DE10040151C1

DE10040151C1 - Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen

Info

Publication number: DE10040151C1
Application number: DE2000140151
Authority: DE
Inventors: Werner Jakob
Original assignee: SCHURTER GmbH
Current assignee: SCHURTER GmbH
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-08-18

Abstract

Eine Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen weist für die weniger häufig betätigten Taster (8) die Schaltblasen-Technologie und für die häufig betätigten Taster (8') die sogenannte Knackfrosch-Technologie auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktio nen.

Die sogenannten Folientastaturen vereinen in sich eine elektrische Schaltfunktion sowie große Möglichkeiten hinsichtlich des Designs. Diese Folientastaturen weisen ein Tastenfeld mit taktilen Tastern auf, welche mittels Fingerdruck betätigbar sind. Abgedeckt ist das Ta stenfeld mittels einer relativ dicken Kunststoffolie, welche die Schaltbereiche definiert. Un terhalb der Kunststoffolie befindet sich eine elektrische Leiterplatte mit den Kontaktelemen ten.

Bei derartigen Folientastaturen werden unter anderem zwei Verfahren zur Realisierung der elektrischen Schaltfunktionen eingesetzt, nämlich zum einen die sogenannten Schaltblasen und zum anderen die sogenannten Knackfrösche. Bei der "Schaltblase" wird eine Kunst stoffolie mit einer kuppenförmigen Prägung versehen, die in erster Näherung wie ein Kugel ausschnitt ausgebildet ist. Diese Prägekuppe kann zum Kugelmittelpunkt hin durchgebogen werden, in der Regel durch Betätigung mit dem Finger. Es handelt sich dabei gewisserma ßen um ein "Eindellen" des Kugelabschnittes. Wird die Betätigungskraft anschließend weg genommen, kehrt die Prägekuppe in ihre Ausgangslage zurück und nimmt wieder das Aus sehen eines Kugelabschnittes an. Dieser Effekt wird bei der Folientastatur dazu genutzt, um eine elektrische Schaltfunktion dergestalt zu realisieren, daß die Schaltblase unterseitig mit einem leitfähigen Material versehen, insbesondere bedruckt wird, so daß bei Betätigung die Schaltblase auf der darunterliegenden Leiterplatte ein Kontakt geschlossen wird, während im unbetätigten Zustand dieser Kontakt geöffnet ist.

Bei der Realisierung mit einem "Knackfrosch" wird unter der Prägekuppe der Frontfolie ein mechanisches Element eingelegt. Dieses Element ist leitfähig und besteht in der Regel aus Metall, obwohl jedoch auch Elemente aus Kunststoff bekannt sind. Der Knackfrosch über nimmt dabei die Funktion, daß die erforderliche Rückstellkraft erzeugt wird, damit nach der Betätigung die Ausgangslage wieder eingenommen wird und daß weiterhin der elektrische Kontakt auf der Leiterplatte geschlossen oder geöffnet wird.

Die beiden Lösungen mittels "Schaltblase" sowie "Knackfrosch" weisen die folgenden Unter schiede auf: Die "Schaltblase" ist preiswerter als der "Knackfrosch". Allerdings ist die "Schaltblase" empfindlicher als der "Knackfrosch". Dies bedeutet, daß das an der Unterseite der Prägekuppe aufgedruckte leitfähige Material sich relativ schnell abnutzt. Eine Ablösung des leitfähigen Materials von der Unterseite der "Schaltblase" führt aber zum Ausfall einer oder mehrerer Tastenfunktionen. Demgegenüber ergibt beim "Knackfrosch" die Ablösung einer aufgedruckten Kennzeichnung zwar eine optisch unschöne Stelle, die Tastatur bleibt aber in sich elektrisch vollständig funktionstüchtig. Während somit - zusammengefaßt - die "Schaltblase" zwar preiswert ist, sich jedoch schnell abnutzt, liegt der Vorteil des "Knackfrosches" in der dauerhaften Zuverlässigkeit. Allerdings ist die "Knackfrosch"-Lösung teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichzeitig preiswerte sowie tech nisch einfache Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen zu schaf fen.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die Grundidee der erfindungsgemäßen Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen sieht eine Kombination der "Knackfrosch"-Technologie mit der "Schaltblasen"-Technologie in ein und derselben Tastatur vor. Häufig betätigte Taster (wie beispielsweise die Enter-Taste) werden mit der technisch zuverlässigen, aber relativ teuren "Knackfrosch"-Technologie realisiert, während weniger häufig betätigte Taster mittels der preiswerten, aber nicht so zuverlässigen "Schaftblasen"-Technologie realisiert werden. Somit erhält man eine Folientastatur mit einer erhöhten Lebensdauer bei den häufig betätigten Tastpunkten sowie eine preiswerte Realisierung bei den wenig betätigten Tastpunkten, ins gesamt somit eine technisch sichere und gleichzeitig preiswerte Realisierung einer Folienta statur. Als Resultat erhält man somit eine hoch zuverlässige, jedoch preiswerte Gesamtlö sung.

Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben den konstruktiven Aufbau der Taster einerseits für die "Schaltblase" (Anspruch 2) sowie andererseits für den "Kanckfrosch" (Anspruch 3). Zum Offenbarungsinhalt dieser vorteilhaften Weiterentwicklungen gehören gleichermaßen die Ausführungen zu Beginn der Beschreibung.

Der Vorteil der Weiterbildung in Anspruch 4 besteht in einem konstruktiv überaus einfachen Gesamtaufbau der Folientastatur mit gleichzeitig integrierter "Schaltblasen"-Technologie sowie "Knackfrosch"-Technologie.

Die Weiterbildung in Anspruch 5 stellt einen konstruktiv einfachen, sandwichartigen Ge samtaufbau der Folientastatur dar. Die Grundidee besteht darin, daß bei den Tastern in der "Knackfrosch"-Technologie die zugeordneten Durchbrechungen mit dem "Knackfrosch"- Kontaktelement bestückt werden, während bei den Tastern mit der "Schaltblasen"- Technologie die Durchbrechungen freigelassen werden und die "Schaltblase" durch die Durchbrechung so lange hindurchgedrückt wird, bis die unterseitige Leitschicht mit den Kontaktstellen auf der Leiterplatte schließt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schließlich bringt herstellungstechnische Vorteile. Grundsätzlich ist jede Prägekuppe vom Grundprinzip her als "Schaltblase" ausgebildet. Soll diese "Schaltblase" als "Knackfrosch" umfunktioniert werden, ist es lediglich erforderlich, zusätzlich das umspringende Kontaktelement unterhalb der Prägekuppe einzufügen.

Eine Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1a einen schematischen Schnitt durch die Tastatur, bei der die nicht betätigten elektrischen Kontakte geöffnet sind;

Fig. 1b einen schematischen Schnitt durch die Tastatur, bei der die betätigten elektrischen Kontakte geschlossen sind.

Die Folientastatur zeigt zunächst in rein schematischer Weise ein Montagekleber 1. Auf die sem befindet sich die eigentliche Tastatureinheit.

Diese Tastatureinheit weist zunächst eine Leiterplatte 2 mit - in der üblichen Weise aufge brachten - feststehenden Kontaktelementen 3 auf. Darüber befindet sich eine Zwischen platte oder Klebefolie 4 mit Durchbrechungen 5. Oberhalb der Zwischenplatte oder Klebefolie 4 befindet sich schließlich eine Kunststoffolie/Frontfolie 6. Diese weist kugelabschnittför mige Prägekuppen 7 auf, welche jeweils einen Taster 8, 8' definieren.

Der eine Taster 8 weist dabei an der Unterseite der Prägekuppe 7 ein fest aufgebrachtes, insbesondere aufgedrucktes, leitfähiges Material 9 auf. Dieser Taster 8 definiert eine soge nannte Schaltblase.

Der andere Taster 8' weist in der Durchbrechung 5 ein gewölbtes, bewegliches Kontaktele ment 10 auf, welches einen "Knackfrosch" der bekannten Technologie definiert.

Die Funktionsweise der Tastatur ist wie folgt:
In der Tastatur sind zwei Varianten zur Realisierung der elektrischen Schaltfunktionen ein gesetzt, nämlich zum einen die "Schaltblase" (Taster 8) sowie zu anderen der "Knackfrosch" (Taster 8'). Dabei werden die Taster 8 für wenig betätigte Tastpunkte eingesetzt, während die Taster 8' bei häufig betätigten Tastpunkten eingesetzt werden.

In Fig. 1b ist erkennbar, daß beim Drücken der Prägekuppe 7 diese hin zur Leiterplatte 2 "eingedellt" wird, so daß bei dem Taster 8 ("Schaltblase") das unterseitige leitfähige Material mit dem zugehörigen feststehenden Kontaktelement 3 auf der Leiterplatte 2 in Anlage kommt, während beim Taster 8' ("Knackfrosch") das bewegliche Kontaktelement 10 in der bekannten "Knackfrosch"-Technologie durchgedrückt wird. Beim Loslassen der jeweiligen Tastpunkte kehren die deformierten Elemente wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.

Bezugszeichenliste

1

Montagekleber

2

Leiterplatte

3

feststehendes Kontaktelement

4

Zwischenplatte oder Klebefolie

5

Durchbrechung

6

Kunststoffolie/Frontfolie

7

Prägekuppe

8

,

8

' Taster

9

leitfähiges Material

10

bewegliches Kontaktelement

Claims

1. Tastatur zum sicheren Auslösen von elektrischen Schaltfunktionen
mit mittels Fingerdruck betätigbaren, in einem Tastenfeld angeordneten einzelnen Ta stern (8, 8'),
wobei weniger häufig betätigte Taster (8) in der sogenannten Schaltblasen-Technologie und
wobei häufig betätigte Taster (8') in der sogenannten Knackfrosch-Technologie gebildet sind.

2. Tastatur nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Tastern (8) in der sogenannten Schaltblasen-Technologie eine Leiterplatte (2), auf deren Oberseite sich Kontaktelemente (3) befinden, sowie eine Kunststoffolie/Frontfolie (6), welche eine Prägekuppe (7) mit einem leitfähigen Ma terial (9) an der Unterseite aufweist, vorgesehen ist.

3. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Tastern (8') in der sogenannten Knackfrosch-Technologie eine Leiterplatte (2), auf deren Oberseite sich Kontaktelemente (3) befinden, eine Kunststoffolie/Frontfolie (6) insbesondere mit Prägekuppe (7) sowie ein zwischen der Leiterplatte (2) und der Kunststoffolie/Frontfolie (6) separates, leitfähi ges sowie bei Druckbeaufschlagung umspringendes Kontaktelement (10) vorgesehen ist.

4. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die Schaltblasen-Technologie als auch für die Knackfrosch-Technologie eine gemeinsame Leiterplatte (2) sowie eine gemeinsame Kunststoffolie/Frontfolie (6) vorgesehen ist.

5. Tastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leiterplatte (2) und der Kunststoffolie/Frontfolie (6) eine Zwischen platte oder Klebefolie (4) mit Durchbrechungen (5) im Bereich der Taster (8, 8') vorgese hen ist, wobei sich bei den Tastern (8') der Knackfrosch-Technologie in der jeweiligen Durchbrechung (5) das umspringende Kontaktelement (10) befindet.

6. Tastatur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei den Tastern (8') in der Knackfrosch-Technologie die Unterseite der Kunst stoffolie/Frontfolie (6) mit einem leitfähigen Material (9) versehen ist.