DE102022107300B3

DE102022107300B3 - Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks, Tastatur

Info

Publication number: DE102022107300B3
Application number: DE102022107300.9A
Authority: DE
Inventors: Eduard Ruff
Original assignee: Cherry Europe GmbH
Current assignee: Cherry Europe GmbH
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2042-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Tastendrucks umfassend ein Schaltungssubstrat (2) und ein Tastenmodul (4) mit einem Gehäuse (5), einem bewegbaren Betätigungselement (6) und einem Federelement (7), wobei eine Bewegung des Betätigungselements (6) mit einer Kompression oder Expansion des Federelements (7) verbunden ist. Das Federelement (7) weist ein oder mehrere Schraubenfedern (8a, 8b) umfassend je einen Federdraht (9a, 9b) auf. Jeder Federdraht (9a, 9b) weist ein erstes Ende (10a, 10b) und ein zweites Ende (11a, 11b) auf. Das Schaltungssubstrat (2) weist mindestens einen ersten elektrischen Kontakt (12), der unmittelbar oder mittelbar das oder die ersten Enden (10a, 10b) der Federdrähte (9a, 9b) elektrisch kontaktiert, und mindestens einen zweiten elektrischen Kontakt (13), der unmittelbar oder mittelbar das oder die zweiten Enden (11a, 11b) der Federdrähte (9a, 9b) elektrisch kontaktiert, auf, so dass ein Stromfluss zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontakt (12; 13) durch den oder die Federdrähte (9a, 9b) möglich ist, so dass das Federelement (7) ein Spulenelement mit einer elektrischen Induktivität ist, wobei sich die Induktivität des Federelements (7) bei Kompression oder Expansion entlang seiner Längsachse verändert. Die Vorrichtung (1) umfasst eine Einrichtung (14) zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements (7).Die Erfindung betrifft ferner eine Tastatur umfassend eine oder mehrere derartige Vorrichtungen (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks (auch: einer Tastenbetätigung), beispielsweise eines Tastendrucks eines Tastenmoduls einer Tastatur, und eine Tastatur umfassend eine oder mehrere derartige Vorrichtungen. Unter Tastendruck wird hierbei das Drücken bzw. die Betätigung einer Taste verstanden, wobei dieses Drücken bzw. Betätigen üblicherweise durch eine Person erfolgt.
Bei Tastaturen werden unterschiedlichste Arten und Bauformen von Tastenmodulen verwendet. Dabei sind der konstruktive Aufbau und die Erzeugung eines Signals, das beispielsweise die Betätigung einer Taste signalisiert, wesentliche Einflussfaktoren auf die Qualität eines Tastenmoduls und damit einer Tastatur.
Ein Großteil der kommerziell erhältlichen Tastenmodule gehört zu den sogenannten mechanischen Tastenmodulen. Seit langem hat sich bei diesen folgendes Kontaktsystem bewährt: Bei Betätigung des Tastenmoduls berühren sich zwei metallische Kontaktflächen, was einen Kurzschluss zur Folge hat und ein Schaltsignal auslöst.
Nachteilig an den konventionellen mechanischen Tastenmodulen ist, dass ein Materialverschleiß, insbesondere ein mechanischer Abrieb an den Kontaktflächen unvermeidbar ist. Dadurch treten mit steigender Nutzungsdauer der Tastenmodule auch vermehrt Fehlschaltungen auf. Besonders nachteilig wirkt sich ein Bruch der Kontaktflächen auf die Funktionalität der Tastenmodule aus.
Ein weiterer Nachteil eines mechanischen Tastenmoduls liegt darin, dass bei einer Betätigung nur ein Schaltpunkt vorgesehen ist, das heißt es wird pro Betätigung an einer bestimmten Stelle genau ein Signal ausgelöst. Unterschiedliche Anwendungen, beispielsweise Texterfassung einerseits und Spiele andererseits, würden sich besser bedienen lassen, wenn der Schaltpunkt des Tastenmoduls bei einer anderen Stelle der Betätigungsbewegung liegen würde, das Signal also früher oder später ausgelöst werden würde. Wünschenswert wäre daher eine Verstellbarkeit des Schaltpunktes, so dass ein Tastenmodul und damit eine Tastatur für verschiedene Anwendungen optimal nutzbar sind.
Nachteilig bei mechanischen Tastenmodulen ist ferner, dass nur ein Signal pro Betätigung ausgelöst wird. Ein variables Signal, in einzelnen Stufen oder feinabgestuft oder auch stufenlos, ist somit nicht möglich. Viele Anwendungen beispielsweise bei Spielen wünschen jedoch eine sogenannte Joystick-Funktion, um beispielsweise Objekte mit variabler Geschwindigkeit steuern zu können.
Neben Tastaturen mit mechanisch schaltenden Tastenmodulen sind Tastaturen ohne mechanische Schaltkontakte bekannt. US 3 772 684 A beschreibt eine Tastatur ohne bewegliche Kontakte. Die Tastatur weist einen Oszillator für jede Taste auf, wobei das Drücken der Taste die Oszillatorfrequenz ändert, indem der Stößel durch eine Spule des Oszillators bewegt wird.
DE 20 2020 105 904 U1 beschreibt die Erfassung eines Tastendrucks eines Tastenmoduls einer Tastatur durch Bedämpfen einer in einem Schaltungssubstrat angeordneten Planarspule, die Teil eines Resonanzschwingkreises ist. DE 20 2020 106 974 U1 und DE 20 2020 106 975 U1 beschreiben die Nutzung eines Resonanzschwingkreises in Verbindung mit der induktiven Kopplung zwischen einer Primärspule und einer Sekundärspule zur Erfassung eines Tastendrucks.
Derartige bekannten Vorrichtungen sind vergleichsweise komplex aus zahlreichen Bauteilen aufgebaut. Sie verwenden eine oder mehrere auf einem Schaltungssubstrat gedruckte Planarspulen, mindestens ein Gehäuseteil, mindestens ein Betätigungselement, mindestens ein Bedämpfungselement oder einen Ring aus Metall, um die Induktivität der Planarspule zu verändern, und ein Rückstellelement, um die beweglichen Teile in die Ausgangslage zurückzustellen. Dies macht die Herstellung aufwendig und damit entsprechend teuer.
Problematisch ist ferner, dass die Veränderung der Induktivität in der Regel nicht linear mit der Bewegung verläuft. Beispielsweise ist die Induktivitätsveränderung nahe einer Ruhestellung vergleichsweise sehr gering und nahe einer Endstellung vergleichsweise extrem hoch. Dies stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion und die Bewegungserfassung.
Nachteilig ist auch, dass das Rückstellelement, beispielsweise eine Rückstellfeder, sich in der Regel im Magnetfeld der Spule befindet, wodurch sich die Induktivitätsveränderung während der Betätigung und somit die Empfindlichkeit der Vorrichtung verschlechtern kann.
Hinzu kommt, dass die Spule auf dem Schaltungssubstrat, einer Leiterplatte, eine erhebliche Fläche im Bereich des Tastenmoduls beansprucht. Diese Fläche fehlt für sonstige Leiterbahnen und weitere elektronische Komponenten, die ebenfalls im Bereich des Tastenmoduls unterzubringen sind. Das macht ein mehrlagiges Layout des Schaltungssubstrats erforderlich und verteuert das Schaltungssubstrat wesentlich.
Aus DE 10 2017 006 466 A1 ist ein Schaltbedienelement mit einem Gehäuse und einer durch manuelle Krafteinwirkung bewegbaren Betätigungsfläche bekannt, wobei die Betätigungsfläche an einer Oberfläche am Gehäuse bewegbar angeordnet ist. Im Gehäuse ist ein mit der Betätigungsfläche bei deren Bewegung zusammenwirkendes, mechanisches Dämpfungs- und/oder Rückstellelement angeordnet. Das Schaltungssubstrat weist einen mit der Betätigungsfläche derart zusammenwirkenden Sensor auf, dass der Sensor bei Bewegung der Betätigungsfläche ein Signal erzeugt. Bei dem Sensor handelt es sich um einen kapazitiven Sensor, wobei das Dämpfungs- und/oder Rückstellelement in den Sensor integriert ist und derart als eine elektrische Elektrode des Sensors dient, dass die Bewegung der Betätigungsfläche und damit des Dämpfungs- und/oder Rückstellelements eine Veränderung der Kapazität des Sensors bewirkt. Diese Veränderung der Kapazität des Sensors dient der Erzeugung des vorgenannten Signals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks anzugeben, insbesondere eine Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks mit einem im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen einfachen Aufbau, bei der vorzugsweise die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik reduziert oder beseitigt sind. Ferner soll eine neue Tastatur mit einer oder mehreren derartigen Vorrichtung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Tastatur durch eine Tastatur mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks umfasst ein Schaltungssubstrat und ein an dem Schaltungssubstrat angebrachtes Tastenmodul. Das Tastenmodul weist ein Gehäuse, ein relativ zum Gehäuse des Tastenmoduls und zum Schaltungssubstrat zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition bewegbares Betätigungselement und ein entlang seiner Längsachse komprimierbares und expandierbares Federelement zum Rückstellen des Betätigungselements von der Betätigungsposition in die Ruheposition auf. Eine Bewegung des Betätigungselements ist mit einer Kompression oder Expansion des Federelements entlang seiner Längsachse verbunden.
Weiter ist vorgesehen, dass das Federelement ein oder mehrere Schraubenfedern aufweist, wobei jede Schraubenfeder einen elektrisch leitenden Federdraht aufweist, aus dem die Schraubenfeder typischerweise gewickelt ist. Jeder Federdraht wiederum weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schaltungssubstrat mindestens einen ersten elektrischen Kontakt, der unmittelbar oder mittelbar das erstes Ende des Federdrahts oder die ersten Enden der Federdrähte elektrisch kontaktiert, aufweist. Ferner weist das Schaltungssubstrat mindestens einen zweiten elektrischen Kontakt auf, der unmittelbar oder mittelbar das zweite Ende des Federdrahts oder die zweiten Enden der Federdrähte elektrisch kontaktiert. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrischen Kontakt und dem zweiten elektrischen Kontakt durch den oder die Federdrähte der Schraubenfeder oder der Schraubenfedern des Federelements möglich ist, so dass das Federelement ein Spulenelement mit einer elektrischen Induktivität ist, wobei sich die Induktivität des Federelements bei Kompression oder Expansion entlang seiner Längsachse verändert.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements umfasst.
Ein zentraler Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt somit darin, dass die Vorrichtung in der Lage ist, berührungslos über die Induktivitätsänderung die Betätigung einer Taste zu erfassen. Hierfür sind keine zusätzlichen Komponenten erforderlich, sondern es kann auf das im Tastenmodul ohnehin für die Bewegung des Betätigungselements, insbesondere für dessen Rückstellbewegung im Nachgang zu einem Tastendruck, vorgesehene Federelement zurückgegriffen werden. Hierzu ist vorgesehen, dass ein elektrischer Strom durch den Federdraht des oder der Schraubenfedern des Federelements fließen kann, und zwar über die elektrische Kontaktierung der jeweiligen Enden des oder der Federdrähte mit den elektrischen Kontakten des Schaltungssubstrats.
Die Windungen des Federdrahts einer Schraubenfeder bilden eine Spule, konkret eine Luftspule, insbesondere eine zylinderförmige Luftspule. Ein Beispiel für eine derartige Schraubenfeder ist in 1 gezeigt. Dort ist eine Schraubenfeder 100 mit ihrem mehrere Windungen bildenden Federdraht 101 dargestellt, der Federdraht 101 weist ein erstes Ende 102 und ein zweites Ende 103 auf.
Ein Stromfluss durch die von der Schraubenfeder gebildete Spule, das heißt durch die Windungen des Federdrahts, erzeugt ein Magnetfeld. Die Spule und damit die Schraubenfeder sind somit durch ihre Induktivität gekennzeichnet. Diese Induktivität ist abhängig von der Länge der Spule und damit von der Länge der Schraubenfeder und damit von deren Expansion oder Kontraktion in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und zwar gemäß folgender Formel: $L \approx \frac{μ_{0} N^{2} R^{2} π}{l + 0,9 \cdot R}$

L:: Induktivität der Spule und damit der Schraubenfeder
µ0:: magnetische Feldkonstante
N:: Anzahl der Windungen
R:: Radius des Querschnitts der Spule und damit der Schraubenfeder
π:: Zahl Pi
l:: Länge der Spule und damit der Schraubenfeder

Diese Abhängigkeit der Induktivität der Spule und damit der Schraubenfeder von der Länge der Spule und damit von der Expansion oder Kompression der Schraubenfeder ist beispielhaft in 2 gezeigt. Entlang der horizontalen Achse des Diagramms ist die Länge l der Spule und damit der Schraubenfeder aufgetragen. Von rechts nach links nimmt hierbei die Länge l der Spule zu, das heißt die Schraubenfeder expandiert. Umgekehrt nimmt von links nach rechts die Länge l der Spule ab, das heißt die Schraubenfeder wird komprimiert. Entlang der vertikalen Achse des Diagramms ist die Induktivität L aufgetragen, die von unten nach oben zunimmt. Wird eine Taste betätigt und entsprechend die Schraubenfeder und damit die Spule komprimiert, das heißt die Länge l nimmt ab, so steigt die Induktivität L der Spule und damit der Schraubenfeder an.
Im Beispiel gemäß 2 sind für die Kurve hinsichtlich der Länge linear auf der horizontalen Achse von links nach rechts Werte von 9,2 mm bis 5,2 mm herangezogen und in die vorstehend genannte Formel eingesetzt. Auf der vertikalen Achse ist linear die Induktivität angegeben. Die vorgenannte Kurve zeigt die sich aus der vorstehenden Formel ergebende Abhängigkeit der Induktivität L von der Länge l. Links bei 9,2 mm errechnet sich mittels der Formel eine Induktivität von 0,21 µH. Diese steigt nach rechts an, bei der Länge 5,2 mm ergibt sich eine Induktivität von 0,34 µH.
Das vorgenannte Beispiel zeigt, dass die Induktionsänderung bei Schraubenfedern mit den typischen Abmessungen und dem typischen Kompressions- und Expansionsverhalten von Schraubenfedern in Tastenmodulen in einem durch Messung problemlos erfassbaren Bereich liegt. 2 zeigt, dass die Kurve nahezu linear verläuft, das heißt die Induktionsänderung ist nahezu proportional zur Längenänderung der Schraubenfeder. Dies macht die Bewegungserfassung vergleichsweise einfach, insbesondere einfacher als die komplexe Bewegungserfassung beim eingangs beschriebenen Stand der Technik.
Insgesamt kann somit das Federelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der oder den Schraubenfedern die bei Bestromung über den ersten und zweiten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats als Induktionssensor zur Erfassung eines Tastendrucks verwendet werden.
Dabei bekommt dem Federelement folgende Doppelfunktion zu:

Zum einen erfüllt das Federelement die mechanische Rückstellfunktion für das Betätigungselement, mittels der das gedrückte Betätigungselement nach dem Drücken wieder in die Ruheposition zurückgeführt wird.

Zum anderen stellt das Federelement eine von seiner Expansion oder Kompression abhängige, variable elektrischen Induktivität bereit, die über die vorstehend beschriebene Induktivsensor-Funktion zur Erfassung eines Tastendrucks verwendbar ist.
Aufgrund der Nutzung dieser Doppelfunktion eines ohnehin benötigten Federelements sind im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen mit zusätzlichen Komponenten, beispielsweise Planarspulen, wenige Bauteile erforderlich und die Vorrichtung kann somit vergleichsweise einfacher und kostengünstiger hergestellt werden. Der Platzbedarf für den ersten und zweiten elektrischen Kontakt auf dem Schaltungssubstrat ist deutlich kleiner als der Platzbedarf für eine Planarspule, so dass sich auch die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht und andere Bauteile und Komponenten, die auf dem Schaltungssubstrat in der Nähe der Vorrichtung anzubringen sind, einfacher angeordnet werden können. Der kompakte Aufbau ermöglicht gegebenenfalls auch den Verzicht auf einen aufwändigen und damit kostenintensiveren mehrschichten Aufbau des Schaltungssubstrats.
Ein weiterer Vorteil der Doppelfunktion des Federelements liegt darin, dass das Federelement nunmehr selbst die für die zu messende Induktivitätsveränderung relevante Spule ist oder umfasst. Im Stand der Technik ist das Federelement im Magnetfeld der Spule, die ein eigenständiges Bauteil ist, angeordnet und kann entsprechend die Empfindlichkeit der Vorrichtung negativ beeinflussen. Bei der Erfindung wird das Federelement direkt als Spule genutzt und ist somit kein zusätzliches Bauteil, das sich negativ auf die Bewegungserfassung auswirken kann.
Mittels der Erfassung der Induktivitätsänderung ist somit die Kompression der Spule und damit der Schraubenfeder und damit die Bewegung des Betätigungselements und somit ein Tastendruck erfassbar. Analog ist ferner auch die Expansion der Schraubenfeder und die damit einhergehende Bewegung des Betätigungselements erfassbar. Die in 2 gezeigte Relation zwischen Länge l der Spule und damit der Schraubenfeder und deren Induktivität L zeigt weiterhin, dass sich nicht nur der Tastendruck an sich mittels der Induktivitätsänderung erfassen lässt, sondern dass die Induktivitätsänderung auch ein Maß für die Längenänderung der Schraubenfeder und damit für die Stärke der Kontraktion oder Expansion der Schraubenfeder ist. Somit lässt sich mittels der Erfassung der Induktivitätsänderung auch feststellen, wie stark die jeweilige Taste gedrückt wird.
Unter Schaltungssubstrat wird beispielsweise eine Leiterplatte und/oder eine Schaltungsplatine und/oder eine Schaltungsfolie und/oder ein Stanzteil und/oder ein sonstiges Substrat, insbesondere mit aufgebrachten und/oder integrierten Leiterbahnen und/oder elektronischen und/oder elektrischen Komponenten, verstanden. Das Schaltungssubstrat kann auch aus zwei oder mehreren Schichten aufgebaut sein.
Das Betätigungselement kann eine Tastenkappe umfassen oder eine Schnittstelle zur Anbringung einer Tastenkappe aufweisen. Mittels dieser Schnittstelle ist zur Ausbildung einer Taste eine Tastenkappe am Betätigungselement angebracht oder anbringbar, insbesondere aufgesteckt oder aufsteckbar.
Bei dem Betätigungselement kann es sich um einen Stößel handeln. Der Stößel ist üblicherweise im Gehäuse des Tastenmoduls angeordnet und ragt mit einem Stößelschaft durch eine Öffnung im Gehäuse nach außen. Der Stößel weist an einem außenliegenden Ende des Stößelschaftes die bereits vorstehend angesprochene Schnittstelle zur Anbringung einer Tastenkappe auf. Der Stößel ist vorzugsweise zwischen zwei Anschlagpositionen beweglich, wobei es sich hierbei um eine Ruheposition und eine Betätigungsposition handelt. In der Ruheposition erfolgt kein Tastendruck, die Taste und damit der Stößel werden nicht betätigt. In der Betätigungsposition ist die Taste vollständig gedrückt, typischerweise bis zu einem vorgesehenen Anschlag.
Bei dem Federelement kann es sich um ein Rückstell-Federelement handeln. Es kann vorgesehen sein, dass das Federelement im Inneren des Gehäuses des Tastenmoduls komprimierbar und expandierbar angeordnet ist. In der Betätigungsposition des Betätigungselements ist das Federelement aufgrund des Tastendrucks von extern komprimiert. In der Ruheposition des Betätigungselements erfolgt kein Tastendruck von außen und das Federelement drückt das Betätigungselement aufgrund der von ihr ausgehenden Expansionskraft gegen einen hierfür vorgesehenen Anschlag, der beispielsweise an der Innenseite des Gehäuses des Tastenmoduls ausgebildet sein kann. Eine Bewegung des Betätigungselements ist somit mit einer Kompression oder Expansion des Federelements verbunden.
Das Federelement kann zum einen mechanisch an dem Schaltungssubstrat, insbesondere an dem ersten elektrischen Kontakt und/oder dem zweiten elektrischen Kontakt, und zum anderen mechanisch an dem Bewegungselement gelagert sein. Diese Lagerung erfolgt vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Enden des Federelements. Auf diese Weise ist die Kompression oder Expansion des Federelements mit einer entsprechenden Bewegung des Betätigungselements gekoppelt.
Beispielsweise kann hierzu die eine Schraubenfeder des Federelements oder eine der Schraubenfedern des Federelements mit dem ersten Ende ihres Federdrahts mechanisch gegen den ersten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats gedrückt werden und hierbei die elektrische Kontaktierung zwischen dem ersten Ende des Federdrahts dieser Schraubenfeder und dem ersten elektrischen Kontakt herstellen. Auch kann die eine Schraubenfeder des Federelements oder eine der Schraubenfedern des Federelements mit dem zweiten Ende ihres Federdrahts mechanisch gegen den zweiten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats gedrückt werden und hierbei die elektrische Kontaktierung zwischen dem zweiten Ende des Federdrahts dieser Schraubenfeder und dem zweiten elektrischen Kontakt herstellen.
Das Tastenmodul kann Befestigungselemente zur Anbringung an dem Schaltungssubstrat aufweisen. Beispielsweise kann das Gehäuse des Tastenmoduls derartige Befestigungselemente ausbilden. Das Gehäuse ist dann an dem Schaltungssubstrat angebracht. Das Betätigungselement, beispielsweise der Stößel, mit gegebenenfalls daran angebrachter Tastenkappe ist somit nicht nur gegenüber dem Schaltungssubstrat, sondern auch relativ zum Gehäuse beweglich.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtung zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements als Betätigungssensor zur Erfassung der Betätigung des Betätigungselements ausgebildet ist, indem die Einrichtung eine Auswerteeinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, aus der Induktivitätsveränderung des Federelements die Kompression oder Expansion des Federelements entlang seiner Längsachse und damit eine Längenänderung des Federelements und damit eine Positionsveränderung des Betätigungselements zu ermitteln.
Die Vorrichtung ermöglich es somit, nicht nur die eigentliche Tastenbetätigung im Sinne eines Schalters zu erfassen, vielmehr kann auch die Stärke der Betätigung, also ausgehend von der Ruheposition das Einnehmen verschiedener Positionen des Betätigungselements je nach Stärke des Tastendrucks, erfasst werden. Somit ermöglich die Erfindung auch eine sogenannte Joystick-Funktion, das heißt beispielsweise die Steuerung von virtuellen oder realen Objekte mit variabler Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Stärke des Tastendrucks.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Signalausgabeeinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei Erfassung einer oder mehreren vorgegebener Induktivitätsänderungen und/oder bei Erfassung einer oder mehrerer vorgegebener Betätigungen und/oder Bewegungen des Betätigungselements und/oder bei Ermittlung einer oder mehrerer vorgegebener Positionsveränderung des Betätigungselements mindestens ein elektrisches Signal auszugeben.
Wenn das Federelement lediglich eine Schraubenfeder aufweist, kann es konstruktiv aufwändig sein, das dem Betätigungselement zugeordnete und damit beweglich relativ zum Schaltungssubstrat angeordnete zweite Ende des Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats elektrisch zu kontaktieren. Vor diesem Hintergrund sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Federelement mindestens zwei parallel zueinander ausgerichtete, nebeneinander oder ineinander angeordnete Schraubenfedern, nämlich eine erste Schraubenfeder mit einem ersten Federdraht und eine zweite Schraubenfeder mit einem zweiten Federdraht, aufweist, wobei das erste Ende des ersten Federdrahts und das zweite Ende des zweiten Federdrahts an einer ersten Längsseite des Federelements und das zweite Ende des ersten Federdrahts und das erste Ende des zweiten Federdrahts an einer zweiten Längsseite des Federelements angeordnet sind.
Beispielsweise können die erste Schraubenfeder und die zweite Schraubenfeder derart angeordnet sein, dass eine erste Längsachse der ersten Schraubenfeder und eine zweite Längsachse der zweiten Schraubenfeder parallel zueinander und parallel zur Längsachse des Federelements ausgerichtet sind und dass eine Kompression oder Expansion des Federelements eine entsprechende Kompression oder Expansion der ersten Schraubenfeder und der zweiten Schraubenfeder hervorruft. Nebeneinander angeordnet sind die erste und die zweite Schraubenfeder insbesondere dann, wenn die erste und die zweite Längsachse zueinander beabstandet sind und dieser Abstand größer als die Summe der beiden Radien der beiden Schraubenfedern ist. Ineinander angeordnet sind die Schraubenfedern insbesondere dann, wenn die erste und die zweite Längsachse zumindest im Wesentlichen identisch sind, wobei sich hierbei die Radien der beiden Schraubenfedern zweckmäßigerweise unterscheiden, das heißt eine der beiden Schraubenfedern weist einen größeren Radius auf als die andere Schraubenfeder. Ineinander angeordnet sind ferner auch Schraubenfedern, bei denen der Abstand der beiden Längsachsen kleiner ist als die Summe der Radien der beiden Schraubenfedern. Bei den vorstehenden Betrachtungen ist es möglich, dass die Schraubenfedern einen über die Länge gleichbleibenden Radius aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass sich der Radius einer oder beider Schraubenfedern über deren Länge verändert. In diesem Fall kommt es bei den vorstehenden Betrachtungen auf den jeweils größten Radius der jeweiligen Schraubenfeder an.
Umfasst das Federelement zwei Schraubenfedern, so ergibt sich bei Stromfluss das Gesamtmagnetfeld des Federelements aus dem Überlapp der Magnetfelder der beiden Schraubenfedern. Entsprechend ergibt sich die Induktivität des Federelements aus den Induktivitäten der beiden Schraubenfedern. Hierbei kommt es auf die Anordnung der beiden Schraubenfedern zueinander, auf die Orientierung der Windungen und die Beschaltung der Schraubenfedern, nämlich in Reihe oder parallel zueinander, an. Entsprechend können sich die Einzelmagnetfelder der beiden Schraubenfedern gegenseitig verstärken oder ein reduziertes Differenz-Magnetfeld des Federelements insgesamt erzeugen. Dies gilt analog für die einzelnen Induktivitäten der Einzelspulen und für die sich hieraus ergebende gesamte Induktivität des Federelements insgesamt. Die beiden Schraubenfedern können identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein und entsprechend im Wesentlichen gleiche oder unterschiedliche Induktivitäten und/oder Induktivitätsänderungen bei Bewegung des Betätigungselements aufweisen. Die vorstehenden Betrachtungen gelten in analoger Weise für drei oder mehr Schraubenfeder in einem Federelement.
Auch die mechanische Rückstellkraft des Federelements ergibt sich aus der Art der zwei oder mehreren Schraubenfedern des Federelements, deren Ausbildung als Zug- oder Druckfedern und deren Anordnung zueinander. Die Rückstellkraft des Federelements kann hierbei stärker oder auch schwächer ausfallen als die Rückstellkraft der einzelnen Schraubenfedern.
Eine Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausbildung des Federelements mit mindestens zwei zueinander parallel ausgerichteten Schraubenfedern sieht vor, dass das zweite Ende des ersten Federdrahts und das erste Ende des zweiten Federdrahts an der zweiten Längsseite des Federelements unmittelbar oder mittelbar elektrisch miteinander verbunden oder verbindbar sind. Weiter soll in diesem Fall die elektrische Kontaktierung des ersten Endes des ersten Federdrahts mit dem ersten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats sowie die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes des zweiten Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats an der ersten Längsseite des Federelements erfolgen.
Im Falle von zwei Schraubenfedern sind diese somit in Reihe geschaltet. Diese Anordnung ermöglich es, dass beide zur Kontaktierung vorgesehenen freien Enden des Federelements an derselben, dem Schaltungssubstrat zugewandten Längsseite des Federelements angeordnet sind und somit problemlos die jeweils zugeordneten elektrischen Kontakte des Schaltungssubstrats mechanisch und elektrisch kontaktieren können. Bei entsprechender Orientierung der Wicklungen der ersten und der zweiten Schraubenfeder vergrößert sich die gesamte Induktivität des Federelements im Vergleich zur einzelnen Induktivität einer Schraubenfeder. Entsprechend fallen auch die Induktionsänderungen bei Bewegung des Betätigungselements deutlicher aus, so dass diese einfacher zu erfassen sind.
Eine Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Weiterbildung mit unmittelbar oder mittelbar elektrisch miteinander verbunden oder verbindbaren Federdrähten sieht vor, dass die elektrische Verbindung des zweiten Endes des ersten Federdrahts und des ersten Endes des zweiten Federdrahts an der zweiten Längsseite des Federelements einen Schalter zum Schließen und Trennen der elektrischen Verbindung aufweist. Dieser Schalter kann derart angeordnet und ausgebildet sein, dass er bei Bewegung des Betätigungselements in Richtung Betätigungsposition und/oder in Richtung Ruheposition an einer oder mehreren vorgegebenen Bewegungsposition die elektrische Verbindung schließt oder trennt.
Insbesondere kann der Schalter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass er erst dann geschlossen wird und damit die beiden Federdrähte elektrisch miteinander verbindet, wenn das Betätigungselement bereits einen vorgegebenen Bewegungsweg zurückgelegt hat. Dies kann beispielsweise über eine entsprechend ausgebildete Mechanik des Bewegungselements, die mit dem Schalter zusammenwirkt, verwirklicht werden. Diese Ausbildung ermöglicht es somit, dass die Erfassung der Induktivitätsänderung erst ab Zurücklegung eines vorgegebenen Wegs aktiviert wird. Bei geöffnetem Schalter fließt kein Strom durch das Federelement und es ist somit auch keine Erfassung der Induktionsänderung möglich. Der Schalter ermöglicht somit, dass die Erfassung der Induktivitätsänderung und damit die Funktion des Induktivsensors aktiviert und deaktiviert werden kann.
Die bei den vorstehend beschriebenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen vorgesehene elektrische Verbindung des zweiten Endes des ersten Federdrahts und des ersten Endes des zweiten Federdrahts an der zweiten Längsseite des Federelements kann durch eine unmittelbare oder mittelbare mechanische Verbindung des zweiten Endes des ersten Federdrahts und des ersten Endes des zweiten Federdrahts hergestellt sein. Bei der mechanischen Verbindung kann es sich um eine trennbare mechanische Verbindung handeln, so dass auch die elektrische Verbindung trennbar ist. Die mechanische Verbindung kann eine unmittelbare formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Ende des ersten Federdrahts und dem ersten Ende des zweiten Federdrahts sein. Alternativ kommt auch eine stoffschlüssige Verbindung in Betracht, beispielsweise mittels Löten oder Schweißen.
Es ist auch möglich, dass das zweite Ende des ersten Federdrahts und das erste Ende des zweiten Federdrahts an der zweiten Längsseite des Federelements mittelbar elektrisch über ein elektrisches Verbindungselement miteinander verbunden sind. Bei diesem Verbindungselement kann es sich um eine elektrisch leitende Kappe oder Platte oder Scheibe handeln, insbesondere eine metallische Kappe oder Platte oder Scheibe. Die elektrische Verbindung über das Verbindungselement kann formschlüssig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssige, beispielsweise mittels Löten oder Schweißen, erfolgen. Zumindest im Falle des Kraftschlusses und des Formschlusses ist die elektrische Verbindung auch wieder vergleichsweise einfach trennbar. Insbesondere ist das elektrische Verbindungselement dem Betätigungselement zugeordnet, beispielsweise kann es am Betätigungselement angebracht oder ausgebildet sein.
Wird das Verbindungselement als ringartige Scheibe oder ringartige Kappe, beides jeweils aus Metall hergestellt, mit einer mittigen Ausnehmung ausgebildet, so kann diese Scheibe oder Kappe als eine Art kurzgeschlossene Sekundärspule im Magnetfeld des Federelements wirken, die zu Magnetfeldverlusten führen kann. Um dies zu vermeiden, kann die ringartige Scheibe oder die ringartige Kappe an zumindest einer Stelle einen radialen Schnitt oder eine radiale Ausnehmung aufweisen, so dass kein in der ringartigen Scheibe oder in der ringartigen Kappe induzierter Stromfluss möglich ist.
Die ringartige Kappe kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die beiden elektrisch zu kontaktierenden Enden der Federdrähte kraftschlüssig in der Kappe an deren Rand anliegen, einmal an einem inneren und einmal an einem äußeren Rand der Kappe, so dass die Kappe durch Kraftschluss auf den zugeordneten Enden der Federdrähte aufsitzt, in dieser Position fixiert ist und auf diese Weise die elektrische Verbindung zwischen den Drahtenden herstellt.
Eine ringartige Kappe eignet sich insbesondere als Verbindungsmittel bei zwei ineinander angeordneten Schraubenfedern. Bei nebeneinander angeordneten Schraubenfedern eignet sich insbesondere eine metallische, insbesondere längliche, Platte oder eine metallische Scheibe als Verbindungsmittel, wobei die Platte oder Scheibe so angeordnet ist, dass sie die jeweiligen Enden der Federdrähte mechanisch und damit auch elektrisch miteinander verbindet.
Bei dem Verbindungsmittel kann es sich auch um einen Flachstab oder um einen Draht handeln. Alle vorgenannten Verbindungsmittel, beispielsweise ringartige Kappe, Scheibe, Platte, Flachstab und Draht, sind an dem dem Betätigungselement zugeordneten Ende des Federelements angeordnet.
Eine Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Weiterbildung mit elektrisch miteinander verbunden oder verbindbaren Federdrähten sieht vor, dass das zweite Ende des ersten Federdrahts und das erste Ende des zweiten Federdrahts an der zweiten Längsseite des Federelements unmittelbar elektrisch miteinander verbunden sind, indem der erste Federdraht in den zweiten Federdraht übergeht, so dass der erste Federdraht und der zweite Federdraht einen gemeinsamen Federdraht des Federelements bilden, dessen freie Enden an der ersten Längsseite des Federelements unmittelbar oder mittelbar die elektrische Kontaktierung des ersten elektrischen Kontakts und des zweiten elektrischen Kontakts des Schaltungssubstrats herstellen.
Die zwei Schraubenfedern bilden somit eine Doppelfeder. Die Schraubenfedern können hierbei nebeneinander angeordnet sein. Alternativ können die beiden Schraubenfedern auch ineinander angeordnet sein. Ein Beispiel für diesen alternativen Fall kann vorsehen, dass der Federdraht ausgehend von seinem ersten Ende an dem ersten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats zunächst mit vergleichsweise kleinem gleichbleibendem Radius entlang der ersten Längsachse der ersten Schraubenfeder gewickelt ist und hierbei die erste Schraubenfeder ausbilden. An seinem zweiten Ende geht der erste Federdraht direkt in das erste Ende des zweiten Federdrahts über und wird nunmehr in entgegengesetzter Richtung entlang der zweiten Längsachse der zweiten Schraubenfeder gewickelt, und zwar nunmehr mit einem vergleichsweise großen gleichbleibenden Radius. An seinem zweiten Ende Kontaktiert der zweite Federdraht schließlich den zweiten elektrischen Kontakt des Schaltungssubstrats.
Eine Ausgestaltung der Weiterbildung mit mindestens zwei Schraubenfedern sieht vor, dass die elektrische Kontaktierung des ersten Endes des ersten Federdrahts mit dem ersten elektrischen Kontakt und/oder die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes des zweiten Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt durch eine mechanische Kontaktverbindung des ersten Endes des ersten Federdrahts mit dem ersten elektrischen Kontakt und/oder des zweiten Endes des zweiten Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt hergestellt ist, wobei die mechanische Kontaktverbindung dadurch gebildet ist, dass die erste Schraubenfeder und/oder die zweite Schraubenfeder und damit der erste Federdraht und/oder der zweite Federdraht bereits in der Ruheposition des Betätigungselements zwischen Betätigungselement und Schaltungssubstrat komprimiert und damit vorgespannt sind.
Die jeweiligen Enden der jeweiligen Federdrähte werden damit gegen die elektrischen Kontakte, die als ebene Kontaktflächen ausgebildet sein können, gedrückt und stellen dadurch den elektrischen Kontakt her. Die mechanische Kontaktverbindung kann trennbar ausgebildet sein.
Alternativ ist es auch möglich, dass die elektrische Kontaktierung des ersten Endes des ersten Federdrahts mit dem ersten elektrischen Kontakt und/oder die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes des zweiten Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt durch eine stoffschlüssige Kontaktverbindung des ersten Endes des ersten Federdrahts mit dem ersten elektrischen Kontakt und/oder des zweiten Endes des zweiten Federdrahts mit dem zweiten elektrischen Kontakt hergestellt ist. Unter stoffschlüssiger Verbindung wird hierbei insbesondere eine Löt- oder Schweißverbindung verstanden.
Bei der Schraubenfeder oder den Schraubenfedern kann es sich um Druckfedern oder Zugfedern handeln. Druckfedern werden beispielsweise in Verbindung mit einem Stößel als Betätigungselement genutzt. Zugfedern werden beispielsweise in Verbindung mit einem Parallelmechanismus, insbesondere einen Doppelflügel-Parallelmechanismus und/oder einen Scheren-Parallelmechanismus genutzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der oder die Federdrähte der Schraubenfeder oder der Schraubenfedern aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet sind oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff beschichtet sind. Bei dem Beschichtungswerkstoff kann es sich beispielsweise um Metallbeschichtungen aus Kupfer, Zinn, Silber und/oder Gold handeln. Durch derartige Beschichtungen können die elektrischen Kennwerte, beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit, und/oder die Kontaktierungszuverlässigkeit der Federdrähte auf den elektrischen Kontakten des Schaltungssubstrats verbessert werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf dem Schaltungssubstrat, insbesondere im Bereich des Tastenmoduls, vorzugsweise nahe des ersten und des zweiten elektrischen Kontakts, ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED, zur Beleuchtung des Tastenmoduls, insbesondere einer Innenseite des Tastenmoduls, und/oder zur Hinterleuchtung der Tastenkappe angeordnet ist.
Auch die zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements erforderlichen elektrischen und elektronischen Komponenten können zumindest teilweise auf dem Schaltungssubstrat angeordnet und/oder in das Schaltungssubstrat integriert sein. Ferner können weitere elektrische oder elektromechanische Kontakte und/oder elektrische oder elektronische Bauteile, beispielsweise für eine optische Sensorik und/oder eine Magnetsensorik und/oder weitere Funktionen, gegebenenfalls auch in Kombination mit den für die Erfassung der Induktivitätsänderung vorgesehenen Komponenten, auf dem Schaltungssubstrat angeordnet oder in das Schaltungssubstrat integriert sein.
Die erfindungsgemäße Tastatur umfasst eine oder mehrere, vorzugsweise eine Vielzahl an erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Erfassung eines Tastendrucks. Die Vorteile dieser Tastatur gegenüber herkömmlichen Tastaturen ergeben sich aus den vorstehenden und nachfolgenden Erläuterungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen

1 exemplarisch eine Schraubenfeder,
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Induktivitätsänderung einer Schraubenfeder in Abhängigkeit von der Längenänderung der Schraubenfeder durch Expansion oder Kompression,
3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks in perspektivischer Ansicht,
4 die Vorrichtung nach 3, wobei das Tastenmodul gegenüber dem Schaltungssubstrat abgehoben dargestellt ist,
5 das Tastenmodul der Vorrichtung nach 3 und 4 mit Blick auf die dem Schaltungssubstrat zugewandte Seite des Tastenmoduls,
6 eine Schnittdarstellung des Tastenmoduls nach 5,
7 das Federelement des Tastenmoduls nach 5 und 6, angeordnet auf dem Schaltungssubstrat, in einem expandierten Zustand,
8 das Federelement des Tastenmoduls nach 5 und 6, angeordnet auf dem Schaltungssubstrat, in einem komprimierten Zustand,
9 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Federelements einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
10 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Federelements einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
11 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Federelements einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, angehoben gegenüber dem Schaltungssubstrat,
12 das Federelement nach 11, angeordnet auf dem Schaltungssubstrat, und
13 eine alternative Ausführungsform eines Betätigungselements und eines Federelements einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 und 2 wurden bereits vorstehend im Zusammenhang mit der allgemeinen Erläuterung der physikalischen Hintergründe der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
3 bis 8 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Erfassung eines Tastendrucks. Die Vorrichtung umfasst ein Schaltungssubstrat 2 mit einem als LED ausgebildeten Leuchtmittel 20 und ein an dem Schaltungssubstrat 2 angebrachtes Tastenmodul 4. Das Tastenmodul 4 wiederum weist ein Gehäuse 5 und ein Betätigungselement 6, insbesondere einen Stößel, auf. Das Betätigungselement 6 ist relativ zum Gehäuse 5 des Tastenmoduls 4 und zum Schaltungssubstrat 2 zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition bewegbar. Weiter umfasst das Tastenmodul 4 ein entlang seiner Längsachse komprimierbares und expandierbares Federelement 7 zum Rückstellen des Betätigungselements 6 von einer Betätigungsposition in die Ruheposition, wobei eine Bewegung des Betätigungselements 6 mit einer Kompression oder Expansion des Federelements 7 entlang seiner Längsachse verbunden ist.
Das in 5 und 6 erkennbare und in 8 und 9 näher gezeigte Federelement 7 umfasst eine erste Schraubenfeder 8a und eine zweite Schraubenfeder 8b. Die erste Schraubenfeder 8a umfasst einen elektrisch leitenden ersten Federdraht 9a. Die zweite Schraubenfeder 8b umfasst einen elektrisch leitenden zweiten Federdraht 9b. Beide Federdrähte 9a, 9b weisen jeweils ein erstes Ende 10a, 10b und ein zweites Ende 11a, 11b auf. Bei der ersten Schraubenfeder 8a und bei der zweiten Schraubenfeder 8b handelt es sich um Druckfedern, die bei Drücken des Betätigungselements 6 komprimiert werden. Wird das Betätigungselement 6 nicht mehr gedrückt, expandieren die erste Schraubenfeder 8a und die zweite Schraubenfeder 8b und bewegen das Betätigungselement 6 in seine Ruheposition.
Die erste Schraubenfeder 8a und die zweite Schraubenfeder 8b sind parallel zueinander ausgerichtet und ineinander angeordnet, wobei die erste Schraubenfeder 8a mit einem kleineren Radius innerhalb der zweiten Schraubenfedere 8b mit einem größeren Radius angeordnet ist, mit im Wesentlichen auf der gleichen Gerade liegenden Längsachsen. Das erste Ende 10a des ersten Federdrahts 9a und das zweite Ende 11b des zweiten Federdrahts 9b sind an einer ersten Längsseite 7a des Federelements 7 angeordnet. Die erste Längsseite 7a ist dem Schaltungssubstrat 2 zugewandt. An der ersten Längsseite 7a werden, wie nachfolgend näher beschrieben wird, die Federdrähte 9a, 9b elektrisch kontaktiert. Das zweite Ende 11a des ersten Federdrahts 9a und das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b sind an einer zweiten Längsseite 7b des Federelements 7, die der ersten Längsseite 7a gegenüberliegt, angeordnet.
Das Schaltungssubstrat 2 weist zwei elektrisch miteinander verbundene (nicht dargestellt) erste elektrische Kontakte 12 und zwei elektrisch miteinander verbundene (nicht dargestellt) zweite elektrische Kontakte 13 auf. Die ersten elektrischen Kontakte 12 kontaktieren unmittelbar das erstes Ende 10a des ersten Federdrahts 9a der ersten Schraubenfeder 8a elektrisch. Die erste Schraubenfeder 8a ist hierbei auch in der Ruheposition des Betätigungselements 6 vorgespannt, so dass ein sicherer elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Weiter kontaktieren die ersten elektrischen Kontakte 12 mittelbar über die erste Schraubenfeder 8a das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b der zweiten Schraubenfeder 8b elektrisch. Die zweiten elektrischen Kontakte 13 kontaktieren unmittelbar das zweite Ende 11b des zweiten Federdrahts 9b der zweiten Schraubenfeder 8b elektrisch. Die zweite Schraubenfeder 8b ist hierbei auch in der Ruheposition des Betätigungselements 6 vorgespannt, so dass ein sicherer elektrischer Kontakt gewährleistet ist. Weiter kontaktieren die zweiten elektrischen Kontakte 13 mittelbar über die zweite Schraubenfeder 8b das zweite Ende 11a des ersten Federdrahts 9a der ersten Schraubenfeder 8a elektrisch.
Das zweite Ende 11a des ersten Federdrahts 9a und das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b sind an der zweiten Längsseite 7b des Federelements 7 nicht unmittelbar miteinander verbunden, vielmehr ist eine mittelbare elektrische Verbindung über ein elektrisches Verbindungselement 17a, ausgebildet als ringförmige Kappe aus Metall, vorgesehen.
Die elektrische Verbindung über das Verbindungselement 17a ist trennbar ausgestaltet. Das zweite Ende 11a des ersten Federdrahts 9a liegt formschlüssig und/oder kraftschlüssig an einer Innenseite eines äußeren Randes des Verbindungselements 17a an, das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b liegt formschlüssig und/oder kraftschlüssig an einer Innenseite eines inneren Randes des Verbindungselements 17a an. Aufgrund dieses Form- und/oder Kraftschlusses sitzt das Verbindungselement 17a fixiert auf den zugeordneten Enden 11a, 10b der Federdrähte 9a, 9b auf und stellt auf diese Weise die elektrische Verbindung zwischen den Drahtenden her.
6 zeigt, dass das Verbindungselement 17a in einer Ausnehmung des Betätigungselements 6 angeordnet ist. Das als ringförmige Kappe ausgebildete Verbindungselement 17a weist einen radialen Schnitt 21 auf, um die Wirkung einer kurzgeschlossenen Sekundärspule im Magnetfeld des Federelements 7, die zu Magnetfeldverlusten führen kann, zu vermeiden. Der Schlitz 21 verhindert einen induzierten Ringstromfluss in dem Verbindungselement 17a.
Diese in 3 bis 8 gezeigte und vorstehend beschriebene Ausgestaltung ermöglicht einen Stromfluss zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 12 und dem zweiten elektrischen Kontakt 13 durch die Federdrähte 9a, 9b der Schraubenfedern 8a, 8b des Federelements 7. Das Federelement 7 ist somit ein Spulenelement mit einer elektrischen Induktivität, die sich bei Kompression oder Expansion des Federelements 7 entlang seiner Längsachse verändert.
Schematisch ist mit gestrichelten Linien in 3 und 4 angedeutet, dass die Vorrichtung 1 eine Einrichtung 14 zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements 7 umfasst. Diese Einrichtung 14 ist als Betätigungssensor zur Erfassung der Betätigung des Betätigungselements ausgebildet ist, indem die Einrichtung 14 eine Auswerteeinheit 15 umfasst, die dazu ausgebildet ist, aus der Induktivitätsveränderung des Federelements 7 die Kompression oder Expansion des Federelements 7 entlang seiner Längsachse und damit eine Längenänderung des Federelements 7 und damit eine Positionsveränderung des Betätigungselements 6 zu ermitteln.
4 bis 8 zeigen, dass das Tastenmodul 4 einen Vorsprung 18 an seiner dem Schaltungssubstrat zugewandten Seite aufweist. Dieser Vorsprung 18 ist in einer korrespondierende Ausnehmung 19 im Schaltungssubstrat 2 platziert. Vorsprung 18 und Ausnehmung 19 sorgen für eine zuverlässige, vorgesehene Anordnung des Tastenmoduls 4 auf dem Schaltungssubstrat 2 bei der Montage.
7 zeigt das Federelement 7 des Tastenmoduls 4, angeordnet auf dem Schaltungssubstrat 2, in einem expandierten Zustand. 8 zeigt das Federelement 7 des Tastenmoduls 4, ebenfalls angeordnet auf dem Schaltungssubstrat 2, in einem komprimierten Zustand.
9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Federelements 7 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Im Grundsatz unterscheidet sich die Vorrichtung 1, in die dieses Federelement 7 eingebaut sein kann, nicht von der in 3 bis 8 gezeigten Vorrichtung 1. Das Federelement weißt wiederum zwei ineinander angeordnete Schraubenfedern, eine innenliegende erste Schraubenfeder 8a mit kleinerem Radius und eine außenliegende Schraubenfeder 8b mit größerem Radius, auf. Die erste Schraubenfeder 8a ist von einem ersten Federdraht 9a und die zweite Schraubenfeder ist von einem zweiten Federdraht 9b gebildet. Auch sind wiederum an der ersten Längsseite 7a des Federelements 7 das erste Ende 10a des ersten Federdrahts 9a und das zweite Ende 11b des zweiten Federdrahts 9b als freie Enden zur elektrischen Kontaktierung des in 9 nicht dargestellten ersten elektrischen Kontakts 12 und zweiten elektrischen Kontakts 13 des Schaltungssubstrats 2 vorgesehen.
Allerdings weist das Federelement 7 nach 9 anstelle des Verbindungselement 17a an der zweiten Längsseite 7b des Federelements 7 einen durchgehenden Federdraht auf, das heißt der erste Federdraht 9a der innenliegenden ersten Schraubenfeder 8a geht an seinem zweiten Ende 11a in das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b der außenliegenden zweiten Schraubenfeder 8b über. Das zweite Ende 11a des ersten Federdrahts 9a und das erste Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b sind somit an der zweiten Längsseite 7b des Federelements 7 unmittelbar elektrisch miteinander verbunden. Der erste Federdraht 9a und der zweite Federdraht 9b bilden einen gemeinsamen Federdraht des Federelements 7.
10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Federelements 7 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Gezeigt ist lediglich das Federelement 7 und ein Ausschnitt des Schaltungssubstrats 2, die restliche Ausbildung der Vorrichtung 1 entspricht bis auf die erforderlichen Anpassungen an das Federelement 7 im Grundsatz der in 3 bis 8 gezeigten Vorrichtung 1. Im Unterschied zu den Federelementen 7 nach 5 bis 8 und nach 9 sind bei diesem Federelement 7 zwei Schraubenfedern, eine erste Schraubenfeder 8a und eine zweite Schraubenfeder 8b, nebeneinander angeordnet. Die erste Schraubenfeder 8a ist von einem ersten Federdraht 9a und die zweite Schraubenfeder ist von einem zweiten Federdraht 9b gebildet. Die beiden Schraubenfedern 8a, 8b sind parallel zueinander angeordnet, ihre Längsachsen verlaufen parallel zueinander, allerdings zueinander beabstandet.
Auf dem Schaltungssubstrat 2 sind zwei nebeneinander angeordnete elektrische Kontakte, ein erster elektrischer Kontakt 12 und ein zweiter elektrischer Kontakt 13 vorgesehen. Das erste Ende 10a des ersten Federdrahts 9a der ersten Schraubenfeder 8a kontaktiert den ersten elektrischen Kontakt 12. Das zweite Ende 11b des zweiten Federdrahts 9b der zweiten Schraubenfeder 8b kontaktiert den zweiten elektrischen Kontakt 13.
Zur Ausbildung des elektrischen Kontakts zwischen dem zweiten Ende 11a des ersten Federdrahts 9a der ersten Schraubenfeder 8a und dem ersten Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b der zweiten Schraubenfeder 8b ist bei diesem dritten Ausführungsbeispiel der Schraubenfeder 7 eine längliche Platte als elektrisches Verbindungselement 17b vorgesehen, beispielsweise gebildet aus einem Metall. Durch Anordnung des Federelements 7 mit Vorspannung im Tastenmodul 4 sind die beiden Schraubenfedern 8a, 8b auch in der Ruheposition des Betätigungselements vorgespannt und die jeweiligen Enden werden somit gegen die elektrischen Kontakte 12, 13 und gegen das elektrische Verbindungselement 17b gedrückt und stellen dadurch zuverlässig die elektrische Kontaktierung her.
Das in 10 als längliche Platte ausgebildete elektrische Verbindungselement 17b ist eine durgehende Platte, die im montierten Zustand immer einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Schraubenfedern 8a, 8b herstellt. Lediglich symbolisch ist in 10 durch gestrichelte Linien angedeutet, dass alternativ hierzu in der vorgesehenen elektrischen Verbindung, hier der länglichen Platte, auch ein Schalter 16 angeordnet sein kann. Dieser Schalter 16 kann so angeordnet und ausgebildet sein, dass er die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Ende 11a des ersten Federdrahts 9a der ersten Schraubenfeder 8a und dem ersten Ende 10b des zweiten Federdrahts 9b der zweiten Schraubenfeder 8b trennen und schließen kann. Somit besteht die Möglichkeit, den Stromfluss durch das Federelement 7 zu unterbrechen und damit die Möglichkeit zur Erfassung der Induktionsänderung des Federelements 7 zu unterbinden.
11 und 12 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Federelements 7 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, das im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel des Federelements 7 nach 10 entspricht, so dass auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Die Federelemente 7 unterscheiden sich in der Ausbildung der Schraubenfedern 8a, 8b zur ersten Längsseite 7a des Federelements 7 hin. Dort nimmt der Radius der Schraubenfedern 8a, 8b von einem größeren zu einem kleineren Radius ab. Diese Radiusabnahme kann konisch oder auch stufenartig erfolgen. Ferner zeigen 11 und 12 einen Ausschnitt eines Gehäuses 5 des Tastenmoduls. Dieses Gehäuse 5 weist für jede Schraubenfeder 8a, 8b eine Führung in Form einer Ausnehmung auf, die zur dem Schaltungssubstrat 2 zugewandten Seite des Gehäuses 5 hin einen abnehmenden Radius entsprechend dem abnehmenden Radius der Schraubenfern 8a, 8b aufweist. Dadurch können die Schraubenfedern 8a, 8b innerhalb des Tastenmoduls mit Vorspannung gehalten werden und dennoch zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung mit den Kontakten des Schaltungssubstrats 2 vor der Montage auf dem Schaltungssubstrat 2 aus dem Gehäuse 5 des Tastenmoduls herausstehen. 11 zeigt zunächst das Federelement 7 und das Gehäuse 5 des Tastenmoduls in einem noch gegenüber dem Schaltungssubstrat 2 angehobenen Zustand, vor der Montage des Tastenmoduls auf das Schaltungssubstrat 2. In diesem angehobenen Zustand stehen die Federelemente 8a, 8b aufgrund der Vorspannung im Tastenmodul noch aus dem Gehäuse 5 heraus. 12 zeigt einen abgesenkten Zustand, in dem das Tastenmodul bereits auf das Schaltungssubstrat 2 montiert ist und somit das Gehäuse 5 an dem Schaltungssubstrat 2 anliegt. Die beiden Schraubenfedern 8a, 8b sind nunmehr in die jeweilige Ausnehmung im Gehäuse 5 hineingedrückt, ihre jeweiligen Enden 10a, 11b werden mit Vorspannung gegen die elektrischen Kontakte 12, 13 gedrückt und stellen dadurch zuverlässig die elektrische Kontaktierung her. Hierdurch werden auch Fertigungstoleranzen ausgeglichen.
Die Ausbildung und Anordnung der Schraubenfedern 8a, 8b sorgt bei allen gezeigten Beispielen dafür, dass sich die Schraubenfedern 8a, 8b auch bei Bewegung des Betätigungselements nicht in unerwünschter Weise berühren können und somit auch keine unerwünschten elektrischen Kontakte entstehen.
13 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Betätigungselements 6 und eines Federelements 7 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Betätigungselement 6 ist hier ein Doppelflügelmechanismus mit zwei Flügelkomponenten, nämlich einer ersten Flügelkomponente 22a und einer zweiten Flügelkomponente 22b, die aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Metall, gebildet sind oder zumindest elektrisch leitend beschichtet oder in anderer Weise elektrisch leitend ausgebildet sind und im gezeigten Beispiel jeweils zweiteilig gebildet sind, wobei die jeweils zwei Teile relativ zueinander beweglich sind, in jedem Bewegungszustand jedoch elektrisch miteinander kontaktiert sind.
Das Federelement 7 ist in diesem Fall eine Schraubenfeder 8, die als Zugfeder ausgebildet ist und die erste Flügelkomponente 22a und die zweite Flügelkomponente 22b mechanisch miteinander verbindet. Die Schraubenfeder 8 weist einen Federdraht 9 auf, wobei ein erstes Ende 10 des Federdrahts 9 mechanisch und elektrisch mit der ersten Flügelkomponente 22a und ein zweites Ende 11 des Federdrahts mechanisch und elektrisch mit der zweiten Flügelkomponente 22b verbunden ist. Wird in 13 von oben auf das Betätigungselement 6 gedrückt, so wird die Schraubenfeder 8 expandiert. Wir nicht mehr gedrückt, komprimiert sich die Schraubenfeder 8 wieder und überführt hierbei das Betätigungselement 6 in seine Ruheposition.
Die erste Flügelkomponente 22a bildet einen ersten Positionier- und Kontaktierungsvorsprung 23a aus, mittels dem die Flügelkomponente in einem nicht dargestellten Schaltungssubstrat positioniert ist und über den ein schematisch dargestellter erster elektrischer Kontakt 12 des Schaltungssubstrats elektrisch kontaktiert wird. Somit kontaktiert das erste Ende 10 des Federdrahts 9 mittelbar über die ersten Flügelkomponente 22a den ersten elektrischen Kontakt 12. Die zweite Flügelkomponente 22b bildet einen zweiten Positionier- und Kontaktierungsvorsprung 23b aus, mittels dem die Flügelkomponente in dem nicht dargestellten Schaltungssubstrat positioniert ist und über den ein schematisch dargestellter zweiter elektrischer Kontakt 13 des Schaltungssubstrats elektrisch kontaktiert wird. Somit kontaktiert das zweite Ende 11 des Federdrahts 9 mittelbar über die zweite Flügelkomponente 22b den zweiten elektrischen Kontakt 13.
Aufgrund dieser Ausbildung ist ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 12 und dem zweiten elektrischen Kontakt 13 durch den Federdraht 9 der Schraubenfeder 8 des Federelements 7 möglich, so dass das Federelement 7 ein Spulenelement mit einer elektrischen Induktivität ist, wobei sich die Induktivität des Federelements 7, konkret der Schraubenfeder 8, bei Kompression oder Expansion entlang seiner Längsachse verändert. Diese Induktivitätsänderung des Federelements 7 kann wiederum über eine hier nicht dargestellte Einrichtung zur Erfassung der Induktivitätsänderung erfasst werden.
Alle in den Ausführungsbeispielen vorgesehenen Federdrähte 9a, 9b der Schraubenfedern 8a, 8b und/oder die Verbindungselemente 17a, 17b können aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet sind sein, beispielsweise aus Metall, und/oder sie sind mit einem elektrisch leitenden Werkstoff beschichtet. Einzelne der gezeigten mechanischen Verbindungen oder auch alle gezeigten mechanischen Verbindungen können alternativ auch durch stoffschlüssige Verbindungen, beispielsweise mittels Löten oder Schweißen, hergestellt sein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Schaltungssubstrat, ausgebildet als Leiterplatte
3: Schnittstelle zur Anbringung einer Tastenkappe
4: Tastenmodul
5: Gehäuse des Tastenmoduls 4
6: Betätigungselement
7: Federelement
7a: erste Längsseite des Federelements 7
7b: zweite Längsseite des Federelements 7
8: Schraubenfeder
8a: erste Schraubenfeder
8b: zweite Schraubenfeder
9: Federdraht
9a: erster Federdraht
9b: zweiter Federdraht
10: erstes Ende des Federdrahts 9
10a: erstes Ende des ersten Federdrahts 9a
10b: erstes Ende des zweiten Federdrahts 9b
11a: zweites Ende des ersten Federdrahts 9a
11: zweites Ende des Federdrahts 9
11b: zweites Ende des zweiten Federdrahts 9b
12: erster elektrischer Kontakt
13: zweiter elektrischer Kontakt
14: Einrichtung zur Erfassung der Induktivitätsveränderung des Federelements 7
15: Auswerteeinheit
16: Schalter
17a: elektrisches Verbindungselement, ausgebildet als ringförmige Kappe
17b: elektrisches Verbindungselement, ausgebildet als längliche Platte
18: Vorsprung
19: Ausnehmung
20: Leuchtmittel, ausgebildet als LED
21: Schlitz
22a: erste Flügelkomponente
22b: zweite Flügelkomponente
23a: erster Positionier- und Kontaktierungsvorsprung
23b: zweiter Positionier- und Kontaktierungsvorsprung
100: Schraubenfeder
101: Federdraht
102: erstes Ende des Federdrahts
103: zweites Ende des Federdrahts
L: Induktivität der Spule und damit der Schraubenfeder
l: Länge der Spule und damit der Schraubenfeder

Claims

Vorrichtung (1) zur Erfassung eines Tastendrucks umfassend ein Schaltungssubstrat (2) und ein an dem Schaltungssubstrat (2) angebrachtes Tastenmodul (4) mit einem Gehäuse (5), einem relativ zum Gehäuse (5) des Tastenmoduls (4) und zum Schaltungssubstrat (2) zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition bewegbaren Betätigungselement (6) und einem entlang seiner Längsachse komprimierbaren und expandierbaren Federelement (7) zum Rückstellen des Betätigungselements (6) von der Betätigungsposition in die Ruheposition, wobei eine Bewegung des Betätigungselements (6) mit einer Kompression oder Expansion des Federelements (7) entlang seiner Längsachse verbunden ist, wobei das Federelement (7) ein oder mehrere Schraubenfedern (8; 8a, 8b) umfassend je einen elektrisch leitenden Federdraht (9; 9a, 9b) aufweist, wobei jeder Federdraht (9; 9a, 9b) ein erstes Ende (10; 10a, 10b) und ein zweites Ende (11; 11a, 11b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungssubstrat (2) mindestens einen ersten elektrischen Kontakt (12), der unmittelbar oder mittelbar das erstes Ende (10) des Federdrahts (9) oder die ersten Enden (10a, 10b) der Federdrähte (9a, 9b) elektrisch kontaktiert, und mindestens einen zweiten elektrischen Kontakt (13), der unmittelbar oder mittelbar das zweite Ende (11) des Federdrahts (9) oder die zweiten Enden (11a, 11b) der Federdrähte (9a, 9b) elektrisch kontaktiert, aufweist, so dass ein Stromfluss zwischen dem ersten elektrischen Kontakt (12) und dem zweiten elektrischen Kontakt (13) durch den oder die Federdrähte (9; 9a, 9b) der Schraubenfeder (8) oder der Schraubenfedern (8a, 8b) des Federelements (7) möglich ist, so dass das Federelement (7) ein Spulenelement mit einer elektrischen Induktivität ist, wobei sich die Induktivität des Federelements (7) bei Kompression oder Expansion entlang seiner Längsachse verändert, und dass die Vorrichtung (1) eine Einrichtung (14) zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements (7) umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Erfassung der Induktivitätsänderung des Federelements (7) als Betätigungssensor zur Erfassung der Betätigung des Betätigungselements (6) ausgebildet ist, indem die Einrichtung (14) eine Auswerteeinheit (15) umfasst, die dazu ausgebildet ist, aus der Induktivitätsveränderung des Federelements (7) die Kompression oder Expansion des Federelements (7) entlang seiner Längsachse und damit eine Längenänderung des Federelements (7) und damit eine Positionsveränderung des Betätigungselements (6) zu ermitteln.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (7) mindestens zwei parallel zueinander ausgerichtete, nebeneinander oder ineinander angeordnete Schraubenfedern (8a, 8b), nämlich eine erste Schraubenfeder (8a) mit einem ersten Federdraht (9a) und eine zweite Schraubenfeder (8b) mit einem zweiten Federdraht (9b), aufweist, wobei das erste Ende (10a) des ersten Federdrahts (9a) und das zweite Ende (11b) des zweiten Federdrahts (9b) an einer ersten Längsseite (7a) des Federelements (7) und das zweite Ende (11a) des ersten Federdrahts (9a) und das erste Ende (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an einer zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (11a) des ersten Federdrahts (9a) und das erste Ende (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an der zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) unmittelbar oder mittelbar elektrisch miteinander verbunden oder verbindbar sind, und dass die elektrische Kontaktierung des ersten Endes (10a) des ersten Federdrahts (9a) mit dem ersten elektrischen Kontakt (12) des Schaltungssubstrats (2) sowie die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes (11b) des zweiten Federdrahts (9b) mit dem zweiten elektrischen Kontakt (13) des Schaltungssubstrats (2) an der ersten Längsseite (7a) des Federelements (7) erfolgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung des zweiten Endes (11a) des ersten Federdrahts (9a) und des ersten Endes (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an der zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) einen Schalter (16) zum Schließen und Trennen der elektrischen Verbindung aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (16) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er bei Bewegung des Betätigungselements (6) in Richtung Betätigungsposition und/oder in Richtung Ruheposition an einer oder mehreren vorgegebenen Bewegungspositionen die elektrische Verbindung schließt oder trennt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung des zweiten Endes (11a) des ersten Federdrahts (9a) und des ersten Endes (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an der zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) durch eine unmittelbare oder mittelbare mechanische Verbindung des zweiten Endes (11a) des ersten Federdrahts (9a) und des ersten Endes (10b) des zweiten Federdrahts (9b) hergestellt ist, wobei die mechanische Verbindung eine trennbare mechanische Verbindung ist, so dass auch die elektrische Verbindung trennbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung eine unmittelbare formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Ende (11a) des ersten Federdrahts (9a) und dem ersten Ende (10b) des zweiten Federdrahts (9b) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dass das zweite Ende (11a) des ersten Federdrahts (9a) und das erste Ende (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an der zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) mittelbar elektrisch über ein elektrisches Verbindungselement (17a, 17b) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass das zweite Ende (11a) des ersten Federdrahts (9a) und das erste Ende (10b) des zweiten Federdrahts (9b) an der zweiten Längsseite (7b) des Federelements (7) unmittelbar elektrisch miteinander verbunden sind, indem der erste Federdraht (9a) in den zweiten Federdraht (9b) übergeht, so dass der erste Federdraht (9a) und der zweite Federdraht (9b) einen gemeinsamen Federdraht des Federelements (7) bilden, dessen freie Enden an der ersten Längsseite (7a) des Federelements (7) unmittelbar oder mittelbar die elektrische Kontaktierung des ersten elektrischen Kontakts (12) und des zweiten elektrischen Kontakts (13) des Schaltungssubstrats (2) herstellen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung des ersten Endes (10a) des ersten Federdrahts (9a) mit dem ersten elektrischen Kontakt (12) und/oder die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes (11b) des zweiten Federdrahts (9b) mit dem zweiten elektrischen Kontakt durch eine mechanische Kontaktverbindung des ersten Endes (10a) des ersten Federdrahts (9a) mit dem ersten elektrischen Kontakt (12) und/oder des zweiten Endes (11b) des zweiten Federdrahts (9b) mit dem zweiten elektrischen Kontakt (13) hergestellt ist, wobei die mechanische Kontaktverbindung dadurch gebildet ist, dass die erste Schraubenfeder (8a) und/oder die zweite Schraubenfeder (8b) und damit der erste Federdraht (9a) und/oder der zweite Federdraht (9b) bereits in der Ruheposition des Betätigungselements (6) zwischen Betätigungselement (6) und Schaltungssubstrat (2) komprimiert und damit vorgespannt sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung des ersten Endes (10a) des ersten Federdrahts (9a) mit dem ersten elektrischen Kontakt (12) und/oder die elektrische Kontaktierung des zweiten Endes (11b) des zweiten Federdrahts (9b) mit dem zweiten elektrischen Kontakt (13) durch eine stoffschlüssige Kontaktverbindung des ersten Endes (10a) des ersten Federdrahts (9a) mit dem ersten elektrischen Kontakt (12) und/oder des zweiten Endes (11b) des zweiten Federdrahts (9b) mit dem zweiten elektrischen Kontakt (13) hergestellt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Federdrähte (9, 9a, 9b) der Schraubenfeder (8) oder der Schraubenfedern (8a, 8b) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildet sind oder mit einem elektrisch leitenden Werkstoff beschichtet sind.
Tastatur umfassend eine oder mehrere Vorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.