DE2433208A1 - Verbesserung einer piezoelektrischen taste - Google Patents

Description

• Verbesserung einer piezoelektrischen Taste.
• Zusatz zum Patent . ... ... (P 23 14 420) Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer piezoelektrischen Taste nach dem Hauptpatent . ... ... (P 23 14 420).
• In diesem Hauptpatent ist eine mit bestimmungsgemäß gerichtester und bemessener Druckkraft zu betatigende Taste init einem piezoelektrischen Wandler zur Ansteuerung eines elektrischen Verstärkerelementes einer elektronischen Schaltung beschrieben, wobei der Körper des Wandlers aus ausgerichtet permanent polarisiertem, piezoelektrischem Material besteht und mit darauf befindlichen Elektroden zum Abnehmen einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stromes versehen ist, der Körper in jeder Ebene senkrecht zur Richtung, mit der die Druckkraft in der Teste auf den Körper einwirkt, annähernd konstanten Querschnitt aufweist und eine AbmessurJg d (Dicke) hat, die klein gegenüber einer weiteren Pbmessung des Körpers ist, der Körper in Richtung der Abmessung d polarisiert ist und die Elektroden sich auf im Abstand d einander gegenüberstehenden Flächen des Körpers befinden, und die des weiteren die Merkmale aufweist, daß der Körper in der Taste derart angeordnet ist, daß seine Abmessung d im wesentlichen senkrecht zu der Richtung ausgerichget ist, in der die bestimmungsgemäße Druckkraft in der Taste auf den Körper einwirkt, daß der Körper in einem Volumen d.h.l pol@-risiert ist, daß eine zur Dicke im wesentlichen senkrechte Abmessung 1 (Länge, Umfang), die senkrecht zu der Richtung ist, in der die Druckkraft in der Taste auf den Körper einwirk@, mehrfach größer als die Abmessung d bemessen ist, webei h eine Abmessung am Körper ist, die zu den Abmessungen d und 1 senkrecht ist und die größer als etwa das 10-fache der Abmessung d ist.
• Für den Tiefpaß zwischen der Tas-te und der erwähnten elektronischen Schaltung ist ein elektrischer Widerstand vorgesehen$ der in den Figuren nach dem Hauptpatent mit 211 be8eichnet ist. Dieser Tiefpaß dient vor allen dazu, die piezoelektrische Taste besonders erschütterungsunempfindlich zu machen.
• Durch sehr große Erschütterung des Körpers des Wandlers könnten der Erschütterung en-tsprechend sehr hochfrequente piezoelektrisch enstehende Spannungsimpulse auftreten. Diese Impulse sind wesentlich hochfrequenter als die durch die bestimmungsgemäße Druckkraft bewirkten piezoelektrischen Nutz-Spannungssignale. Gemäß den Ausführungen in dem obengenannten älteren Patent sind der Widerstandswert und der Kapazitätswert dieses RC-Gliedes so bemessen, daß die Nutz-Spannungsimpulse nicht oder nur unwesentlich abgeleitet werden urid die Störimpulse praktisch kurzgeschlossen werden. Als Frequenzwerte für die Nutz-Spannungsimpulse können Werte um 10 0 Hz und für die Störimpulse Werte von 1 kHz und höher zugrunde gelegt werden.
• Wie dies bereits im Hauptpatent . ... ... (P 23 14 420) beschrieben ist läßt sich mit besonderem Vorteil die dem RC-Glied zugehörige Kapazität in integrierter Weise realisieren, und zwar dadurch, daß ein Anteil des in der Taste vorhandenen Keramikkörpers, wobei jedoch dieser Anteil zur piezoelektrischen Spannungserzeugung nicht vorgesehen und nicht ausgebildet ist, als Dielektrikum für eine Kondensator verwendet wird. Dies ist im Hauptpatent, insbesondere in Fig.17, näher gezeigt, in der dieser Kondensator die Elektroden 124 und 125 auf einem Anteil des Körpers 1 hat.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbesserung für die voranstehend beschriebene Ausgestaltung einer piezoelektrischen Taste nach dem Hauptpatent anzugeben. Diese Aufgabe ist bei einer piezoelektrischen Taste nach dem Hauptpatent erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstand des Tiefpaß-RC-Gliedes eine auf dem Körper des Wandlers aufgebrachte Widerstandsschicht ist. Insbesondere ist dieser ltiderstand ein Anteil einer dar Elektroden, mit denen der Widerstand unmittelbar galvanisch verbunden ist.
• Weitere Erläuterungen der Erfindung werden anhand der Figuren gegeben.
• Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Teilen einer piezoelektrischen Taste nach der Erfindung, Fig.2 zeigt einen wie in Fig.1 angedeuteten Schnitt, d.h.
• eine geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig.1, wobei die Teile ebenfalls seitlich auseinandergezogen dargestellt sind, und Fig.3 zeigt zur Erläuterung ein Schaltbild, wie es im Hauptpatent mit Fig.17 angegeben ist.
• Die Fig.1 und 2 zeigen, wie ein gemäß der vorliegenden Erfindung angeordneter Widerstand 211, der vorzugsweise ein gedrucker Wider Land ist, zusammen mit der Kapazität 213 des Tiefpaß-RC-Gliedes bei eines Taste nach dem Hauptpatent angeordnet mit 8211 bezeichnet ist. Der Widerstand 211 befindet sich@@auf einer Oberfläche des Körpers 1. Dabei kann dieser Widerstand sogar ein Anteil einer der Elektroden, in der Darstellung nach den Fig. 1 und 2 ein Anteil der Elektroden 825 und/oder 8125, sein. Mit 864 und 8164 sind als Stützkörper für der Wandlerkörper 1 vorgesehene Plättchen bezeichnet. Diese Stützkörper entsprechen den Stützkörpern 64 und 164 anderer Ausführungsformen nach dem Hauptpatent, sie weisen jedoch Füße RO-1, 8101 und Durchbrüche für Aussparungen 802 und 8102 für Durchkontaktierungen aui. Mit 824 ist eine der Elektrode 825 gegenüberliegende Elektrode auf dem Körper 1 bezeichnet. 8125 bezeichnet eine mit der Elektrode 1o5 zu vergleichende Elektrode, die zu der Kapazität 213 gehört. Die Gegenelektrode dazu ist die Elektrode 8123, die vorzugsweise der obere Teil der Elektrode 824 ist.
• Die Elektroden 825 und 8125 weisen die der Fig.1 zu entnehmendenAnsätze auf, zwischen denen sich der auf dem Körper 1 aufgebrachte Widerstand 8211, z.B. eine Widerstandsschicht, erstreckt. Dieser Widerstand hat elektrischen Kontakt an seinem einen Ende mit der Elektrode 8125 und an seinem anderen Ende mit dem Ansatz 8025 der Elektrode 825. Dieser Widerstand 8211 ist die oben bereits angegebene Realisierung des Widerstandes 211 nach Fig.3, aus der die elektronische Schaltung der Elemente zu entnehmen is-t. 211 und die durch den oberen Teil des Wandlerkörpers 1 gebildete Kapazität liegen in Reihe hintereinander zwischen den Elektrodenanschlüssen 24 und 25, vergleichsweise zu den Elektroden 824 und 825 nach Fig.1 des piezoelektrisch wirksamen Anteils des Körpers 1.
• Mit Hilfe der z.B. aufkaschierten elektrischen Verbindungen 8224 und 8225, die jeweils durch die Durchbrüche 802 und 8102 hindurchgreifen, sind elektrische anschlüsse der Elektroden 824 und 8125 realisiert. Statt durch die Durchbrüche hindurchgreifonde Verbindungen vorzusehen, können auch die Durchbrliche in kontaktierender Weise, z.B. mit einem elektrisch leitfähigen Material, ausgefiillt sein.
• Die bereits erwähnten Füße 801 und 8101 können z.B. dazu die nen, den in ein (in den Figuren nicht dargstelltes) Gehäuse eingebauten piezoelektrischen Wandler den Stützkörpern 864 und 8164 in eine für die piezoelektrische Taste v-orgesehene Fassung einzustecken. Bei dem Einstecken in die ebenfalls nicht dargestellte Fassung werden an den Anschlußkontakten 8224', 8225i der Taste die elektrischen Anschlüsse bewirkt.
• ts sei darauf hingewiesen, daf3 in den Fig. 1 und 2 die Abmessungen, insbesondere die Dickenabmessungen, sowohl der Körper als auch der Elektrodenbelegungen vergleichsweise zum pralctischen Anwendungsfall sehr viel dicker dargestellt sind als die zugehörigen Längen- und Breitenabmessungen. Diese maßstäbliche Verzerrung soll eine bessere Übersichtlichkeit der Figuren 1 und 2 gewährleisten. Tatsächliche Abmessungen für Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 der vorliegenden Erfindung sind bereits im Zusammenhang mit dem Hauptpatent ausführlich angegeben.
• 3 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Mit bestimmungsgemäß gerichteter und bemessener Druckkraft zu betätigende Taste mit einem piezoelektrischen Wandler und mit einer elektronischen Schaltung mit einem elektrischen Verstärkerelement zur Ansteuerung der Taste, deren els Wandler vorgesehener Körper aus ausgerichtet permanent polarisiertem, piezoelektrischem Material besteht und mit darauf befindlichen Elektroden zum Abnehmen einer elektrischen Spannung und eines elektrischen Stromes versehen ist, deren Körper in jeder Ebene senkrecht zur Richtung, mit der die Druckkraft in der Taste auf den Körper einwirkt, annähernd konstanten Quersol-initt aufweist und eine Abmessung d (Dicke) hat, die klein gegenüber einer weiteren Abmessung des Körper ist, deren Körper in Richtung der Abmessung d polarisiert ist und bei der die Elektroden sich auf im Abstand d einander gegenüberstehenden Flächen des Körpers befinden, deren Körper in der Taste derart angeordnet ist, daß seine Abmessung d in wesentlichen senkrecht zu der Richtung ausgerichtet ist, in der die bestimmungsgemäße Druckkraft in der Taste auf den Körper einwirkt und deren Körper in einem Volumen d.h. 1 polarisiert ist, daß eine zur Dicke im wesentlichen senkrechte Abmessung l (Länge, Umfang), die senkrecht ZU der Wichtung is-t, in der, die Druckkraft in der Taste auf den Körper einwirkt, mehrfach größer als die Abmessung d bemessen ist, wobei h eine Abmessung am Körper ist, die zu den Abmessungen d und 1 senkrecht ist und die größer als etwa das 10-fache der Abmessung d ist und wobei in der elektronischen Schaltung ein Tiefpaß mit einer Reihenschaltung von Kapazität und Widerstand parallel zu den.

   Elektroden des Körpers des Wandlers vorgesehen ist, nach Hauptpatent . ... ..,(P 23 14 420), dadurch g e k e n n -X e i c h n e t , daß der Widerstand (211) des Tiefpaß-RC-Gliedes (211, 213) eine auf dem Körper (i) des Wandlers aufgebrachte Widerstandsschicht (8211) ist.
2. 2. Taste nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Widers-tandsschicht (8211) an ihren Anschlußenden (8025, 8211) einerseits Kontakt mit der einen Elektrode (325) des piezoelektrisch wirksamen Teiles (h) des Wandlers und andererseits mit einer Elektrode (8125) der Kapazität (213),gebildet aus der Elektrode (8125), deni ihr gegenüberliegenden Anteil der Elektrode (824) und aus dem dazwischenliegenden Anteil (H-h) des Körpers (i), hat.
3. .3. Taste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i chn e t , daß die Widerstandsschicht (8211) ein Anteil einer der mit ihr unmittelbar galvanisch verbundenen Elektroden ist.