DE2660067B1 - Tastschaltervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastschaltervorrichtung mit mehreren zu einem Tastenfeld gruppierten integralen Tastschaltern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Seit einiger Zeit wurden Anstrengungen unternommen, die einzelnen Bauteile und Komponenten eines elektronischen Rechners, beispielsweise die Anzeigeeinrichtungen, die Rechnerschaltungen, die Tastenfelder und die Versorgungsquellen kleiner und kompakter herzustellen und diese Komponenten auf engerem Raum zusammenzufassen. Der kompakten und möglichst wirtschaftlichen Bauweise eines Rechners stand die Tastatur zur Dateneingabe entgegen, für die bei den bekannten Rechnern ein erheblicher Raumbedarf notwendig war.

Aus der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 13, Nr. 7, Dezember 1970, Seiten 1962 und 1963 ist eine Tastatur mit integralen Tastschaltern bekannt, deren einzelne Tastenkontaktpaare auf einer oberen bzw. einer unteren gedruckten und flexibel auslenkbaren Leiterplatte ausgebildet sind. Eine isolierende Zwischensicht zwischen den beiden flexiblen Leiterplatten weist auf die Tastenkontaktpaare ausgerichtete Aussparungen auf. Durch Druck auf eine Taste wird der zugeordnete Kontaktbereich der oberen flexiblen Leiterplatte ausgelenkt und gelangt über die betreffende Aussparung in der Zwischenschicht in Kontaktgabe mit dem zugeordneten Gegenkontakt auf der unteren flexiblen Leiterplatte.

Diese bekannte Tastschaltervorrichtung kommt dem angestrebten Ziel einer kompakten und im Betrieb zuverlässigen Tastatur für elektronische Kleinrechner entgegen. Nicht voll befriedigend jedoch sind die wirtschaftliche Herstellung insbesondere der Zusammenbau sowie die Empfindlichkeit gegen äußere ίο Einflüsse wie Feuchtigkeit und Staub. So werden bei der bekannten Tastatur die obere und untere flexible Leiterplatte getrennt hergestellt und müssen beim Zusammenbau einschließlich der mit Kontaktgabeöffnungen versehenen isolierenden Zwischensicht sehr genau aufeinander ausgerichtet werden. Auch sind die relativ empfindlichen Kontaktbahnen aus einer aufgedruckten Kohlebahn oder einer aufgedampften sehr dünnen Aluminiumschicht relativ empfindlich gegen die erwähnten Einflüsse von außen, insbesondere auch gegen Staubpartikel, die sich in den Öffnungen der Zwischenschicht festsetzen können.

Ausgehend von der bekannten und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umschriebenen Tastschaltervorrichtung liegt der Erfindung damit die Aufgabe zugrunde, die bekannte Tastschaltervorrichtung hinsichtlich einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit und einer langen Lebensdauer des damit ausgerüsteten Rechners zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Erfindung lassen sich elektronische Rechner, insbesondere Kleinrechner, einfacher und kostengünstiger herstellen und zusammenbauen und die einzelnen Bauteile, wie die Sichtanzeigeeinrichtung, das Tastenfeld und die Rechnergestaltung lassen sich auf kleinem Raum zusammensetzen und räumlich optimal einander zuordnen. Auch dem Ziel einer flachen, leichten und optisch ansprechenden Bauweise solcher elektronischer Kleinrechner kommt die Erfindung vorteilhaft entgegen.

Einzelheiten sowie weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 einen elektronischen Kleinrechner mit einer erfindungsgemäßen Tastschaltervorrichtung in Drauf-Sicht;

F i g. 2 eine Schnittdarstellung, gesehen in Richtung der Pfeile an der Schnittlinie A-A'in F i g. 1;

F i g. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur besseren Verdeutlichung des inneren Aufbaus des in F i g. 1 dargestellten Rechners;

Fig.4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der wesentlichen Einzelheiten eines integralen Tastschalters mit erfindungsgemäßen Merkmalen;

Fig.5(A), 5(B) und 5(C) Schnittdarstellungen zur Erläuterung der Herstellungsschritte für eine flexible bedruckte Leiterplatte als wesentliches Ausgangselement zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Tastschaltervorrichtung;

F i g. 6(A), 6(B) und 6(C) vergrößerte Darstellungen verschiedener Ausgestaltungsformen der flexiblen gedruckten Leiterplatte;

Fig.7(A), 7(B) und 7(C) einige Ausführungsformen von Kontaktbereichen auf der flexiblen gedruckten

Leiterplatte;

F i g. 8 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Tastschalterbereichs in einer Tastatur mit erfindungsgemäßen Merkmalen;

F i g. 9(A) und 9(B) der Erläuterung dienende Darstel-Iungen einer mit dem Tastenfeld zusammenwirkenden Federplatte;

Fig. 10(A) und 10(B) der Erläuterung dienende Darstellungen, die die Herstellungsschritte beim Verschließen und Abdichten eines Tastenfeldteils wiederge- ι ο ben;

Fig. H(A), H(B) und H(C) Beispiele für Abdichtungen am Tastenfeld, wobei die F i g. 1 l(A) und 1 l(B) einen flexiblen Film in Aufsicht und die Fig. 11 (C) das abgeschlossene dichte Tastenfeld in Schnittdarstellung wiedergeben;

Fig. 12(A) und 12(B) der Erläuterung dienende Darstellungen der gefalteten, flexiblen, gedruckten Leiterplatte und

Fig. 13(A) und 13(B) der Erläuterung dienende Darstellungen von Ausführungsformen einer im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbaren Spannungsversorgungseinheit.

F i g. 1 zeigt in Draufsicht einen elektronischen Taschenrechner, der eine erfindungsgemäße Tastatur enthält und im wesentlichen aus folgenden Bauteilen zusammengesetzt ist: Einer integralen Tastschaltervorrichtung 1 (Tastatur), einer in Längsrichtung der Tastatur 1 angeordneten Sichtanzeigeeinrichtung 2, einer neben der einen Seite der Sichtanzeigeeinrichtung

2 und in Längsrichtung derselben angeordnete Rechnerschaltungseinheit 3 und einer Batterie 4, die neben der Tastatur 1 als auch neben der Rechnerschaltungseinheit

3 angeordnet ist.

F i g. 2 zeigt den Querschnitt gesehen in Richtung der Pfeile an der Schnittlinie A-A'in Fig. 1. Ersichtlicherweise sind die Tastatur 1 und die Sichtanzeigeeinrichtung 2 auf einer flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 angeordnet, die elektrische Leiterlamellen trägt und in einem zweilagigen Gehäuse 6, 7 untergebracht ist. Die perspektivische Explosionsdarstellung der Fig.3 läßt die innere Anordnung und gegenseitige Zuordnung dieser Bauteile erkennen, die nachfolgend jeweils in Einzelheiten beschrieben werden.

Die Sichtanzeigeeinrichtung besteht aus einer Fliissigkristallzelle 21, insbesondere einer Feldeffekt-FIüssigkristallzelle. Diese Flüssigkristallzelle 21 besitzt zwei, den feldeffektsteuerbaren Flüssigkristall aufnehmende Glasscheiben 22, 23, wovon eine (beispielsweise die Glasscheibe 22) mit einer Verlängerung in Längsrichtung der Flüssigkristallanzeigezelle, d. h. senkrecht zur Tastatur 1, wie sie in Fi g. 3 dargestellt ist, versehen ist. Die Flüssigkristallzelle 21 mit der erwähnten seitlichen Verlängerung eignet sich besonders für eine Massenherstellung in automatischer Fertigung, aber auch für eine manuelle Fertigung, da sich erhebliche Vereinfachungen ergeben.

Die Leiterplatte 5 ist ein flexibler mit Leiterbahnen bedruckter Film, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polyester und trägt elektrische Blattkon- to takte, wovon einige als Tastenkontakte in der Tastenfeldbaugruppe und die anderen als Verbindungen zwischen den jeweiligen Bauteilen dienen.

Die perspektivische Explosionsdarstellung der F i g. 4 zeigt die Tastenschalter und die Leiterplatte 5, die in den Fig.2 und 3 dargestellt sind. Die eine Fläche des flexiblen Films 5 weist eine erste Gruppe von Tastenkontakten 51 und eine zweite Gruppe von Tastenkontakten 52, Leiter 54, die zu den Tastenkontakten 51, 52 führen, sowie einen Anschlußbereich 55 auf, an dem die blattförmigen Leiter 54 nahe beieinander liegend und auf engem Raum zusammengefaßt sind. Die erste und zweite Gruppe von Tastenkontakten liegen im fertigen Zustand einander dadurch gegenüber, daß der flexible Film an der Stelle 56 so gefaltet wird, daß die ersten Tastenkontaktgruppe 51 der zweiten Tastenkontaktgruppe 52 gegenübersteht. Wenn der Film 5 gefaltet wird, wird eine Zwischenlage 57 aus elastischem Isolationsmaterial dazwischengelegt. In der Zwischenlage 57 ausgebildete, durchgehende Löcher 57A befinden sich zwischen den Tastenkontakten 51 und 52. Wenn ein bestimmter Tastenbereich des flexiblen Films 6 von Hand eingedrückt wird, so berühren sich die Tastenkontakte, d. h. der entsprechende Kontakt wird geschlossen. Wenn der Druck wieder weggenommen wird, öffnet sich der Kontakt, weil die Tastenkontakte durch die elastische Eigenschaft der Leiterplatte 5 bzw. der Zwischenlage 57 einander nicht mehr berühren.

Wenn ein bestimmter Tastenkontakt gedrückt wird, kommt der obere Kontakt dadurch in Berührung mit dem unteren Kontakt, daß der obere Kontakt über das Loch 57y4 aufgrund der Flexibilität des Films 5 eine Verbindung herstellt. Wenn dieser bestimmte Tastenkontakt nicht mehr niedergedrückt und freigegeben wird, hebt sich der obere Kontakt aufgrund der mechanischen Steifigkeit und der Elastizität des flexiblen Films und aufgrund der Elastizität des flexiblen Films und aufgrund der Elastizität der Zwischenlage 57 vom unteren Kontakt ab.

Der Anschlußbereich 55, an dem die blattförmigen Leiter 54 zusammengefaßt sind, befindet sich an einem Vorsprung des flexiblen Films 5. Dieser Vorsprung entspricht dem Vorsprung 24 der Flüssigkristallzelle 21. Dementsprechend werden elektrische Verbindungen zwischen der gedruckten elastischen Leiterplatte 5 und der Flüssigkristallzelle 21 über die Vorsprünge 53, 24 hergestellt.

Um die elektrische Verbindung zwischen der gedruckten elastischen Leiterplatte und der Flüssigkristallzelle herzustellen ist — wie aus F i g. 3 ersichtlich — die Spitze des Vorsprungs 53 der elastischen Leiterplatte bzw. des elastischen Films 5, d. h. der Anschlußbereich 55 gebogen, um mit den an der Verlängerung 4 der Flüssigkristallzelle 21 ausgebildeten Anschlüssen 34 unter elastischer Auslenkung der gedruckten Leiterplatte 5 in Berührung zu kommen.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlüssen 55,34 der Verlängerungen 53, 24 werden auf folgende Weise aufrechterhalten: Ein Andruckteil 71 ist mit dem unteren Gehäuseteil 7 einstückig verbunden und befindet sich unterhalb des gebogenen Anschlußbereiches 55, wenn das obere Gehäuseteil 6 auf das untere Gehäuseteil 7 aufgesetzt wird. Ein elastisches Teil 72, beispielsweise aus Kautschuk, befindet sich oberhalb des Andruckteils 71. Beide Anschlüsse 53, 24 werden aufgrund des Drucks der beim Nachobendrücken des Teils 71 entsteht, in festem Kontakt miteinander gehalten. Auf diese Weise werden die Anschlüsse 55,34 zwischen dem oberen Gehäuseteil 6 und dem den Druck ausübenden Teil 71 festgehalten und die elektrische Verbindung hergestellt.

Nachfolgend wird die Herstellung der zuvor erwähnten elastischen gedruckten Leiterplatte 5 in Einzelheiten erläutert. F i g. 5 zeigt die Fertigungsfolge:

1. Ein Blatt aus Aluminium Al wird auf die gesamte Fläche einer elektrisch isolierenden Platte F, die

beispielsweise aus Polyester besteht, durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Aufkleben oder durch Aufdampfen, aufgebracht (vgl. F i g. 5(A)).

2. Für die Tastenkontakte 51,52, die Leiter 54 und die Anschlüsse 55 werden Blattleiter, die auch als Leiterbahnen bezeichnet werden, in einem gewünschten Muster durch Drucken oder abschnittweises Aufbringen einer Kohlepaste CP ausgebildet (vgLF i g. 5(B)).

3. Die Isolierplatte F wird zum Ätzen in eine Ätzflüssigkeit, beispielsweise in Natriumhydroxid eingetaucht (vgl. F i g. 5(C)).

Während des Ätzvorgangs wird das Aluminiumblatt oder die Aluminiumschicht Al abgeätzt und es bleiben nur noch die Teile übrig, die mit der Kohlepaste CP bedruckt oder beschichtet waren. Daher besitzen die elastische Platte 5 drei Schichten, nämlich die Isolierplatte 5 selbst, die Aluminiumschicht AI und die Kohlepasteschicht CP. Aluminiumschichtleiter sind deshalb vorteilhaft, weil sie fester, widerstandsfähiger und billiger als andere Metalle, beispielsweise als Kupfer sind, wobei in Betracht gezogen werden muß, daß die elastische Platte 5 gefaltet und damit auch die feinen Leiter 54 gedehnt werden.

Die Schicht aus der Kohlepaste CP besteht aus einer Mischung aus Kohle und einem Kunstharz, beispielsweise Epoxydharz, so daß sie sehr gut haftet und widerstandsfähig ist. Wenn die Platte 5 gefaltet wird, können die durch die Kohlepastenschicht CP verstärkten Aluminiumleiterbahnen Al nicht brechen. Die Kohlepaste CP verhindert auch eine Oxydation des Aluminiums und ist im Vergleich mit einer Gold- oder Silber-Galvanisierung oder -Beschichtung kostengünstiger. Die Leitfähigkeit der Kohlepaste ist im Vergleich zu Gold oder Silber nicht sehr gut. Dies ist jedoch für die Funktionsweise unkritisch, weil als darunterliegende Schicht Aluminium verwendet wird. Wenn eine MOS/FET-Schaltung vorgesehen ist, kann der Spannungsabfall in einem gewissen Maße vernachlässigt werden.

In den F i g. 6(A), 6(B) und 6(C) sind verschiedene Formen der elastischen Platte 5 dargestellt. F i g. 6(A) zeigt die in F i g. 4 dargestellte, elastische Platte in Aufsicht. F i g. 6(B) zeigt eine Draufsicht auf die elastische Platte, auf der die Tastenkontakte 51, 52 in Längsrichtung der Platte mit einer Unterbrechung an der Faltstelle 56 ausgebildet sind. Fig.6(C) zeigt die Draufsicht auf die elastische Platte gemäß dem in F i g. 6(A) dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch mit dem Unterschied, daß der zwischen der Verlängerung 53 und den Tastenkontakten 51 liegende Teil nicht weggeschnitten ist.

F i g. 7 zeigt Abwandlungen der in F i g. 4 dargestellten elastischen Platte 5. In Fi g. 7(A) verbleibt die Aluminiumleiterbahn Al'bei dem in Fi g. 7 dargestellten Herstellungsschritt auf der Fläche der elastischen Platte 5, an der die Flüssigkristallzelle 21 angeordnet wird. Dieser Teil Al kann als Reflektor für die Flüssigkristallzelle 21 aufgrund des guten Lichtreflexionsvermögens verwendet werden. Dadurch ist es nicht nötig, den in den Fig.2 oder 3 dargestellten separaten Reflektor 27 vorzusehen.

Eine andere Möglichkeit ist in Fig.7(B) dargestellt. Die elastische Platte 5 kann aus einem Isolierwerkstoff mit guter Lichtdurchlässigkeit hergestellt und mit einer Erhöhung oberhalb des zweiten Tastenkontaktbereiches 52 ausgebildet werden. Die Aluminiumschicht AI und die Kohlepaste CPauf dieser Erhöhung bleibt in der gleichen Weise wie an den Kontaktbereichen 51,52, den Leitern 54 usw. aufrechterhalten und bildet die Reflexionsfläche 58. Wenn die elastische Schicht an der Stelle 56 gefaltet wird, liegt der Aluminiumschichtbereich Al zur Außenseite durch die lichtdurchlässige Isolierplatte hindurch für die Lichtreflexion frei. Daher kann dieser Bereich als Reflektorplatte für die Flüssigkristallzelle 21 dienen.

In Fig.7(B) ist eine weitere Ausführungsform

ίο dargestellt, bei der dieselben Herstellungsschritte wie in Fig.5 angewendet werden können und dementsprechend kann die reflektierende Fläche der Aluminiumschicht AI mit der Kohlepaste CP beschichtet sein. Die Reflexionsfläche 58 bei dem in Fig.7(C) dargestellten Falle bildet einen Teil des Leiters 54.

Wie in den Fig.2 und 3 dargestellt ist, sind die Tastenschalter 1 auf der Platte 5 angebracht, von der Ausführungsformen beschrieben und in Fig.4 dargestellt sind. In Fig.4 weisen die Tastenschalter 1 folgende Teile auf: Einen Tastenschalterrahmen 12, der mehrere bewegliche Tastenschalter 11 trägt, die jeweils den auf der gefalteten, elastischen Platte 5 ausgebildeten Tastenkontakten 51,52 entsprechen, eine Blattfeder 13 oberhalb des Tastenschalterrahmens 12, die die elastische Platte 5 bei Drücken eines bestimmten Tastenschalters 11 niederdrückt, sowie einen Halterungsrahmen 14, der die Blattfeder 13 in ihrer Lage hält. Wie aus dem in F i g. 8 dargestellten Querschnitt einer Tastenschalter-Baugruppe zu ersehen ist, stehen alle Tastenschalter 11 mit dem Tastenschalterrahmen 12 über Gelenke oder Scharniere in Verbindung. Die Tastenschalter 11, die Gelenke 12 und der Tastenschalterrahmen 12 sind ein einheitliches Bauteil. Jeder Tastenschalter 11 steht nach oben durch die jeweiligen im oberen Gehäuseteil 6 ausgebildeten Löcher hindurch. Wenn die vorstehenden Tasten niedergedrückt werden, werden sie um die Gelenkzonen 15 verschwenkt. Wie in Fig.9(A) in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, besitzt die Blattfeder 13 Seitenwandbereiche 13/1, rechteckige Bereiche 135, die mit den Seitenwandbereichen 13Λ in Verbindung stehen, sowie Vorsprünge 13C, die von den rechteckigen Bereichen 13ß parallel zu den Seitenwandbereichen 13/4 abstehen. Diese Bereiche 13/4,13ßund 13Cliegen als ein Bauteil vor und sind mit bekannten Herstellungsverfahren, beispielsweise durch Stanzen oder Ätzen hergestellt.

Die jeweiligen rechteckigen Bereiche 13ß entsprechen den zugeordneten Tasten 11, wobei die Spitzen der rechteckigen Bereiche 13ß sich nach unten bewegen, wenn die entsprechende Taste 11 gedrückt wird. Wie in F i g. 9(B) dargestellt ist, sind die Vorsprünge 13C am Verbindungspunkt mit den rechteckigen Bereichen 13 B nach unten gebogen oder stehen von dort nach unten ab und besitzen U-förmige Spitzen. Die U-förmigen Spitzen der Vorsprünge 13C sind nach innen zu den rechteckigen Bereichen 13 B hin gerichtet.

Gemäß F i g. 4 weist der Halterahmen 14 in Längsrichtung und quer dazu verlaufende Streben 14Λ auf, an denen Verbindungsstellen der Seitenwandbereiehe 13Λ und der Rechteckbereiche 13ß in der Blattfeder 13 befestigt sind. Innerhalb der Teilbereiche, die durch die in Längsrichtung und quer verlaufenden Streben 14Λ festgelegt sind, befinden sich tiefere Bereiche 14B. Darüberhinaus sind an Stellen, die den jeweiligen Vorsprüngen 13C entsprechen, durchgehende Löcher 14C ausgebildet, so daß nur die jeweiligen Vorsprünge 13Cdurch diese Löcher 14Chindurchgehen können.
Wenn, wie in F i g. 4 dargestellt, die Kreuzungspunkte

der Seitenbereiche 13/4 und der Rechteckbereiche 135 der Blattfeder 13 am Halterungsrahmen 14 befestigt sind, so liegen die entsprechenden rechteckigen Bereiche 135 der Blattfeder 13 in den tieferen Bereichen 145 des Halterungsrahmens 14 und die Vorsprünge 13C können dann durch die Löcher 14C hindurchtreten. In F i g. 8 ist diese Anordnung im Querschnitt dargestellt.

In F i g. 8 ist der integrierte Tastenschalter 11 hinter den einander gegenüberliegenden Tastenkontakten 51/4,52/4 auf der elastischen, gedruckten Leiterplatte 5 angeordnet. Wenn sich der Tastenschalter 11 in der normalen Stellung befindet, ist der Vorsprung 13C der Blattfeder 13 bezüglich der Lage der gegenüberliegenden Tastenkontakte 51Λ 52Λ etwas versetzt. Hierbei drückt die Blattfeder 13 die Tasten nach oben.Wird die Taste 11 niedergedrückt, so schwenkt sie um das Gelenk 15 nach unten, wobei der Vorsprung 135 nach unten gedreht wird. Dabei drückt der Vorsprung 13C die elastische Platte 5 auf die gegenüberliegenden Kontakte 51/4,52/4, da die U-förmige Spitze des Vorsprunges 13C der Blattfeder 13 bezüglich des Verbindungspunktes mit dem Rechteckbereich 13Cnach innen versetzt ist.

Die Taste 11 wird so weit niedergedrückt, bis der rechteckige Bereich 135 der Blattfeder 13 über dem tieferen Bereich 14C des Halterungsrahmens 14 liegt. Dabei befindet sich der Vorsprung 13Cder Blattfeder 13 über den gegenüberliegenden Tastenkontakten 51/4, 52/4, so daß diese in Berührung kommen, eine Verbindung herstellen und — anders ausgedrückt — sich im eingeschalteten Zustand befinden. Wenn die Taste 11 freigegeben, also kein Druck mehr auf sie ausgeübt wird, dann geht die Taste 11 aufgrund der Federkraft der Blattfeder 13 wieder in die in Fig.8 dargestellte Ausgangslage zurück.

Die Montage und das Zusammensetzen der Tastenbaugruppe 1 wird erleichtert und vereinfacht, weil der Tastenschalterrahmen 12, die Blattfeder 13 und der Halterungsrahmen 14 zusammengefaßt sind, so daß es möglich ist, die Tastenfeldeinheiten mit einer geringen Höhe herzustellen. Da die Tasten 11, die Gelenke 15 und der Tastenschalterrahmen 12 einstückig ausgebildet sind, kann der Abstand zwischen den Tasten 11 bzw. die Zwischenräume innerhalb der Tastenschaltereinheit 1 sehr klein gehalten werden.

Der Halterungsrahmen 14 dient einerseits als Anschlag, um zu verhindern, daß die Taste 11 zu stark heruntergedrückt wird, und andererseits dazu, zu verhindern, daß sich die gefaltete elastische Platte 5 aufgrund ihrer Steifigkeit nach außen aufgeklappt. Bei der Bauweise der Tastenschaltereinheiten 1 ist der Tastenschalterrahmen 12 getrennt vom oberen Gehäuseteil 6 ausgebildet. Das Gehäuseteil 6 kann jedoch auch als Tastenschalterrahmen 12 dienen. Die gegenüberliegenden Tastenkontakte 51, 52 der in den Fig.4 und 8 dargestellten elastischen Platte 5 können beispielsweise auch gemäß einer weiteren Ausführungsform als abgeschlossene oder abgedichtete Tastenkontakte vorliegen.

Wenn die elastische Schicht 5 in der in Fig.4 gezeigten Weise einmal umgefaltet ist, so daß die Tastenkontakte 51, 52 einander gegenüber und die Zwischenlage 57 zwischenliegt, kann Staub und Feuchtigkeit aufgrund der äußerst kleinen Abstände zwischen den gegenüberliegenden Tastenkontakten zu Störungen und Fehlfunktionen führen. Um diese Schwierigkeiten hermetisch zu vermeiden, ist die Tastenfeldeinheit hermetisch abgedichtet. Wie in Fig. 10(A) dargestellt ist, ist die elastische Platte 5 an der Stelle 56 gefaltet und die Randbereiche der Platte 5 sind mit Ausnahme der Faltstellen 56 unter Verwendung eines Klebemittels 59 miteinander verbunden. Im vorliegenden Falle braucht das Klebemittel 59 nur auf drei Kanten aufgebracht werden, so daß dadurch auch der Klebevorgang bei dieser Art von gefalteten Tastenfeldeinheiten vereinfacht wird.

Da die beiden gegenüberliegenden Hauptbereiche der elastischen Platte 5 nur gering voneinander beabstandet sind, kann eine Abstandsänderung zwischen den Tastenkontakten 51, 52 aufgrund von Temperaturexpansion oder durch Kondensation aus der Luft im abgedichteten Raum die Schaltfunktionen nachteilig beeinflussen. Es sollte also dafür gesorgt werden, daß Luft aus der abgeschlossenen Tastenfeldeinheit entweichen kann, wenn die Tasten von Hand betätigt werden.

Gemäß einer Verbesserung werden Luftaustrittsöffnungen vorgesehen, über die Luft aus dem abgedichteten Raum austreten kann, wenn bei Niederdrücken der Tasten eine plötzliche Druckänderung auftritt. Außenluft kann jedoch nicht sofort über diese Öffnungen eintreten, wenn die Tasten freigegeben werden. Mit anderen Worten, obwohl ein Tastschalter bei Niederdrücken der zugeordneten Taste schnell schließt, kann er sich nicht sofort öffnen, nachdem die Taste freigegeben wird.

Einige Beispiele, wie diese Schwierigkeit gelöst werden kann, sind in Fig. 11 dargestellt. In Fig. H(A) befinden sich die Luftaustrittsöffnungen 5/4 in der Nähe des Tastenkontaktbereiches 52, der über dem anderen Kontaktbereich 51 liegt, wenn die elastische Platte 5 gefaltet ist. Bei dem in Fig. 11 (B) dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Luftaustrittsöffnungen 5/4 zwischen benachbarten Tastenkontakten 52 angeordnet.

Fig. 11 (C) zeigt einen Querschnitt durch die abgedichtete Tastschalterbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei die Luftaustrittsöffnung 5A in der Nähe des Tastenkontaktes 52/4 liegt, der sich auf der oberen Hälfte der gefalteten elastischen Platte 5 befindet. Der andere Tastenkontakt 51,4 liegt unter dem unteren Bereich der elastischen Platte 5 mit einer dazwischenliegenden Zwischenschicht 57. Die Blattfeder 13 befindet sich über der elastischen Platte 5.

Bei einer solchen Anordnung drückt die Blattfeder 13 den oberen Teil der elastischen Platte 5 nach unten, wenn die Taste gedrückt wird und gleichzeitig entweicht Luft aus den zahlreichen Öffnungen 5A Nach Freigabe der Tasten strömt Luft sofort wieder über die zahlreichen Öffnungen 5/4 ein. Es lassen sich daher schnell aufeinanderfolgende Schaltvorgänge durchführen. Staub dringt aufgrund der äußerst kleinen öffnungen nicht ein.

Fig. 12(A) zeigt einen an der Faltstelle 56 der elastischen Platte 5 angeordneten Isolatorstab 75, der bei der abgedichteten Tastenfeldeinheit vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Leiterbahnen an der Faltstelle 56 brechen. Durch den Isolatorstab 75 ist die elastischen Platte 5 an der Faltstelle ohne scharfkantigen Knick um den Isolatorstab 75 herum gebogen.

Fig. 12(B) zeigt eine Abwandlung der in Fig. 12(C) dargestellten Anordnung, wobei der Isolatorstab 75 einstückig mit dem unteren Gehäuseteil 7 ausgebildet ist, so daß kein einzelner, selbständiger Isolatorstab 75 erforderlich ist. Der Isolatorstab 75 ist selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der in Fig.4 dargestellten, einmal gefalteten elastischen Platte 5

030110/346

verwendbar.

Wie aus F ig. 3 zu ersehen ist, sind eine oder mehrere Batterien 4 in einer Batteriekammer AA seitlich von der Tastenschaltereinheit 1 befestigt. Die Batteriekammer 4Λ ist durch die Flüssigkristallzelle 21 und die integrale Tastenschaltereinheit 11 begrenzt In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei in Reihe geschaltete Batterien 41, Halterungs- und Führungsplatten 42, 43, die die Batterien halten und Blattfedern 36, 37 dargestellt.

Die Blattfedern 36, 37 sind aus einem elektrisch leitenden, elastischen Material hergestellt und an der Verlängerung 4 der Flüssigkristallzelle 21 befestigt, um die elektrische Verbindung zwischen den Batterien 41 und dem Rechner-MOS/LSI-Plättchen 31 zu gewährleisten. Die jeweiligen Blattfederteile 36, 37 sind an der einen Seite mit einem U-förmigen Befestigungsbereich 36/4, 37 A und an der anderen Seite mit Kontaktzonen 365,375 für die Batterien 41 versehen. Die Blattfederteile 36,37 sind nebeneinander und unter einem rechten Winkel zur Verlängerung 24 der Flüssigkristallzelle 21 befestigt. Die Halterungsbereiche 36/4, 37/4 sind unter Druck an der Verlängerung 24 angebracht und die Kontaktzonen 365, 375 liegen zu den Batterien 41 hin.

Anschlußzonen 33, 39 sind an der Verlängerung 24 der Glasplatte '22 angebracht, an der auch die Halterungsbereiche 36/4, 37/4 befestigt sind. Die Anschlußzonen 33, 39 stehen elektrisch mit dem LSI-Plättchen 31 in Verbindung. Die elktrischen Verbindungen zu dem LSI-Plättchen 31 werden gleichzeitig mit dem Anbringen der Blattfederteile 36, 37 auf der Verlängerung 24 angebracht.

Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, besitzt die erste Halterungsplatte 42 Nuten 42/4, 425, in denen die Kontaktbereiche 265, 375 der Blattfederteile 36, 37 liegen. Das Halterungsteil 42 ist derart am unteren Gehäuseteil 7 befestigt, daß die in den Nuten 42/4, 425 liegenden Kontaktbereiche 365, 375 jeweils mit einem der Elektrodenanschlüsse der Batterien 41 in Verbindung stehen.

Die zweite Halterungsplatte 43, die die anderen Seiten der Batterien 41 halten, ist am unteren Gehäuseteil 7 befestigt und liegt der ersten Halterungsplatte 42 gegenüber. Diese Platte 43 besitzt eine Kontaktzone 43A, eine Nut 435, in der die Kontaktzone 43/4 liegt, sowie einen Ausschnitt 43 C entsprechend der anderen Batterie 41.

Die Kontaktzone 435 ist aus einem spiralförmigen Draht, der elektrisch leitend und elastisch ist, hergestellt. Der Spiralbereich dieser Kontaktzone 435 liegt in der Nut 435 und steht mit dem Elektrodenanschluß der einen Batterie 4t in elektrischen Kontakt.

Die Kontaktzone 435 dient als Hauptkomponente eines Ein- und Ausschalters. Das Ende des spiralförmigen Bereiches steht in Richtung des Ausschnittes 43C hin ab. Dieser Vorsprung 43/4'liegt normalerweise von dem Ausschnitt 43C ab. Der Vorsprung 43/4' ist ein beweglicher Kontakt, der direkt mit dem Elektrodenanschluß der anderen Batterie 41 durch den Ausschnitt 43C hindurch bei Drücken oder Bewegen dieses Kontaktes zur Batterie 41 hin in Kontakt tritt

Ein Schiebeschalter 44, der den beweglichen Kontakt 43/4' betätigt, ist an der Halterungsplatte 42 befestigt und kann auf ihr verschoben werden. Wenn der Schiebeschalter 44 in die durch den Pfeil A angedeutete Richtung geschoben wird, wird der bewegliche Kontakt 43A' gegen die Batterie 41 gedrückt und der Rechner eingeschaltet. Beim Zurückschieben des Schiebeschalters 44 wird der bewegliche Kontakt 43A'freigegeben

ίο und kehrt in seine Ausgangslage zurück. Dadurch wird der Kontakt 43/4'vom Elektrodenanschluß der Batterie 41 aufgrund seiner Elastizität abgehoben, so daß der Rechner ausgeschaltet wird. Der Kontakt 43/4' kann anstelle des verwendeten Drahtes auch aus einer Blattfeder bestehen.

Da die Spannungsquelle 4 in der Kammer 4/4 untergebracht werden kann, können diese die Kammer 4/4 bildenden Teile nahe aneinander angeordnet werden, so daß die Spannungsversorgungseinheit 4 mit kleinen Abmessungen und kompakt ausgebildet werden kann. Da die Blattfederkontakte 36, 37 direkt an der Verlängerung 24 der Flüssigkristallzelle 21 befestigt sind, um die Verbindungen zwischen den Batterien 41 und dem LSI-Plättchen 31 herzustellen, sind die Leitungswege sehr kurz und der an den Leiterbahnen auftretende Spannungsabfall ist gering. Die Wahrscheinlichkeit, daß sich die Kontakte lösen oder ein schlechter Übergang auftritt, ist aufgrund der wenigen Verbindungsstellen sehr klein. Da die Anschlüsse zwischen den Batterien 41 und dem LSI-Plättchen 31 auf der Verlängerung 24 der Flüssigkristallzelle liegen, können alle Verbindungen einschließlich der Verbindungen mit den übrigen Bauteilen auf der Verlängerung oder dem Vorsprung 25 der Flüssigkristallzelle zusammengefaßt werden. Dadurch ergeben sich Vorteile bei der Herstellung des Rechners. Weil der an der Halterungsplatte 43 befestigte Kontakt 43A' auch als Ein- und Ausschalter dient, ist die Zahl der erforderlichen Bauteile gering, so daß die Montage und das Zusammensetzen der Versorgungsquelleneinheit einfacher wird.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der Batterieversorgungseinheit 4. In Fig. 13(A) ist ein die Batterien 41 haltender Bereich 45 einstückig mit der elastischen Platte 5 ausgebildet und die Kontaktzonen 46,47 für die Batterien 41 werden gleichzeitig mit den Leiterbahnen auf der elastischen Platte 5 hergestellt.

Wie aus Fig. 13(B) zu ersehen ist, sind beide Enden des Halterungsbereiches 45 so gebogen, daß die Kontaktzonen 46, 47 gegenüber den Elektrodenanschlüssen der Batterien 41 liegen bzw. werden die gebogenen Bereiche mittels eines (nicht dargestellten), im unteren Gehäuseteil 7 ausgebildeten Trägerteils gehalten. Die Batterien 41 werden in den Halterungsbereich 45 eingesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Batteriehalterungsbereich 45 in Zusammenhang mit der Herstellung der elastischen Platte 5 ausgebildet werden, so daß sich dadurch die Anzahl der erforderlichen Einzelteile verringert.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tastschaltvorrichtung mit mehreren zu einem Tastenfeld gruppierten integralen Tastschaltern, denen auf zwei durch eine Zwischenlage getrennte, übereinanderliegenden, elastischen und mit zwei Leiterbahnen bedruckten Leiterplatten ausgebildete Tastenkontaktpaare zugeordnet sind, die durch Druck auf die entsprechende Taste über eine Öffnung in der Zwischenlage unter elastischer Verformung der Leiterbahnen miteinander in Kontakt gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterplatten (5) entlang einer Faltkante (56) einstückig miteinander verbunden, um die Zwischenlage (57) übereinanderliegend gefaltet und an den freien Rändern (bei 59) miteinander verklebt sind.

2. Tastschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den elastischen, einstückig miteinander verbundenen Leiterplatten (5) ausgebildeten Tastkontaktpaare (51,52) aus einer Aluminiumschicht (Al) und einer Kohleschicht (CP) bestehen.

3. Tastschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht (Al) über die gesamte Fläche der elastischen Platte (5) und die Kohleschicht (CP) durch ein Ätzverfahren selektiv auf die Aluminiumschicht (AI) aufgebracht sind.

4. Tastschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß feine Luftentweichlöcher (5A) in der elastischen Leiterplatte (5) ausgebildet sind.

5. Tastschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierstab (75) entlang der Faltkante (56) der elastischen bedruckten Leiterplatte (5) angebracht ist.