DE2520665A1

DE2520665A1 - Tastenschalter

Info

Publication number: DE2520665A1
Application number: DE19752520665
Authority: DE
Inventors: Thomas A Hender; Thomas E Holden
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1974-07-03
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1976-01-22
Also published as: DE7514940U; GB1461752A; US3916135A; CA1033391A

Description

Case 884 7. Mai 19 75

BL/ps

Hewlett-Packard Company TASTENSCHALTER

Die Erfindung betrifft einen Tastenschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es gibt eine Vielzahl bekannter Tastenfelder, die dem Benutzer eine "fühlbare Rückmeldung" geben, wenn eine Taste gedrückt ist. Bei einigen dieser bekannten Tastenfelder werden umschnappende Scheiben oder bogenförmige Streifen benutzt, die auf einer gedruckten Schaltungsplatte befestigt sind und sowohl eine fühlbare Rückmeldung bewirken, als auch eine elektrische Verbindung zu einem anderen Kontaktstück herstellen. Dabei hat es sich als schwierig erwiesen, sowohl zuverlässige und wiederholbare Kontakte beim Drücken der Taste herzustellen, als auch eine zuverlässige und wiederholbare fühlbare Rückmeldung zu erhalten. Einige dieser Probleme ergeben sich aus dem asymmetrischen Einknicken bzw. der asymmetrischen Ablenkung des bogenförmigen Kontaktes, welche sich ergeben, wenn die Ablenkkraft nicht auf die Mitte des Bogens ausgeübt wird. Eine bekannte Abhilfe für diese Schwierigkeit besteht darin, daß auf der gedruckten Schaltungsplatte Vorsprünge vorgesehen werden, die den gebogenen Kontakt zwingen, in der Mitte einzuknicken, indem sie ihn daran hindern, sich außerhalb des Kontaktbereichs

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flach auf die Schaltungsplatte zu legen.

Ein wesentlicher Nachteil der vorgenannten Lösung des Problems der asymmetrischen Einknickung besteht in der Schwierigkeit, die Vorsprünge in der gedruckten Schaltungsplatte herzustellen. Bei Geräten, die verhältnismäßig billig sind und in großen Stückzahlen hergestellt werden, z.B. Rechnern, ist es unannehmbar teuer, die Vorsprünge auf der gedruckten Schaltungsplatte durch Kleben, Schrauben o.a. herzustellen. Bisher sind daher die Vorsprünge durch Kräuseln der Schaltungsplatte hergestellt worden. Es ist jedoch schwierig, Hocker oder Wellen gleichförmiger Größe wiederholbar herzustellen. Hinzu kommt, daß die Kräuselung der gedruckten Schaltungsplatte einen zusätzlichen Arbeitsgang im Herstellungsprozess erfordert, wodurch die Kosten des Tastenfeldes erhöht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter.der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mit geringem Herstellungsaufwand ein unsymmetrisches Einknicken des bogenförmigen Kontaktstücks vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist also ein Tastenfeld der vorgenannten Art mit einer Taste versehen, die so geformt ist, daß sie ein symmetrisches Einknicken des bogenförmigen Kontaktstückes sicherstellt. Die Unterseite der Taste, die das bogenförmige Kontaktstück auslenkt, ist mit einem im wesentlichen flachen Mittelteil versehen, welches das bogenförmige Kontaktstück berührt. Auf beiden Seiten des flachen Mittelstücks befinden sich Ausnehmungen in der Unterseite der Taste. Wenn die Taste das bogenförmige Kontaktstück auslenkt, knickt dieses ein, und sein Mittelstück berührt ein anderes Kontaktstück auf der

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gedruckten Schaltungsplatte, während die Teile des bogenförmigen Kontaktstücks auf beiden Seiten des Mittelstücks über der Schaltungsplatte angehoben bleiben. Die Ausnehmungen in der Unterseite der Taste haben ungefähr die
gleiche Höhe über der gedruckten Schaltungsplatte wie die zwei Teile des bogenförmigen Kontaktstückes, die bei dessen Auslenkung angehoben bleiben. Eine unsymmetrische Einknickung tritt auf, wenn eine Seite des bogenförmigen Kontaktstücks sich bei dessen Auslenkung flach auf die Schaltungsplatte zu legen sucht, während sich die andere Seite stärker von der Schaltungsplatte abhebt. Diese Unsymmetrie wird vermieden, wenn eine der Ausnehmungen der Taste mit
dem höher liegenden Teil des Kontaktstücks in Berührung
kommt, wodurch das Kontaktstück zurück in eine symmetrische Form gezwungen wird. Somit stellen diese Ausnehmungen ein symmetrisches Einknicken des bogenförmigen Kontaktstücks
sicher.

Die Taste kann weiterhin mit einem zusätzlichen Vorsprung versehen werden, der die Schaltungsplatte berührt, um
die Auslenkung der Taste zu begrenzen. Die Begrenzung der Tastenaus lenkung, bevor das flache Mittelstück der Taste
das Mittelteil des bogenförmigen Kontaktstücks völlig
flachgedrückt hat, vermindert die Spannungen in dem bogenförmigen Kontaktstück und hilft dadurch bei der Verlängerung von deren Lebensdauer und der des Tastenfeld-Mechanismus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Taste und einer Schaltungsplatte mit bogenförmigen Kontakten;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Tastenfeld; und

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Fig. 3 und 4 weitere Schnitte durch die Anordnung gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsplatte 12 dargestellt, auf der sich eine Vielzahl von Kontaktstücken befindet,von denen eines sichtbar und mit 10h bezeichnet ist. Diese Kontaktstücke können geätzte oder plattierte Scheiben oder Spuren auf der gedruckten Schaltungsplatte 12 sein und können sich auf nur einer Seite der Schaltungsplatte 12 befinden oder können bis zu Leitern auf deren anderer Seite, z.B. über durchplattierte Löcher, reichen. Eine Vielzahl von bogenförmigen Kontaktstücken mit bogenförmigen Leiterstreifen 14a bis 14h ist auf der Schaltungsplatte 12 befestigt, wobei sich über jedem Kontaktstück 10 ein Bogen befindet.

Eine Taste 16 besitzt eine Oberseite 18, auf der sich eine Bezeichnung zur Identifizierung der durch die Taste ausgeführten Funktion befinden kann, und besitzt weiterhin ein Gelenkstück 20 zum Halten der Taste. An der Vorderseite der Taste 16 befindet sich ein Vorsprung 22, welcher, wie weiter unten beschrieben ist, die Abwärtsbewegung der Taste begrenzt. Auf der Unterseite der Taste 16 befindet sich ein Vorsprung 24, der mit den bogenförmigen Streifen 14 zusammenwirkt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ruht die Taste 16 auf dem bogenförmigen Streifen 14a, wenn dieser sich in seiner unausgelenkten Stellung befindet, da der bogenförmige Streifen sowohl als Rückstellfeder als auch als Kontaktstück wirkt. Die Taste 16 hat ein im wesentlichen flaches Mittelstück 26, das auf der ungefähren Mitte des bogenförmigen Streifens 14a ruht. Auf beiden Seiten dieses Mittelstücks befinden sich Ausnehmungen 28a und 28b. Wenn auf die Taste 16 eine Kraft ausgeübt wird, wird die

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Mitte des bogenförmigen Streifens 14a in Richtung auf das Kontaktstück 10a auf der Schaltungsplatte 12 ausgelenkt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der bogenförmige Streifen 14a ausgelenkt wird, knickt bzw. schnappt dessen Mittelteil ein, wodurch dem Benutzer ein fühlbares Signal gegeben wird, das das Zustandekommen eines Kontaktes anzeigt. Das flache Mittelstück 26 hilft, die Schnappwirkung des bogenförmigen Streifens 14a zu betonen, da sich dieser Streifen zu Beginn der Auslenkung in Kontakt mit der Mitte des Mittelstücks 26 und nach dem Einknicken mit dessen Kanten befindet.

Da der bogenförmige Streifen 14a länger als der Teil der Schaltungsplatte 12 zwischen den Befestigungspunkten des Streifens ist, müssen seitliche Teile des bogenförmigen Streifens 14a oberhalb der Schaltungsplatte 12 bleiben, wenn die Mitte des Streifens das Kontaktstück 10a berührt. Diese seitlichen Teile, die oberhalb der Schaltungsplatte 12 bleiben, passen in die Ausnehmungen 28a und 28b, wenn die Taste 16 gedrückt ist. Wenn diese Ausnehmungen im wesentlichen die gleiche Höhe wie die seitlichen Teile 30a und 30b des Streifens 14a haben, muß dieser symmetrisch einknicken, da die Ausnehmungen 28a und 28b die Seitenteile 30a und 30b zwangsläufig auf ungefähr gleicher Höhe halten. Wenn der bogenförmige Streifen 14a beginnt, asymmetrisch einzuknicken, wobei der seitliche Teil 30a höher als der Teil 30b wird, wird Teil 30a heruntergedrückt, wenn die Taste 16 in Richtung auf die Schaltungsplatte 12 hinuntergedrückt wird, und der Streifen 14a wird gezwungen, symmetrisch einzuknicken. Durch das erzwungen symmetrische Einknicken des Streifens 14 wird der Kontakt zwischen diesem und dem Kontaktstück 10a sichergestellt, und außerdem wird ein besser reproduzierbares fühlbares Signal sichergestellt.

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Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten Taste 16. Es ist ersichtlich, wie der Vorsprung 22 den Weg der Taste 16 begrenzt. Wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, ist der Abstand zwischen dem Mittelteil 26 der Taste 16 und dem Kontaktstück 10a größer als die Dicke des Streifens 14a, wenn die Taste gedrückt ist. Zwischen dem Streifen 14a und dem Kontaktstück 10a kann ein zuverlässiger Kontakt hergestellt werden, ohne daß der Streifen 14a von der Taste 16 völlig flach gedrückt wird. Dadurch, daß der Abstand zwischen dem Mittelstück 26 und dem Kontaktstück 10a größer als die Dicke des Streifens 14a ist, können die mechanischen Spannungen im Streifen 14a reduziert werden. Diese Reduzierung der mechanischen Spannungen ermöglicht eine Verlängerung de? Lebensdauer des Streifens und damit auch des Tastenfeldes.

In Fig. 4 ist weiterhin ein Schwenklager 32 dargestellt, in dem der Lagerzapfen 20 rotiert, wenn die Taste gedrückt wird. Das Schwenklager 32 ist an einem Deckel 34 befestigt, der als oberer Abschlußdeckel des Tastenfeldes dient. Die Schaltungsplatte 12 kann durch übliche Mittel wie Schrauben, Kleben usw. am Deckel 34 befestigt werden. Ein Staubschutz, der z.B. aus einer dünnen Kunststoffmembran bestehen kann, kann zwischen den Tasten und den bogenförmigen Streifen vorgesehen werden, um die Schaltkontakte vor Verschmutzung zu schützen, ohne daß der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung gestört wird.

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Claims

Case 884 7. Mai 1975 Hewlett-Packard Company BL/ps PATENTANSPRÜCHE

1.) Tastenschalter mit einer Grundplatte, einem darauf befestigten ersten und einem ebenfalls darauf befestigten zweiten Kontaktstück, das sich bogenförmig und symmetrisch über dem ersten Kontaktstück erstreckt, mit einer Taste zur Auslenkung des zweiten KontaktStücks in Kontakt mit dem ersten Kontaktstück bei Kraftausübung auf die Taste, wobei die Unterseite der Taste bei fehlender Kraftausübung auf dem bogenförmigen Teil des zweiten Kontaktstücks ruht, und mit einer an der Grundplatte befestigten Führungsvorrichtung für die Taste, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterseite der Taste (16) ein im wesentlichen flaches Mittelteil (26) und beiderseits des Mittelteils Ausnehmungen (28a, 28b) aufweist, die das zweite Kontaktstück (14) am unsymmetrischen Einknicken hindern, wenn es von der Taste ausgelenkt wird, und daß die Tiefe der Ausnehmungen ungefähr gleich der Höhe des eingeknickten zweiten Kontaktstücks oberhalb des Mittelteils ist.

2. Tastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Taste (16) einen Vorsprung (22) aufweist, der den Auslenkweg der Taste auf weniger als den unausgelenktenftstand zwischen erstem (10) und zweitem Leiter (14) begrenzt.

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