DE2057373B2 - Tastenwerk mit einem tastenfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tastenwerk mit einem Tastenfeld und wenigstens einem elastischen Kraftübertragungsglied zur Betätigung von Membranschaltern, die vorzugsweise in einer Matrix angeordnet und je mit wenigstens einem Paar übereinander angeordneter, durch eine dazwischenliegende, an der Schaltstelle mit einem Loch versehenen Isolierfolie voneinander getrennter elektrischer Kontaktelemente ausgerüstet sind, von denen jeweils eines mit dei Membran verbunden ist.

Membranschalter haben gegenüber den allgemein bekannten elektro-mechanischen Schaltern, die als Einzelelemente oder zusammengefaßt in Tastaturen benutzt werden, die Vorzüge, daß sie nur einen sehi kleinen Betätigungshub und eine sehr geringe Betätigungskraft benötigen, daß sie außerdem sehr kleine Abmessungen aufweisen und demzufolge in einei großen Packungsdichte in Tastaturen, z. B. für elektronische Rechner, Datenendstellen, Bildschirmgeräten, in Setz- und Druckmaschinen oder anderen Eingabestationen, beispielsweise bei Lehrgeräten al« Antworttableaus, oder als Verteiler- oder Wählschaltungen Verwendung finden.

In den vorstehend erwähnten Anwendungsfäller für Membranschalter sind diese vorzugsweise ir Form einer Matrix angeordnet; jedoch sind auch andere, beispielsweise reihen- oder zellenförmige Anordnungen gebräuchlich. Derartige reihen- oder zellenförmige Anordnungen sind denkbar bei codierter Sicherheitsschlössern, in elektronischen Musikinstrumenten, in Abfühl- oder Eingabestationen für codierte Aufzeichnungsträger, Lochkarten u. dgl., odei in Steuerungsanlagen, beispielsweise Fahrstühlen,

Die Betätigung der vorwiegend zu Tastaturen odei

Tableaus zusammengefaßten Membrnnschalter kann von Hand durch das leichte Aufdrücken eines Betätigungsstiftes oder durch den Anschlag von Tosten erfolgen,

Der konstruktive Aufbau von Membranschaltern und ihre Wirkungsweise sind beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 308 253 bekannt, während Tastenwerke, die mit derartigen Membranschaltem ausgerüstet sind, in den USA.-Patentschriften 3 383 338, 3 494 550 und 3 517 149 beschrieben sind. Bei diesen Tastenwerken sind jeder Tastenposition eine separate Taste, ein elastisches Kupplungselement und ein Betätigungsglied als Kraftübertragungsglied zugeordnet. Ein ähnliches, auf dem Prinzip des Membranschalters beruhendes, elektrisches Verbindungssystem für eine vielschichtige elektrische Schaltung, die durch ein Tastenwerk betätigt wird, wurde in der deutschen Patentanmeldung P 20 23 184.9 (deutsche Offenlegungsschrift 2 023 184) vorgeschlagen. Dieses Verbindungssystem besteht aus einem Stapel überein- so anderliegender flexibler Schichten, die an ihren Randbereichen mit deckungsgleichen Kontaktzungen versehen sind und die durch Isolie; folien voneinander getrennt sind. Dieser Stapel oder Packen ist in einer Hülle aus elastomeren Material eingeschlossen, über der die Tasten zur Betätigung der einzelnen flexiblen, die Kontaktzungen tragenden Schichten angeordnet sind. Jeder flexiblen Schicht, die jeweils ein besonderes Leitungsmuster oder eine ihr eigentümlich? Kontaktanordnung aufweist, ist eine Taste zugeordnet, die mit ihrem Stößel bei einem Tastenanschlag auf die flexible Schicht drückt und diese auslenkt, wodurch die gewünschte Schaltungsverbindung mit einer benachbarten korrespondierenden Schicht hergestellt wird. Damit beim Anschlag einer Taste jweils nur die dieser zugeordnete flexible Schicht ausgelenkt und nur nie gewünschte Schaltverbindung hergestellt wird, sind die anderen Schichten an dieser Betätigungsstelle mit einer öffnung versehen. Beim Anschlag einer Taste drückt deren Stößel auf die elastomere Hülle und diese durch die öffnungen in den Schichten auf die auszulenkende Schicht.

Da Tastaturen mit Membranschaltem be'm Anschlag einer Taste nur eine geringe Betätigungskraft und nur einen relativ sehr kleinen Ausknkhub benötigen im Vergleich mit den bekannten mechanischen oder elektromechanischen Tastaturen, ist man bestrebt, das Tastenwerk bei Membranschalter-Tastaturen so zu gestalten, daß eine Bedienungsperson den Eindruck des gleichen »Anschlaggefühls« bei der Betätigung einer derartigen Tastatur erhält wie beim Anschlag einer mechanischen oder elektromechanischen Tastatur. Außerdem sieht man bei diesen Tastaturen mit Membranschaltem Einrichtungen vor, die eine Konzentration der Betätigungskraft auf die gewünschte Schaltstelle bewirken, die jedoch eine Beschädigung der Membran oder der Kontaktelemente durch übermäßige Krafteinwirkung oder überdehnung verhindern.

Eine derartige Tastenvorrichtung zur Betätigung eines druckempfindlichen Schalters wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 16 40 523.5 vorgeschlagen. Bei diesem Tastenwerk befindet sich über der Membran bzw. deren Deckplatte an jeder Schaltstelle eine kleine Kugel, die in der öffnung einer Zwi- schenplatte geführt ist und die zur konzentrierten Einleitung der Betätigungskraft auf die Mitte der jeweiligen Sehaltstelle dient. Auf der Zwischenplatte, die auf ihrer Oberseite mit Aussparungen versehen ist, liegt eine verhältnismäßig dicke elastomere Schicht, auf der die einzelnen Tasten aufliegen. Diese elastomere Schicht wirkt als Federelement für die Tasten und dienst zur Erzeugung des Leerhubes und zur Rückstellung der Tasten in die Grundstellung,

Die bekannten Tastaturen mit Membronschaltern, insbesondere solche, bei denen mehrere Schaltstellen in einer Ebene nahe beieinanderliegen und denen eine gemeinsame Membran zugeordnet ist, sind noch mit dem Nachteil behaftet, daß beim Anschlag einer Taste für eine bestimmte Schaltstelle nicht nur diese betätigt wird, sondern daß auch die Möglichkeit besteht, daß benachbarte Schaltstellen unerwünschter Weise kurzzeitig schließen und somit Fehler und Störungen im Betrieb verursachen. Durch diese Unsicherheit weiden die Vorzüge der Membran-Tastaturen eingeschränkt. Es wurde festgestellt, daß das unerwünschte kurzzeitige Schließen benachbarter Schaltstellen darauf zurückzuführen ist, daß die Schaltstellen der Membran-Schalter über ihre gemeinsame Membran und/oder die darüberliegende Deckschicht mechanisch miteinander gekoppelt sind und daß von der betätigten Schaltstelle Kraftwellen ausgehen, die die benachbarten Schaltstellen beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Tastenwerk zur Betätigung von Membranschaltem zu schaffen, das die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist, bei dem mit Sicherheit gewährleistet ist, daß nur die der jeweils angeschlagenen Taste zugeordnete Schaltstelle eines Membranschalters betätigt wird. Außerdem bestehen noch die folgenden Forderungen:

Das Tastenwerk soll einen einfachen, übersichtlichen Aufbau aufweisen und nur aus wenigen Teilen bestehen, die jeweils gemeinsam einer Taste und Kontaktstelle zugeordnet sind. Trotz der einfachen Struktur des Tastenwerkes soll die Bedienungsperson beim Anschlag einer Taste die Reaktion der Mechanik bezüglich der für die Auslösung des Schaltvorganges aufzuwendenden Kraft des Leer- bwz. Überschußhubes und der Härte des Tastenanschlags spüren können.

Das Tastenwerk soll außerdem so ausgelegt sein, daß bei einer Einwirkung einer übermäßig großen Druckkraft auf eine Taste der Membranschalter durch eine Einrichtung vor einer Beschädigung geschützt wird.

Weiter soll das Tastenwerk so gestaltet sein, daß auf die Kontaktstelle eines Membranschalters immer die gleiche Druckkraft einwirkt, unabhängig ob die betätigte Taste genau in der Mitte oder außerhalb der Mitte angeschlagen wird, dabei soll das Tastenwerk immer c"jn gleichen Hub ausführen.

Die gesamte Tastatur einschließlich der Membranschalter und des Tastenwerkes sollen stoßfest und so ausgelegt sein, daß auch kurze, harte Stöße nicht zu einer unerwünschten Schließung von Kontaktstellen führen oder zu einer Beschädigung von Bauteilen.

Das Schließen oder das öffnen der Kontaktstellen durch das Tastenwerk soll prellfrei erfolgen, und die übertragung von Vibrationen auf die Kontaktstellen soll auf ein Minimum reduziert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kraftübertragungsglied ein über der Membran angeordnetes, elastisch auslenkbares Betätigungsglied enthält, das an seiner Unterseite Über

jeder Schaltstelle mit einem vorstehenden zur Membran gerichteten elastisch verformbaren Teil versehen ist, das zur Schalterbetätigung wenigstens einen zentral angeordneten Vorsprung aufweist, der zur Schaltstelle und zur Taste ausgerichtet ist, und daß die Randzone des vorstehenden Teiles so gestaltet ist, daß diese bei einer Tastenbetätigung erst nach dem Reritralen Vorsprung auf die Membran einwirkt und diese auf die Isolierfolie drückt.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Tastenwerk mit einem Tastenfeld zum Betätigen von Membranschaltern, die vorzugsweise in einer Matrix angeordnet sind, jedoch auch eine andere Verteilerform aufweisen können, z. B., daß das untere Kontaktelement als eine Platte ausgeführt ist. die an einem bestimmten Spannungspotential liegt. Das erfindungsgemäße Tastenwerk besteht aus einer elastischen Platte als Symbolträger, die mit als Tasten dienenden Erhöhungen versehen ist. Diese Symbolträgerplatte ist auswechselbar und liegt indirekt auf einem festen, mit Löchern versehenen Gitter. Zwischen dem Gitter und der Symbolträgerplatte ist eine dünne Schutzschicht eingefügt, um das Eindringen von Schmutz in das Tastenwerk zu verhindern. Über der Membran ist eine elastische und auslenkbare Betätigungsplatte angeordnet, die auf ihrer Unterseite mit warzenförmigen hervorstehenden Ansatzteilen versehen ist. Diese Ansatzteile sind zu den Kontaktstellen und zu den Tasten ausgerichtet, und sie drücken bei einem Tastenanschlag auf die Membran. Auf der Betätigungsscheibe und die Löcher im Gitter ausfüllend liegt eine weiche elastische Schicht, durch die während des Tastenanschlages die einwirkende Druckkraft auf die Betätieungspiatte übertragen wird. Die Ansatzteile auf der Unterseite der Betätigungsplatte sind ebenfalls elastisch verformbar, und sie sind so angeordnet, daß ein zentrales auf die Membran- und die Kontaktstelle drückendes Ansatzteil etwas länger ist als die anderen an der Peripherie angeordneten Ansatzteile. Nach dem Schließen der Kontaktstelle durch die Einwirkung des zentralen Ansatzteiles haben sich auch die äußeren Ansatzteile so weit nach unten bewegt, daß sie auf der Membran aufliegen und diese gegen die starre Trennschicht im Membranschalter drücken. Dadurch wird eine Einwirkung einer übermäßigen Druckkraft auf die Kontaktstelle verhindert und damit gleichzeitig auch eine Bewegungsübertragung der Membran auf benachbarte Kontaktstellen. Eine übermäßige Druckkraft wird somit über die äußeren Ansatzteile, die Membran, die Trennschicht zur Grundplatte abgeleitet.

Weitere Einzelheiten über den Aufbau, die Wirkungsweise und die Vorteile des erfindungsgemäßen Tastenwerkes werden folgend an einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen (Fig. 1 bis 13) beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein integriertes Tastenwerk,

F i ζ. 2 eine Draufsicht auf das Tastenwerk nach Fig.l,

F i g. 3 die zum Niederdrücken einer Taste erforderliche Kraft als Funktion des Hubes der Oberfläche des Betätigungsgliedes.

F i g. 4 die an einer bestimmten Taste aufzuwendende Kraft als Funktion der lateralen Entfernung von der Mitte der Taste,

Fig. 5A einen Querschnitt durch das Betätigungsclied und den Membranschalter der F i g. 1 und 2, F i g. 5 B eine Ujteransicht des Betätigungsgliedes, gesehen in Richtung der Pfeile 5 B in F i g. 5 A,

F i g. 6 A einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Betätigungsgliedes und Schalters, F i g. 6 B eine Unteransicht des Betätigungsgliedes gesehen in Richtung der Pfeile 6 B in F i g. 6 A,

F i g. 7 A einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Betätigungsgliedes,

F i g. 7 B eine Unteransicht des Betätigungsgliedes ίο gesehen in Richtung der Pfeile 7 B in F i g. 7 A,

F i g. 7 C einen Querschnitt entlang der Linie 7 C-7 C der in F i g. 7 A gezeigten Anordnung,

F i g. 8 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Betätigungsgliedes, is F i g. 9 A einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des Betätigungsgliedes mit einer ringförmigen Rippe,

F i g. 9 B eine Unteransicht gesehen in Richtung der Pfeile 9 R des in F i g. 9 Λ dargestellten Betäti- »o gungsgliedes,

Fig. 10A einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Betätigungsgliedes mit kraterförmigen Vertiefungen,

Fig. 10B eine Unteransicht des Betätigungsgliedes i~r Fig. 1OA, gesehen in Richtung der Pfeile 10 R,

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Anordnung mit einem starre Stößel *ur Betätigung des Schalters.

F i g. 12 einen Querschnitt durch eine Anordnung mit einem scharfkantigen Stößel und

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Anordnung mit einem verkanteten Stößel.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Tastenwerk mit weichen, flexiblen Tasten 11 gezeigt, das die Bedienung von Tastenknöpfen 16 gestattet, mit denen an einem Betätigungsglied 20 angeordnete Warzen 21 und 22 abwärts bewegt werden können, um Mcmbranschalter 28 zu bedienen, die eine Membran 23 mit Kontakten 24. eine Trennfolie 25 und einer Folie 30 angeordnete Kontakte 27 aufweisen, wobei die Folie 3C auf einem Träger 29 angeordnet ist.

In der F i g. 1 ist ein Querschnitt durch das Tasten

werk gezeigt, während in der F i g. 2 eine Unteransieht des teilweise abgedeckten Tastenfeldes darge stellt ist. Ein Symbolträger 10, der beispielsweise am Polyuretan-Elastomer bestehen kann u>/i Vorzugs weise 0.25 bis 0.75 mm dick ist, weist Tasten 11 vor etwa 16 mm Durchmesser auf, auf denen die Symbol· angeordnet sind. Der Symbolträger 10 stellt somit dii manuell zu bedienenden Tasten 11 dar. Das Polyure tan-EIastomer wird bevorzugt, weil es zäh und wider standsfähig ist und große örtliche Deformation er laubt. ohne die benachbarten Tastenpositionen zu be einflussen. Der Symbolträger 10 ist für leichte Aus wechselbarkeit gegen einen gleichartigen Symbolträ ger ausgelegt, der jedoch ^ndere Symbole trage:

kann, so daß das Tastenwerk für eine Vielzahl vo Anwendungszwecken geeignet ist.

Unter dem Symbolträger 10 ist eine Schutzschicr

14 aus 0.1 bis 0.25 mm dickem Elastomer angeord net, die den darunterliegenden Betätigungsmechanis mus gegen Eindringen von Staub schützt und da Auswechseln des Symbolträgers 10 erleichtert.

Unter der Schutzschicht 14 ist ein starrer Rahme

15 mit Löchern 17 angeordnet, die mit den Tasten 1 konzentrisch ausgerichtet sind, so daß diese durch d Löcher 17 hindurchgedriickt werden können. In d

Löcher 17 ragen die Tastenknöpfe 16 hinein, die aus chen für jede Taste. Die Tastenfläche kann beispiels-

sehr weichem Elastomer bestehen und die einen inte- weise 16 mm Durchmesser bei einer Schalterfläche

grierenden Bestandteil eines Kissens 18 bilden. Das von nur 3 bis 7 mm Durchmesser aufweisen. Die zur

Elastomer besteht vorzugsweise aus Neopren mit Betätigung eines Schalters aufzuwendende Kraft ist

Zellitruktur und geschlossenen Poren und weist eine 5 über die Tastenfläche im wesentlichen konstant, was

niedrige Kompressibilität auf. Seine Dicke kann zwi- aus der F i g. 4 ersehen werden kann, die zwar einem

sehen 3 und 8 mm liegen. bestimmten Schalter zugeordnet ist und daher nicht

L'nter dem Kissen 18 ist das Betätigungsglied 20 notwendigerweise allgemeingültig, aber trotzdem illu-■ngeordnet, das aus gegossenem Neopren oder son- strativ ist. Das Konstantbleiben der Kraft ist auf die stigem Elastomer mit mittlerer Härte und einer Dicke io Warzen 22 zurückzuführen, die, wie in den F i g. 5 A von etwa 2 mm besteht und das Ansammlungen von und 5 B gezeigt, innerhalb des durch die Tasten 11 kegelstumpfförmigen Warzen 21 und 22 aufweist, wo- definierten Umfangs liegen. Wie erwähnt, sind die äufcei jeweils eine Warze 21 in der Mitte und vier vor- ßeren Warzen 22 etwas kurzer als die zentrale Warze lugsweise etwas kürzere Warzen 22 um die erstere 21, die den Schalter betätigt. Die Warzen 22 dienen angeordnet sind, wie das in den F i g. 5 A und 5 B ge- 15 als Anschlag, durch den das übermäßige Herabdrükreigt ist. Jede der Warzen 21 ist mit den Mitten der ken des Betätigungsgliedes 20 über den für das Tasten 11, der Löcher 1? und der Tastenknöpfe 16 Schließen der Kontaktelemente 24 und 27 nötigen ausgerichtet. Die Warzen 22 liegen auf einem Kreis Hub verhindert werden kann. Dadurch wird die Kraft von etwa 10 mm um die zentrale Warze 21. Die War- verteilt und die Schalter 28 geschützt. Außerdem zen 22 haben eine Höhe von etwa 4 mm, während die ao wird vermieden, daß benachbarte Warzen 21 die ih-Warze 21 etwa 0.15 bis 0,25 mm höher ist als jene. nen zugeordneten Schalter durch die allgemeine AbWenn die Warzen 21 herabgedrückt werden, bringen wärtsbewegung des Betätigungsgliedes 20 in der Umsie die Kontaktelemente 24 und 27 miteinander in gebung des betätigten Tastenknopfes 16 schließen Berührung. Die genannten Kontaktelemente sind können. Vielmehr wirken die Warzen 22 als Dreh-Teile der Membranschalter 28. die weiter unten be- as punkt und veranlassen die sie umgebenden Bereiche schrieben werden. des Betätigungsgliedes 20 sich eher zu heben als zu

Unter dem Betätigungsglied 20 ist eine Matrix von senken. Da die Warzen 22 kürzer sind, begünstigen

Membranschaltern angeordnet, die eine Membran 23 sie das Schließen durch die zentrale Warze 21.

aus elastischem Material wie beispielsweise Poly- Wenn die Taste 11 betätigt wird, ist die ganze

esterfolie von 0.05 bis O.O75mm Dicke aufweisen, die 30 Kraft zunächst in der Warze 21 konzentriert, bis die

etwa 0,03 mm dicke, goldüberzogene Kupferkontakt- Warzen 22 mit dem Schalter 28 in Berührung kom-

elemtnte 24 unter den Warzen 21 angeordnet sind. men. Wenn die Kraft erhöht wird, wird sie mit Hilfe

Unter der Membran 23 ist die ungefähr 0,075 mm der al Anschlag wirkenden W arzen 22 über eine grö-

starke Trennfolie 25 angeordnet, die eine Vielzahl ßere Fläche der Membran 23 und des Schalters 28

von mit den Warzen 21 ausgerichteten Löchern 26 35 verteilt,

aufweist, deren Durchmesser etwa 1 mm beträgt. F i g. 3 zeigt die Arbeitsweise des Betätigungsme-

Die Membran 23 ist von der Trennfolie 25 und chanismus. wobei die angelegte Kraft über cwm Hub

diese ihrerseits von der Folie 30 durch die Kupfer- der Oberfläche des Betätigungsgliedes 20 aufgetragen

kontaktelemente 24 und 27 getrennt, die sich auf bei- ist. wobei der Leerhub, d. h. der Teil des Hubes bis

den Seiten über die Löcher 26 erstrecken, wie das in 40 zum Schließen des Kontaktes, und der Überschuß-

der F i g. 7 C gezeigt ist. und die steif genug sind, um hub. d. h. der Teil des Hubes nach dem Schließen des

die Membran 23 oberhalb der Löcher 26 zu halten. Kontaktes, besonders hervorgehoben sind. Der An-

wenn die Warzen 21 nicht herabgedriickt sind. Die stieg der Kurve am Ende ihres flachen Astes (nach

Folie 30 liegt auf einem Kunststoffträger 29 auf. Sie dem Schalten) kennzeichnet die Neuverteilung der

trägt die Kontaktelemente 27. 45 Last.

Durch die Kombination der sehr weichen Tasten- Die Warze 21 muß ausreichend deformierbar und

knöpfe 16 mit dem Betätigungsglied 20 von mittlerer elastisch sein, so daß die Extrusion des Kupfers und

Härte ergibt sich ein relativ großer Tastenhub mit der Membran 23 minimal gehalten wird und die

Leerhub und Überschußhub, wie in Fig. 3 darge- Membran damit eine lange Lebensdauer hat. Der

stellt. Die weichen Tastenknöpfe 16 und die flexiblen 50 Durchmesser des Loches 26 ist so groß gewählt, daß

Tasten 11 haben zusammen eine kleine Federkon- der Abstand zwischen der Warze 21 und der Kante

stante und einen großen Hub. der von der Steifheit des Loches 26 die auf das Kupfer und die Membran

der Tastenknöpfe 16 und der Tasten 11 abhängt. Ein ausgeübte Scherkraft unterhalb eines kritischen Wer-

geeignetes Mittel, um die Kraft, Hub-Kennlinie, d. h. tes hält.

die Anschlaghärte des Tastenwerks, zu beeinflussen. 55 Die F i g. 6 A und 6 B zeigen einen Querschnit

besteht in der Veränderung des Spalts zsvischen der und eine Unteransicht einer anderen Ausführunss

Schutzschicht 14 und den Tastenknöpfen 16, so daß form des Betätigungsgliedes 20 mit fünf zentraler

eine ausgewählte Taste 11 mehr oder weniger tief ge- Warzen 21 und acht peripheren Warzen 22 zur Beta

drückt werden muß_r bevor die Kraft auf den zugeord- tigung von fünf Sätzen von Kontakten in einem Mem

neten Schalter übertragen wird. Eine andere Möglich- 60 branschaltev 28. Diese Anordnung ist für größen

keit besteht in der Änderung der Steifheiten des Beta- Tastflächen vorteilhaft und auch in den Fällen, in de

tigungsgliedes 20 und des Kissens 18. was entweder nen eine größere Einheitlichkeit der Betätigunsskraf

durch eine Änderung der Geometrie oder durch eine für das Schließen wenigstens eines der Fläche eine

Änderung der Steilheit des Materials erreicht werden Kontaktes 11 zugeordneten Satzes von Koniakten ge

kann. ^S5 fordert wird.

Das Betätigungsglied 20 mit seinen Warzen 21 und Die F i g. 7 A zeigt einen senkrechten Schnitt eni

22 konzentriert die betätigende Kraft auf die Schalter lang der Linie 7A-7A in Fig. 7B. und Fig. 71

28. Diese Anordnung erlaubt relativ große Tastenflä- zeigt eine Unteransicht eines weiteren Ausführung«

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beispiels des Betätigungsgliedes 20, das für die Verwendung in einem ähnlichen Tastenwerk mit quadratischen Tasten geeignet ist. An Stelle der peripheren Warzen 22 wird bei diesem Ausführungsbeispiel de:r Anschlag d'irch eine innerhalb der Tastenfläche 33 liegende Rippe 32 gebildet, wobei die zentralen Warzen 21 innerhalb der Rippe 32 verteilt sind. Die Rippe 32 dient zur Verhinderung der Betätigung benachbarter oder durch benachbarte Tasten und zum Absorbieren der beim Überschußhub auftretenden »o Kräfte, wie das bereits weiter oben beschrieben worden ist.

F i g. 7 C zeigt einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 7 C-7 C in F i g. 7 A, womit veranschaulicht werden soll, wie die Kontaktelemente 24 und 27 an der Trennfolie 25 anliegen, um die letztere von der Membran 23 bzw. von der Folie 30 zu separieren.

F i g. 8 zeigt eine weitere geänderte Ausführungsform des Betätigungsgliedes 20, wobei Anschläge 34 als integrierender Bestandteil der zentralen Warzen ao 21 ausgebildet sind, die bei der Betätigung der Schalter durch die Warzen 21 überschüssige Kraft aufnehmen und verteilen und damit den Schalter schützen.

Fig. 9A zeigt einen senkrechten Schnitt, und F i g. 9 B zeigt eine Unteransicht eines Betäüj.ungs- as gliedes 20, das mit mehreren zentralen Warzen 21 ausgerüstet ist, die individuell von Ringen 35 umgeben sind, analog einer größeren Anzahl Warzen 22, die auf einer konzentrischen Kreisbahn miteinander verschmelzen.

In den Fig. 1OA und 1OB sind die Ringe 35 der F i g. 9 B durch größere Dicke des Betätigungsgliedes 20 ersetzt, wobei die zentralen Warzen 21 in kraterartigen Vertiefungen 37 in der Unterfläche des Betätigungsgliedes 20 angeordnet sind.

In der F i g. 11 ist ein hypothetischer starrer, nicht elastischer Stößel 40 gezeigt, der zum Herabdrücken der Membran 23 benutzt wird. An der Stelle 41 ist gezeigt, daß das Kontaktelement 24 und die Membran 23 deformiert worden sind. In relativ kurzer Zeit wird das kupferne Kontaktelement durch einen derartigen Stößel permanent extrudiert oder verbogen worden sein.

Fig. 12 zeigt einen hypothetischen, starren, quadratischen Stößel 42 mit scharfen Kanten 43, der die Membran 23 an den Kanten 43 abscheren wird, obwohl er breit genug ist, das Kontaktelement 24 nicht zu deformieren.

In Fig. 13 ist schließlich ein dritter hypothetischer, starrer Stößel 45 gezeigt, dessen flache Unterfläche 46 und Kanten 47 so ausgebildet sind, daß er bei genauer Ausrichtung bezüglich der Membran 23 und des Kontaktelements 24 auf dieses eine gleichmäßig verteilte Kraft ausüben würde, ohne es zu deformieren. Tatsächlich ist in einem Tastenwerk mit Dutzenden von Betätigungselementen die Wahrscheinlichkeit beliebig klein, daß alle Stößel 45 genau ausgerichtet sind und es auch bleiben. Daher würden wenigstens einige der Kontaktelemente 24 durch eine Kante 47 des Stößels 45 deformiert, wie das in der Fig. 13 dargestellt ist, wobei freilich der Verkantungswinkel des Stößels 45 übertrieben dargestellt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Tastenwerk mit einem Tastenfeld und wenigstens einem elastischen Kraftübertragungsglied zur Betätigung von Membranschaltern, die vorzugsweise in einer Matrix angeordnet und je mit wenigstens einem Paar übereinander angeordneter, durch eine dazwischenliegende an der Schaltsjelle mit einem Loch versehenen Isolierfolie voneinander getrennter elektrischer Kontaktelemente ausgerüstet sind, von denen jeweils eines mit dar Membran verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsglied ein über der Membran (23) angeordnetes, elastisch auslenkbares Betätigungsglied (20) enthält, das an seiner Unterseite über jeder Schaltstelle mit einem vorstehenden zur Membran (23) gerichteten elastisch verformbaren Teil versehen ist, das zur Schaltbetätigung wenigstens einen zentral angeordneten Vorsprung (21) aufweist, der zur Schaltstelle und zur Taste (11) ausgerichtet ist, und daß die Randzone (22) des vorstehenden Teiles so gestaltet ist, daß diese bei einer Tastenbetätigung erst nach dem zentralen Vorsprung auf die »5 Membran einwirkt und diese auf die Isolierfolie (25) drückt.

2. Ta-'.enwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (20) mittels nachgiebiger Tastenknöpfe (16), die sich durch Öffnungen (17) in inem Rahmen (15) erstrecken, mit den Tasten (11) des Tastenfeldes in Wirkungsverbindung steht.

3. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (20) eine die Membran (23) wenigstens teilweise überdeckende Platte ist, daß der zentrale Vorsprung (21) des aus der Platte vorstehenden Teiles als Warze gestaltet ist und daß diese mit wenigstens einem, in der Randzone des vorstehenden Teiles angeordneten, etwas kürzeren Vorsprung umgeben ist (Fig. 5 A., 5 B, 8).

4. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Betätigung der Membranschalter (28) dienenden Teile (21, 22) des Betätigungsgliedes (20) mit wenigsetns einem den Hub der Tasten (11) des Tastenfeldes begrenzenden Anschlag (22, 32, 34, 3ίί) umgeben sind.

5. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Vorsprung (21) von einigen im gleichen Abstand in der Randzone des vorstehenden Teiles angeordneten Warzen (22) umgeben ist (F i g. 5 A, 5 B).

6. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zentrale Vorsprünge (21) für nebeneinanderliegencle Schaltstellen wenigstens von einem die zentralen Vorsprünge im Abstand umfassenden niedrigeren Vorsprung umgeben sind (F i g. 6 A, 6 B, 7 A, 7B).

7. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere als Anschlag dienende Vorsprung (32) als umlaufende Rippe (32) ausgebildet ist (Fig. 7 A, 7B).

8. Tastenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere als Anschlag dienende Vorsprung (21) die Form eines konzentrisch, den zentralen Vorsprung (21) umfassenden Ringes (35) aufweist (Fig. 9 A, 9 B).

9. Tastenwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (20) selbst als Anschlag ausgebildet, ist, wobei die zentralen Vorsprünge (21) jeweils im Zentrum von in das Betätigungsglied (20) eingelassenen Vertiefungen (37) angeordnet sind (Fig. 1OA, 10B).

10. Tastenwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (20) und das vorstehende Teil mil seinem zentralen Vorsprung (21) und der Randzone (22) eine Einheit bilden, die aus einem Elastomer besteht.

11. Tastenwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Betätigungsgliedes (20) ein weiches, elastisches, einen relativ großen Tastenhub ermöglichendes Kissen (18) aufliegt, daß dessen Oberseite mit Einschnitten (17) versehen ist, in die ein am Tastaturrahmen befestigtes Tragegitter (15) eingesetzt ist, dessen Maschenweite dem Rastermaß der Tastatur entspricht, und daß auf dem Tragegitter eine elastische Schutzschicht (14) liegt und darauf eine elastische Tastaturplatte (10), die mit den den jeweiligen Membranschaltern (28) zugeordneten Zeichen versehen ist.