DE2556118A1

DE2556118A1 - Tastenfeldschalter

Info

Publication number: DE2556118A1
Application number: DE19752556118
Authority: DE
Inventors: Shin Ojima
Original assignee: Hosiden Electronics Co Ltd
Current assignee: Hosiden Electronics Co Ltd
Priority date: 1974-12-12
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1976-06-16
Also published as: DE2556118B2; FR2294485B3; US4029915A; FR2294485A1; JPS5168726A; DE2556118C3

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWlRNER - HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2556118

Postadresse München; Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313
Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Strafle 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Hoshidenki-Seizo Kabushiki Kaisha 75/8740

4-J53* 1-ehome, Kitakyuhoji, Yao-shi,
Osaka, Japan

Tastenfeldschalter

Die Erfindung betrifft einen Tastenfeldschalter, insbesondere einen Tastenfeldschalter zur selektiven Eingabe von Information numerischer oder ähnlicher Art, der beispielsweise zur
Verwendung in einem elektronischen Kleinrechner geeignet ist.

Der Tastenfeldschalter herkömmlicher elektronischer Tischrechner weist Tasten auf, die Je einer der Ziffern "0" bis "9" entsprechen, und die Tasten werden selektiv betätigt, um die gewünschten Zahlen einzugeben. Wenn die Tasten zu Miniaturisierungszwecken dicht nebeneinander angeordnet sind und eine ge-

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München: Kramer ■ Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

ringe Größe aufweisen, besteht eine sehr große Möglichkeit, daß gleichzeitig zwei benachbarte Tasten gedruckt werden, so daß eine falsche Eingangsinformation erzeugt wird. Um dies zu vermeiden, belegt der Tastenfeldschalter den größten Teil des elektronischen Tischrechners. Da die Tasten für jede Eingangsinformation nacheinander betätigt werden, ist ferner der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit zwangsläufig eine Grenze gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tastenfeldschalter verfügbar zu machen, der beträchtlich klein aber praktisch frei von Eingabefehiern ist.

Ferner soll ein Tastenfeldschalter geschaffen werden, der beträchtlich klein, aber einfach zu handhaben ist. AuSerdem soll ein Tastenfeldschalter verfügbar gemacht werden, der sehr

ist
klein/aber eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht.

Weiterhin soll ein Tastenfeldschalter geschaffen werden, der sehr klein ist und der Pingerspitze der Bedienungsperson während der Betätigung einen weichen Anschlag vermittelt.

Überdies soll ein Tastenfeldschalter verfügbar gemacht werden, der zur Verwendung in einem elektronischen Rechner geeignet ist, der in ein Feuerzeug, einen Kugelschreiber oder dergleichen eingebaut ist.

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Die Aufgabe läßt sich erfindungsgernäß lösen mit einem Tastenfeldschalter, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäSen Tastenfeldschalters sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß sind Tasten in mehreren in einem Rahmen ge-

sie bildeten Öffnungen so angeordnet, daß/aus der Stirnfläche des Rahmens herausragen. Eine eine gedruckte Schaltung tragende Leiterplatte ist an der Rückseite des Rahmens dieser gegenüberstehend fest angeordnet und ein aus einem flexiblen isolierenden Film gebildeter Kontalcthalter ist zwischen dem Rahmen, den Tasten und der gedruckten Leiterplatte angeordnet. Der Kontakthalter trägt auf der Seite der gedruckten Leiterplatte gedruckte bewegliche Kontakte. Und die gedruckte Leiterplatte trägt ebenfalls mehrere feste Kontakte entsprechend den Tasten gegenüberliegend den genannten beweglichen Kontakten. Die Tasten werden so gehalten, daß sie sich derart frei hin- und herbewegen können, daß ihre senkrecht zur gedruckten Leiterplatte verlaufende Achse in mehreren Richtungen gekippt werden kann. Wenn die Taste mittels einer Fingerspitze auf eine gewünschte Seite gedrückt wird, wird der bewegliche Kontakt entsprechend der Seite, auf welche die Taste gedrückt worden ist, gegen den festen Kontakt gedrängt, der gegenüber dem beweglichen Kontakt angeordnet ist. Wird, der Finger von der Taste genommen, wird die Taste durch ein Federorgan automatisch in ihre Ursprungslage zurückbewegt und außerdem wird der bewegliche Kontakt durch die Rückstellkraft des Kontakthalters außer Eingriff mit dem festen Kontakt

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gebracht. Durch Auswahl der Kipprichtung der Taste können demgemäß unterschiedliche·Informationen mit einer Taste eingegeben werden. Deshalb kann eine große Menge von Information,

mit

wie Ziffern, Symbole, Funktionen usw.,/einer kleinen Anzahl von Tasten eingegeben werden. Dies erlaubt eine Miniaturisierung des Tastenfeldschalters. Die Stirnfläche der Taste ist außerdem mit einer Mulde oder einem Vorsprung versehen, um das Kippen der Taste zu erleichtern. D.h., die Taste kann mit einer Fingerspitze, die auf die Mulde oder den Vorsprung gelegt ist, leicht in einer gewünschten Richtung gekippt werden. Auf der Stirnfläche der Taste sind rund um deren Hin- und Herbeviegungsachse Symbole zur Darstellung der einzugebenden Informationen angebracht, um die Richtungen zu kennzeichnen, in denen die Taste zur Eingabe einzelner Informationen gekippt werden soll. Das genannte Federorgan zur Rückführung der Taste in ihre ursprüngliche Position kann beispielsweise eine Schraubenfeder sein. Die Rückseite der Taste weist eine in ihrer Mitte angeordnete Ausnehmung auf. Ein Ende der Schraubenfeder wird vom Boden der Ausnehmung gehalten, und das andere Ende wird gegen die gedruckte Leiterplatte gedruckt und zwar direkt oder über denjenigen Teil des Kontakthalters, auf welchem sich kein beweglicher Kontakt befindet, so daß die Taste immer in nach außen gerichteter Vorspannung steht. In diesem Fall fluchtet die Achse der Schraubenfeder im wesentlichen mit der Mitte der Tastenschwenkwege. Die Ausnehmung in der Tastenrückseite verringert die Gesamtdicke des Tastenfeldschalters. Um sicherzustellen, daß der bewegliche Kontakt auf der Seite, auf welche die Taste gedrückt worden ist, nur mit

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dem diesem beweglichen Kontakt entsprechenden festen Kontakt in Berührung gebracht werden kann, sind auf der Tastenrückseite Treibvorsprünge gegenüber den festen Kontakten gebildet. Überdies ist ein blattförmiges Pufferteil zwischen dem Kontakthalter und den Tasten eingefügt, um für die Fingerspitze der Bedienungsperson beim Betätigen der einzelnen Tasten einen relativ weichen Anschlag zu vermitteln. Falls am Pufferteil auf der Tastenseite den festen Kontakten gegenüberliegende TreibvorSprünge gebildet sind, können die an der Tastenrückseite gebildeten Vorsprünge weggelassen werden. Es kann auch ein leitendes Gummiblatt als Pufferteil, Kontakthalter und für die beweglichen Kontakte verwendet werden. Mit einer solchen Anordnung kann ein bemerkenswert kleiner Tastenfeldschalter erzielt werden. Demzufolge ist es möglich, beispielsweise einen Kugelschreiber mit einem elektronischen Miniaturrechner dadurch zu kombinieren, daß ein solcher kleiner Tastenfeldsehalter auf dem Körper des Kugelschreibers angebracht und im Körper des Kugelschreibers eine Recheneinheit und eine Anzeigeeinheit untergebracht werden, die je mit integrierten Halbleiterschaltungen gebildet sind, sowie eine Batterie zu deren Betrieb, und so weiter. Ein solcher elektronischer Miniaturrechner kann gleichermaßen beispielsweise auch in ein Feuerzeug eingebaut werden. Somit kann jedermann immer den Rechner bei sich haben und überall Berechnungen durchführen. Deshalb ist der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter besonders nützlich, wenn er in elektronischen Miniaturrechnern verwendet wird.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand, von Ausführungsformen näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung sind: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines erfindungs-. gemäßen Tastenfeldschalters;

Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Tastenfeldschalters, teilweise als Schnittbild längs der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Tastenfeldschalters der Fig. 1; Fig. 4 eine Rückansicht eines Teils eines Tastenfeldrahrnens; Fig. 5 ein Querschnitt längs der Linie B-3 in Fig. 4; Fig. 6 eine auseinandergezögene Ansicht des Tastenfeldschalters der Fig. 1;
Fig. JA und 7B Querschnittsansichten zur Erläuterung eines Schaltvorgangs;

Fig. 8 ein Querschnitt eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters;
Fig. 9A und 9B Schrägansichten von modifizierten Formen einer Taste;

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Kugelschreibers, der einen elektronischen Miniaturrechner enthält, für welchen der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter verwendet ist;

Fig. 11 ein Querschnitt längs der Linie C-C in Fig. 10; Fig. 12 ein Querschnitt längs der Linie D-D in Fig. 11; und Fig. 13 eine Schrägansicht eines Gasfeuerzeugs, in welches ein elektronischer Miniaturrechner eingebaut ist, für welchen der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter verwendet ist. 609825/0010

Zunächst werden die Pig. 1 bis 3 betrachtet. Ein Rahmen 1 mit rechteckigem Aufbau aus Kunstharzmaterial wie beispielsweise ABS-Harz ist in seiner Längsrichtung mit fünf öffnungen 2a bis 2e versehen, die miteinander fluchten und in relativ dichtem und gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet sind. Diese öffnungen 2a bis 2e sind beispielsweise quadratförmig und weisen die gleiche Größe auf. In diesen öffnungen 2a bis 2e sind Tasten ^a bis Je abnehmbar angeordnet. Eine eine gedruckte Schaltung tragende Leiterplatte 4 (im folgenden kurz gedruckte Leiterplatte genannt) ist am Rahmen 1 gegenüber dessen Rückseite aigebracht. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, sind mit der Rückseite des Rahmens 1 kleine Sockel 5 integriert, die in der Mitte zwischen benachbarten Öffnungen angeordnet sind, Mit jedem Sockel ist ein Stift 6 integriert. Eine Rippe 7 mit derselben Höhe wie die schmalen Sockel 5 ist einstückig mit dem Rahmen 1 längs einer Randkante seiner Rückseite ausgebildet. Die Stifte 6 werden je in öffnungen 8 eingesetzt, die in der gedruckten Leiterplatte 4 gebildet sind und mit den Stiften fluchten. Die aus der gedruckten Leiterplatte 4 herausragenden Endteile der Stifte 6 werden erwärmt und dann breit gedrückt, um Flansche 6a zu bilden, durch welche die gedruckte Leiterplatte 4 fest gegen die Sockel 5 und die Rippe 7 gedrückt wird. Ferner weist der Rahmen 1 an seinen beiden Enden Eingriffschenkelstücke 9 und 10 auf, die mit dem Rahmen integriert sind und von seiner Rückseite aus vorspringen. Die Endteile der Eingriffschenkelstücke 9 und 10 sind in Kerben 13 und 14 (14 ist nicht gezeigt), die an beiden Enden der r-eäruck^en. Loitarole.tte 4 -rebil-iet sir.c., gepreßt und ragen über die Rückseite der gedruckten Leiterplatte

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4 hinaus. Der vorspringende Endteil eines jeden Eingriffsschenkelstücks weist einstückig mit ihm ausgebildete abgeschrägte Eingriffsorgane 15 auf, die mit der gedruckten Leiterplatte 4 in Eingriff stehen. So ist mit Sicherheit verhindert, daß sich die gedruckte Leiterplatte 4 vom Rahmen löst. Nachdem dieser Eingriff zwischen Eingriffsorganen 15 und gedruckter Leiterplatte 4 hergestellt ist, wird das zuvor erwähnte Warmbreitdrücken der Endteile der Stifte β durchgeführt. Einrastnuten 16 und 17 sind auf der Vorder- und der Rückseite des Rahmens 1 gebildet, um den erfindungsgemäSen Tastenfeldschalter mit einem anderen Gegenstand zusammenbauen zu können.

Auf die gedruckte Leiterplatte 4 sind auf deren zum Rahmen 1 weisenden Seite vier feste Kontakte l8 auf die Stellen aufgedruckt, die den Mitten der vier Seiten einer jeden Taste 3 entsprechen, und es ist auch die erforderliche Verdrahtung aufgedruckt. Ferner befindet sich erforderliche Verdrahtung auch auf der Rückseite der gedruckten Leiterplatte 4. Eine Vielzahl Anschlußstifte 19 ist längs einer Seitenkante der gedruckten Leiterplatte 4 eingesetzt, und zwar an dem der Rippe 7 des Rahmens 1 entgegengesetzten Seite. Kleine Löcher 21 sind durch die gedruckte Leiterplatte 4 gebohrt und befinden sich je in demjenigen Zentrum, um welches die vier festen Kontakte 18 entsprechend/einer, der Tasten 3 angeordnet sind. Wie Fig. 6 zeigt, ist ein Abstandsstück 20 aus einem isolierenden Film wie einem Polyesterfilm auf der gedruckten Leiterplatte ·- auf

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der zum Rahmen 1 weisenden Seite angeordnet. Das Abstandsstück: 20 ist mit kreuzförmigen öffnungen 23 versehen, die den einzelnen Tasten 3 gegenüberliegen, und die vier Enden einer jeden öffnung 23 sind je einem der festen Kontakte 18 benachbart. Außerdem weist das Abstandsstück 20 kleine Durchbohrungen 24 zur Aufnahme der Stifte 6 auf.

Ein Kontakthalter 25* der aus einem flexiblen Isolierfilm wie Polyester gebildet ist, ist auf dem Abstandsstück 20 auf der zum Rahmen 1 hin zeigenden Seite angebracht. Auf der zur gedruckten Leiterplatte 4 weisenden Seite des Kontakthalters 25 sind bewegliche Kontakte 26 aufgedruckt, die je den festen Kontakten l8 entsprechen. Außerdem sind die beweglichen Kontakte verbindende Verdrahtungen aufgedruckt. Beim vorlegenden Beispiel sind die beweglichen Kontakte 26 mit einer Ausnahme zu zwei gemeinsamen Kontaktgruppen verbunden. Der Kontakthalter 26 weist kleine Löcher ZJ und- Durchbohrungen 28 auf, durch welche die Stifte 6 bzw. nachstehend, beschriebene abgebogene Federenden geführt werden. Ein blattförmiges Pufferorgan 29 aus Silikongumml ist auf dem Kontakthalter 25 auf der zum Rahmen 1 weisenden Seite angeordnet. Das Pufferorgan 29 weist auf der Seite des Rahmens 1 einstückig mit ihm ausgebildete Treibvorsprünge 30 an jenen Stellen auf, die jeweils den beweglichen Kontakten 26 entsprechen, kreisförmige Löcher 33* die je innerhalb einer jeden Vierergruppe aus Vorsprüngen JO gegenüber den Tasten 3 gebildet sind, und Löcher 34, in welche die zuvor genannten kleinen Sockel 5 eingesetzt werden.

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Wie Pig. 2 zeigt, ist in der der gedruckten Leiterplatte 4 gegenüberliegenden Rückseite einer jeden Taste 3 eine Ausnehmung 35 gebildet. In der Ausnehmung 35 ist eine Schraubenfeder 36 so angeordnet, daß ihre Achse im wesentlichen senkrecht zur gedruckten Leiterplatte 4 steht. Die Sehraubenfeder 36 drückt einen Endes gegen den Boden der Ausnehmung 35 und anderen Endes durch das kreisförmige Loch 33 des Pufferorgans 29 und über den Kontakthalter 25 gegen die gedruckte Leiterplatte 4, wodurch die Taste 3 vom Rahmen 1 nach außen zu vorgespannt wird. Am Basisumfang der Taste 3 ist ein Flansch 37 gebildet, der als Tastenstopper dient. Der Endteil der Schraubenfeder 36 auf der Seite der gedruckten Leiterplatte 4 ist über im wesentlichen rechte Winkel in die Position ihrer Achse gebogen und erstreckt sich zur gedruckten Leiterplatte 4 hin, wie durch 36a gezeigt ist. Der abgebogene Teil JSa. der Schraubenfeder 36 ist durch das Loch 21 des Kontakthalters 25 in das Loch 21 der gedruckten Leiterplatte 4 eingesetzt. Somit ist die Schraubenfeder 36 einen Endes auf der gedruckten Leiterplatte 4 positioniert. Das auf der Seite der Taste 3 liegende andere Ende der Schraubenfeder 36 wird durch die Ausnehmung 35 in seiner Position gehalten.

Auf der Stirnseite der Taste 3 is'; eine Mulde oder ein Vorsprung gebildet, um eine leichte Betätigung der Taste 3 ^zu ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel ist eine kreisförmige Mulde 38 gebildet, die einen größeren Teil der Stirnfläche der Taste 3 einnimmt und einen ringförmigen erhabenen Teil 39 längs der Randkante der Stirnfläche der Taste 3 erzeugt. Auf der Stirnfläche der Taste 3 sind Bezeichnungen 40 vorgesehen zur Anzeiere

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der Information, die durch Betätigung der Taste 3 eingegeben werden soll. Im vorliegenden Beispiel können durch Wechseln der Kipprichtung der Taste 3 vier Informationen eingegeben werden, und in der Mulde 38 sind dementsprechend vier Bezeichnungen 40 angebracht, und zwar an den Seiten, die den Richtungen entsprechen, in welchen die Taste 3 bezüglich der Mitte ihres Schwenkbereichs gekippt wird. Im vorliegenden Beispiel setzt sich die Taste 3 zusammen aus einem Bezeichnungsteil 44 aus Metall und einem Tastenkörper 45 aus synthetischem Harzmaterial. Das Bezeichnungsteil 44 weist in einem dicken, quadratförmigen AluminiumstUck die Miüde 38 auf. Die Bezeichnungen sind im Boden der Mulde 58 durch chemische Ätzmethoden erzeugt. In der Rückseite der Aluminiumplatte ist ein Loch 46 zur Aufnahme des Tastenkörpers 45 gebildet. In diesem Fall ist der Tastenkörper 45 in das Loch 46 eingepaßt, wobei der mit dem Tastenkörper 45 einstückig gebildete Plansch 37 vom Außenumfang des Bezeichnungsteils 44 vorspringt.

Zur Betätigung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäSen Tastenfeldschalters genügt es, lediglich Taste 3 mit einer Fingerspitze an der Seite der Bezeichnung 40 zu drücken, welche die Information anzeigt, deren Eingabe gewünscht ist. Wie es in den Fig. 7A und ?B gezeigt ist, wird die Fingerspitze 48 auf die Mulde 38 der Taste 3 mit der Bezeichnung 40 gelegt, die die einzugebende Information anzeigt, und dann wird die Fingerspitze 48 schräg zur gewünschten Bezeichnung gedrückt, wodurch die Taste 3 gekippt wird. Wenn die Taste 3 auf diese "Weise se-

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kippt ist, drückt ihre Rückseite auf einen der Treibvorsprünge 30, wodurch der diesem entsprechende bewegliche Kontakt 2β durch die kreuzförmige öffnung 23 des Abstandsstückes 20 in eine Berührung mit einem entsprechenden festen Kontakt l8 gedrängt' wird. Wenn die Fingerspitze 48 von der Taste 3 genommen wird, wird die Taste 3 durch die Rückstellkraft der Schraubenfeder 36 iⁿ ihre ursprüngliche Stellung zurückgeführt, und. aufgrund der Rückstellkraft des flexiblen Kontakthalters 25 wird auch die Berührung zwischen dem beweglichen Kontakt und dem festen Kontakt l8 gelöst. Auf diese V/eise können durch Kippen einer Taste in vier Richtungen vier Schalter selektiv betätigt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Tastenfeldschaltern der Art, bei welcher die Tastenzahl gleich der Anzahl der verwendeten Schalter ist, kann der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter bemerkenswert klein gebaut werden, beispielsweise 60 mm lang, 10 mm breit und 5 n™ dick. Es können Tasten verwendet werden, die praktisch gleich groß wie Tasten bekannter Art sind, und dies verringert die Möglichkeit einer fehlerhaften Eingabe. Da mit einer Taste mehrere Informationen eingegeben werden können, ist es möglich, die Information nach Bedarf einzugeben, ohne die Pingerspitze von der Taste zu nehmen. Demzufolge können die Tasten mit hoher Geschwindigkeit betätigt werden. Falls die Taste 3 den ringförmig erhabenen Teil 39 aufweist, kann die Betätigung einfach dadurch vorgenommen werden, daß die Fingerspitze am Innenrand des erhabenen Teils 39 einhakt. Das Pufferorgan 29 gibt der •Fingerspitze beim Drücken der Taste einen weichen Anschlag oder Druckpunkt.-

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Fig. 8 zeigt eine modifizierte Form des erfindungsgemaßen Tastenfeldseiialters. Bei dieser Ausführungsform sind, der Bezeichnungstell 44 und der Körper 45 der Taste einstückig aus synthetischem Harzmaterial hergestellt. Eine Platte 50, auf welcher die Bezeichnungen 40 aufgebracht sind, ist in die Mulde 38 eingesetzt und an dieser befestigt. Außerdem weist die Ausnehmung 35 ein zentral angeordnetes Schaftteil 5^- auf, das mit der Taste 3 integriert ist. Die Endfläche des Schaftteils 54 ist halbkugelförmig. An der Spitze der halbkugelförmigen Endfläche ist einstückig mit dem Schaftteil 5^ ein Zapfen 55 gebildet und in das Loch 21 der gedruckten Leiterplatte 4 gesetzt. Somit kann die Achse der Taste 3 um die Endfläche des Schaftteils 5^ gekippr werden. Überdies weist die Rückseite der Taste einstückig mit dieser gebildete Treibvorsprünge 56 auf, die je mit den festen Kontakten 18 fluchten. 'Deshalb können die Vorsprünge 30 des Pufferorgans 29 weggelassen werden. Überdies sind bei dieser Ausführungsform der Kontakthalter 25* die bewegliehen Kontakte 26 und das Pufferorgan 29 durch ein leitendes Gummiblatt 57 ersetzt, das zwischen dem Absbandsstück 20 und dem Rahmen 1 angeordnet ist. Beim Niederdrücken der Taste 3 drängt ein ausgewählter Vorsprung der Vorsprünge 56 das leitende Gummiblatt 57 ift Berührung mit dem festen Kontakt l8, der dem ausgewählten Vorsprung 56 entspricht. 5alls es schwierig ist, einen beweglichen Kontakt gemeinsam für alle festen Kontakte zu verwenden, reicht es aus, lediglich mehrere leitende Gummiblätter zu benutzen, die in Längsrichtung des Rahmens angeordnet sind. Solche verschiedenen Abänderungen dieser Elenente können nach

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Wunsch unabhängig voneinander vorgenommen werden. Beispielsweise sind bei der vorausgehenden Ausführungsform der Kontakthalter 25, die beweglichen Kontakte 26 und. das Pufferorgan weggelassen, und statt dessen wird das leitende Gummiblatt verwendet und die Vorsprünge ^>0 sind mit dem Gummiblatt 57 integriert. Dasselbe gilt für die anderen Elemente.'"Es ist auch möglich, an der gedruckten Leiterplatte 4 ein Schaftteil gleich dem Schaftteil 54 zu bilden, dessen halbkugelförmige Endfläche mit einer halbkugelförmigen Eingriffsvertiefung in Eingriff steht, die in der Mitte des Bodens der Ausnehmung 35 erzeugt worden ist, um die Taste um die halbkugelförmige Endfläche des Schaftteils zu kippen. Die Mulde oder der Vorsprung zur Erleichterung des Kippens der Taste kann auch von der Art sein, wie sie Pig. 9A zeigt, in welcher kleine Vorsprünge 58 auf der Stirnfläche der Taste gebildet sind, oder viie sie Fig. 9B zeigt, in welcher ein kleiner Vorsprung 59 auf der Stirnfläche der Taste in deren Mitte und einstückig mit dieser gebildet ist.

Anhand der Fig. 10 bis 12 wird eine Beschreibung eines elektronischen Miniaturrechners gegeben, bei welchem der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter verwendet wird. Im dargestellten Beispiel ist der elektronische Rechner mit einem Kugelschreiber kombiniert;. Wie die Fig. 10 bis 12 zeigen, ist eine Kugelschreibermine 6l abnehmbar an einem Ende eines rohrförmigen Körpers 60 befestigt,und am anderen Endteil des rohrförmigen Körpers 6O ist ein Klip 62 angebracht. Ein erfindungsgemä3er Tastenfeldschalter 63 ist zwischen dem Klip 62 und der Schreibermine 6l auf dem

rohrförmigen Körper 60 angeordnet. Die Befestigung des Tastenfeldschalters 63 am rohrförmigen Körper 60 wird dadurch bewirkt, daß Rastnuten l6 und 17 in beiden Seitenrändern des Rahmens 1 des Tastenfeldschalters mit beiden Seitenkanten einer im rohrförmigen Körper 60 gebildeten Nut 64 eingreifen. Ein Anzeigefenster 65 ist im Tastenfeldschalter 63 auf der Seite der Schreibermine 61 gebildet, und dieses Fenster ist mit einer transparenten Platte 62 bedeckt. Im rohrförmigen Körper'60 ist eine Batterie 66 unter dem Klip 62 untergebracht. Eine integrierte Halbleiterschaltung 67 zur Durchführung einer Rechnung, die auf den über den Tastenfeldschalter zugeführten Eingangsdaten beruht, eine integrierte Halbleiterschaltung 68 zur Zuführung des Rechenergebnisses zu einer Anzeigeeinheit und weitere Schaltungsteile sind unter dem Tastenfeldschalter 63 untergebracht. Eine Anzeigeeinheit 69, die sich beispielsweise aus Fotodioden oder dergleichen zusammensetzt, zur Anzeige des Rechenergebnisses und ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 70 zur Umwandlung der Spannung der Batterie 66 in eine vorbestimmte Spannung sind gegenüber der transparenten Platte 65 untergebracht.

Ein Energiequellenschalterteil ist an einem Ende des rohrförmigen Körpers 60 auf der Seite des Klips 62 vorgesehen. Ein Haltering 71 ist auf der Seite des Klips 62 auf das offene Ende des Körpers 60 geschraubt, um Kontakt mit einem leitenden Ring 73 auf einer isolierenden Scheibe 72 herzustellen und diesen zur Batterie 66 hin zu drücken. Ein Kontaktglied 74, das mit einer Elektrode der Batterie 66 einen Kontakt bildet, erstreckt sich durch eine

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zentral angeordnete öffnung der isolierenden Scheibe 72 in einen Schalterknopf 75 und ist mittels einer Schraube 77 an einer Endplatte eines zylinderförmigen isolierenden Teils innerhalb des Schalterknopfes 75 befestigt. Das zylinderförmige isolierende Teil 76 ist am Schalterknopf 75 befestigt. Ein bewegliches Kontaktstück 78 ist am Kontaktglied JK im zylinderförmigen Teil 76 befestigt und wird mittels einer Schraubenfeder 79 zur isolierenden Scheibe 72 hin gedruckt. An der isolierenden Scheibe 72 sind mehrere Nasen 80 in gleichmäßigen Abständen voneinander gebildet, und der leitende Ring 73 hat nach innen weisende Vorsprünge, die sich zwischen die Nasen 80 erstrecken, und zwar nach jeder zweiten von diesen. Wenn der Schalterknopf 75 gedreht wird, wird demgemäß das Kontaktstück 78 gedreht, um mit dem leitenden Ring 73 abwechselnd Kontakt und keinen Kontakt zu haben. Der leitende Ring 73 befindet sich in Kontakt mit dem Haltering Jl und ist dadurch mit dem Gleichstrom/Gleiehstrom-Wandler 70 elektrisch verbunden. Damit ist ein Energieversorgungsschalter für den elektronischen Miniaturrechner geschaffen. Die Batterie 66 kann durch Abnehmen des Halterings 71 ausgetauscht werden.

Es wird nun ein Mechanismus zum Einsetzen und Herausnehmen des Kugelschreiberteils 6l beschrieben. Ein Minenhalter 84 ist in ein Schraubengewinde geschraubt, das in einer Mittelöffnung eines konischen Minenkopfes 83 gebildet ist. Ein Haltering ist drehbar am Boden des Minenkopfes 8,"5 befestigt und ist am Gehäuse 60 abnehmbar angeschraubt. In den Minenhalter 64 ist die Kugelschreibermine 61 eingesetzt und (nicht gezeigte)

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Spaltnuten sind im inneren Endteil des Minenhalters 84 in dessen Längsrichtung vorgesehen. Die Kugelschreibermine 61 wird federnd zwischen beiden Seitenteilen der Nuten gehalten. Am Haltering 85 ist ein Sperrstück: 86 befestigt, und der Minenhalter 64 ist in das Sperrstück 86 eingesetzt, das die Bewegung des Minenhalters 84 in dessen Einsetzrichtung erlaubt, dessen Drehbewegung jedoch verhindert. Wenn der Minenkopf 83 gedreht wird, bewegt sich demzufolge der mit ihm in Schraubeingriff stehende Minenhalter 84 in seiner axialen Richtung. An der Urafangsfläche des Mittelteils des Minenhalters 84 ist ein Flansch 87 gebildet, der mit einem Anschlag 88 im Eingriff steht, der an der Innenwand der Mittelöffnung des Minenkopfes 83 gebildet ist, um zu verhindern, daß die Mine 6l aus der Mittelöffnung herausrutscht. Wenn die Mine 61 eingezogen wird, kommt der Anschlag 88 mit dem Sperrstück 86 in Eingriff, um eine weitere Einwärtsbewegung der Mine 6l zu begrenzen. Die Mine 6l kann durch eine neue Mine dadurch ersetzt werden, daß der Haltering 85 vom Körper 60 entfernt und dann die Mine 61 aus dem Minenhalter 84 genommen wird. Ein Fassungsstreifen 51 ist am Körper 60 an der Seite des Tastenfeldschalters 63 befestigt, und die Tasten und die transparente Platte 65 reichen durch den Fassungsstreifen 51 hindurch ins Freie.

Es wurde ein mit dem elektronischen Miniaturrechner kombinierter Kugelschreiber hergestellt, der lediglich 153 ™& lang und 14 mm äiek ist. Somit kann der elektronische Miniaturrechner· in übliche persönliche Gegenstände eingebaut werden, beispielsweise in ein Gasfeuerzeug. In diesem Fall kann das Feuerzeug etwa die

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Größe eines kleinen, gewöhnlich tragbaren Feuerzeugs haben, und kann folglich wie üblich von jedem bei sich geführt werden. Fig. 13 zeigt den Fall, in welchem ein elektronischer Miniaturrechner, für welchen der erfind.ungsgemäße Tastenfeldschalter verwendet ist,' in ein solches Feuerzeug eingebaut ist. Eine Flammenöffnung 91 ist in einer Endfläche eines Feuerzeuggehäuses 90 gebildet. Der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter ist auf einer größeren Oberfläche des Feuerzeuggehäuses 90 untergebracht, was durch 63 angedeutet ist. Ein Anzeigeteil 69 ist neben dem Tastenfeldschalter 63 gebildet, und ein Energieversorgungsschalter 92 ist ebenfalls vorgesehen. Auf einer Seite des Gehäuses 90 ist ein Zündknopf 93 vorgesehen. Um eine Batterievergeudung zu verhindern, kann diesem ein Schalter zugeordnet werden, so daß eine Aufladung eines Kondensators mit Betätigung des Zündknopfes 93 begonnen wird.

Im vorausgehenden ist eine Tastenzahl fünf verwendet worden, die jedoch beliebig geändert werden kann. Ferner ist die mit einer Taste betätigbare Schalterzahl als vier angenommen worden,. ist jedoch nicht speziell darauf beschränkt.

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Claims

BLUMBACH · WESER . BERGEN · KRAM^ g 1 ZWIRNER · HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestra#43 Telefon (089)833603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden.-"Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-136237

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Patentansprüche

Tastenfeldschalter, gekennzeichnet durch einen Rahmen (1) mit mehreren öffnungen (2); mehrere Tasten (3), die je derart am Rahmen (l) gehalten werden und durch die öffnungen (2) nach außen reichen, daß ihre Achsen bezüglich der Rahmenebene in mehrere Richtungen kippbar sind;

eine gedruckte Leiterplatte (4), die an der Rückseite des Rahmens diesem gegenüberliegend gehalten wird; ein Federorgan (j56) zur Rückführung der Tasten (3) in deren Normalpositionen nach dem Kippen;

einen Kontakthalter (25) aus einem flexiblen isolierenden Film, der zwischen dem Rahmen (l) und der gedruckten Leiterplatte (4) angeordnet ist;

einen beweglichen Kontakt (26), der auf den Kontakthalter (25) gedruckt und auf diesem verdrahtet ist und durch das Kippen der Tasten (3) vortreibbar ist;

und mehrere Gruppen auf die gedruckte Leiterplatte (4) aufgedruckter fester Kontakte (l8), die je einer der Tasten zugeordnet und so angeordnet sind, daß der bewegliche Kontakt

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München: Kramer · Or.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach ■ Dr. Bergen · Zwirner

ORIGINAL INSPECTED

(26) durch das Drücken einer Taste (3) der Kipprichtung der Taste entsprechend mit einem ausgewählten festen Kontakt (18) in Berührung gebracht wird.
2. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federorgan als Schraubenfeder (36) ausgebildet ist, die federnd 'zwischen der Rückseite einer jeden Taste (3)

zusammen- : und dem Kontakthalter (25)/gedrückt ist, um die jeweilige Taste (3) nach außen weisend und im wesentlichen koaxial mit ihr vorzuspannen.
3. Tastenfeldschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Rückseite der Taste (3) eine Ausnehmung (55) gebildet und die Schraubenfeder (36) in die Ausnehmung (35) gesetzt ist.
k. Tastenfeldschalter nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Schraubenfeder (36) in der Ausnehmung (35) angeordnet und das andere Ende über rechte Winkel in die Federachse gebogen und in ein Loch (21) in der gedruckten Leiterplatte (4) eingesetzt und dadurch positioniert ist.
5. Tastenfeldschalter nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle der Achse, der Schraubenfeder ein mit der Taste (3) einstückig gebildetes Schaftteil (5¹O mit einem halbkugelförmigen freien Ende vorgesehen ist und daß an der Spitze des Schaftteils ein Zapfen (55) gebildet und in eine

ORIGINAL INSPECTED

öffnung (21) in der gedruckten Leiterplatte eingesetzt ist, um als Zentrum der Tastenkippbewegung zu dienai.
6. Tastenfeldschalter nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet,

daß ein kleiner Zapfen auf die gedruckte Leiterplatte (4)

in

gesetzt ist, und zwar/der Position der Achse der Tastenkippbewegung, und daß in der Mitte des Bodens der Tastenausnehmung (55) ein Positionierloch vorgesehen ist, das ein halbkugelförmiges Ende des Zapfens aufnimmt und als Zentrum des Tastenkippbereichs dient.
7. Tastenfeldschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein blattförmiges Pufferorgan (29) zwischen dem Kontakthalter (25) und den Tasten (3) angeordnet ist.
8. Tastenfeldschalter nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet. daß eine leitende Gumrniplatte (57) vorgesehen ist, die als Kontakthalter, Pufferorgan und. beweglicher Kontakt dient.
9. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Treibvorsprünge (56) auf der Rüci-cseite einer jeden Taste gegenüber dem beweglichen Kontakt und vorbestimmten festen Kontakten gebildet sind.
10. Tastenfe-Bschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. da.3 auf dem Pufferer-Tan (29) Treibvorsor-ün-je (;;0) rrst-ilr-et sind, die mit den festen Kontakten fluchten und sich in Richtung Tasten erstrecken.

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11. Tastenfeldschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der leitenden Gummiplatte Treibvorsprünge gebildet sind, die mit den festen Kontakten fluchten und sich in Richtung Tasten erstrecken.
12. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stirnfläche einer jeden Taste (3) eine Mulde (38) oder ein Vorsprung (39) gebildet ist, um das Drücken der Taste mit einer Pingerspitze in Tastenkipprichtung zum Zweck des Anpressens des bewegliehen Kontaktes an einen ausgewählten festen Kontakt zu erleichtern.
13. Tastenfeldschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulde (38) oder der Vorsprung (39) mit einem ringförmigen erhabenen Teil versehen ist, der am Randteil der Stirnfläche der Taste gebildet ist.
14. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bezeichnungen (40) für die Eingangsinformation vorgesehen sind, die je um die Kippbereichachse einer jeden Taste (3) auf deren Stirnfläche angeordnet sind, und zwar in den Tastenkipprichtungen, in welche die Tasten gekippt werden müssen, um den beweglichen Kontakt gegen die festen Kontakte entsprechend den jeweiligen Bezeichnungen zu drücken.

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