǎn)中的接觸，因此接觸裝置2采取圖5所示的位置。
所示的開關(guān)裝置由薄片或板構(gòu)成，這些薄片或板適于制造印刷電路板。
板5、6、7、9以及板5’、6’和9’可以適合具有0.5mm的厚度，而板8和8’將適合具有0.8mm的厚度。
如果板9和9’在其兩側(cè)面(9a、9b和9a’、9b’)設(shè)有印刷電路，側(cè)面9a和9a’可以用于承載板狀元件，雖然這將增大該裝置的厚度。
將能理解的是，本發(fā)明并不局限于前面描述的和圖示的示例性的實(shí)施例，并且在權(quán)利要求限定的本發(fā)明的構(gòu)思的范圍內(nèi)可以作出多種變換。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)裝置，具有多個(gè)接觸裝置，這些接觸裝置設(shè)置在行和列之間的選擇的交叉點(diǎn)中，其中每一接觸裝置包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件；多個(gè)與行相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第一桿；多個(gè)與列相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第二桿；以及多個(gè)用于接觸裝置的驅(qū)動(dòng)元件，其中配置給一個(gè)選擇的交叉點(diǎn)的相應(yīng)元件可以響應(yīng)于一個(gè)桿或兩個(gè)桿的移動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)和移動(dòng)，其中每一與交叉點(diǎn)相關(guān)的元件可以在不同的位置之間移動(dòng)，其中朝向并到達(dá)第一位置的移動(dòng)形成這樣的條件所述元件使一個(gè)接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件在第一方向上移動(dòng)，而朝向并到達(dá)第二位置的移動(dòng)形成這樣的條件所述元件使所述接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件在第二方向上移動(dòng)，其特征在于接觸裝置的可移動(dòng)的接觸元件由安裝在一個(gè)印刷電路板上的一個(gè)可移動(dòng)的接觸彈簧構(gòu)成，所述彈簧橫跨所述電路板中的一個(gè)凹口延伸布置，所述元件穿過此凹口延伸布置，屬于所述接觸裝置的一個(gè)固定接觸表面設(shè)置在此電路板上并且靠近所述凹口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述桿配置于兩個(gè)印刷電路板之間的一個(gè)交叉位置，其中每一個(gè)配置一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述元件由配置給選擇的交叉點(diǎn)的兩個(gè)相互靠近的球形成，其中第一球具有比第二球大的直徑，第一球的尺寸適于當(dāng)其移動(dòng)時(shí)使可移動(dòng)的接觸元件在一個(gè)方向上移動(dòng)，而第二球的尺寸適于無論所述移動(dòng)如何均不影響可移動(dòng)的接觸，并且所述的第二球適于使所述的第一球移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于接觸彈簧以合適的接觸壓力壓靠在印刷電路板的一個(gè)接觸表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于各位于一個(gè)交叉點(diǎn)的每一相應(yīng)側(cè)的兩個(gè)接觸彈簧可以同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述的第一球可以在接觸彈簧的縱向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于一個(gè)印刷電路板設(shè)有多行和多列凹口，這些凹口與相應(yīng)的與交叉點(diǎn)相關(guān)的接觸裝置相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于相應(yīng)的凹口呈L形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于還包括一個(gè)與中心相關(guān)的中間板，它設(shè)有槽式凹口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于與行相關(guān)的桿被置于一個(gè)印刷 電路板和一個(gè)中間板之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于兩個(gè)與列相關(guān)的桿相互平行地設(shè)置，并且可以被驅(qū)動(dòng)而在一個(gè)凹口內(nèi)移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于相應(yīng)的與列相關(guān)的桿設(shè)有多個(gè)與交叉點(diǎn)配套的凹口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于所述的凹口呈T形。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于相應(yīng)的與行相關(guān)的桿設(shè)有多個(gè)與邊緣相關(guān)的與交叉點(diǎn)配套的凹口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于桿的兩個(gè)相對(duì)邊緣設(shè)有所述的凹口，其中在一個(gè)邊緣上的凹口相對(duì)于在另一邊緣上的凹口是偏置的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于兩個(gè)與行相關(guān)的桿是相互靠近定位的，并且由一個(gè)槽導(dǎo)引，這個(gè)槽位于一個(gè)隔板中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于兩個(gè)與列相關(guān)的桿是相互靠近定位的，并且由一個(gè)槽導(dǎo)引，這個(gè)槽位于一個(gè)隔板中。
18.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一桿的有限移動(dòng)和一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第二桿的有限移動(dòng)是一個(gè)與交叉點(diǎn)相關(guān)的第一球的位置移動(dòng)所要求的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種矩陣開關(guān)裝置(1),該開關(guān)裝置具有多個(gè)接觸裝置,這些接觸裝置設(shè)置在行和列之間的選擇的交叉點(diǎn)中,其中每一接觸裝置包括至少一個(gè)可移動(dòng)的接觸元件(2a)。該裝置還包括多個(gè)與行相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第一桿(3)、多個(gè)與列相關(guān)的可往復(fù)移動(dòng)的第二桿(4,4’)以及多個(gè)電絕緣球(2h,2g),其中每個(gè)球配置給一個(gè)選擇的交叉點(diǎn)并且可以響應(yīng)于一個(gè)桿或兩個(gè)桿(3,4)的移動(dòng)而移動(dòng)。由于可移動(dòng)的接觸元件由安裝在一個(gè)印刷電路板上的一個(gè)接觸彈簧構(gòu)成,因此可以獲得一個(gè)薄的模塊單元。
文檔編號(hào)H01H67/00GK1197538SQ96197150
公開日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1996年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月4日
發(fā)明者S·G·羅斯 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司