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Tastenfeld zur Erzeugung von Codes
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Die Erfindung betrifft ein Tastenfeld zur Erzeugung von Codes, insbesondere
zur Verwendung bei Leiterplatten, bestehend aus einer oder mehreren Kontaktflächenanordnungen
mit elektrisch voneinander getrennten Kontakt flächen und aus einer auf die Kontaktflächenanordnungen
wirkende Schalter, welche vorzugsweise eine elastische Tastenfeldmatte mit elastischen
Schaltwarzen zur Herstellung der Kontakte sind.
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Es ist bekannt, zur Erzeugung eines bestimmten Codes (z. B.
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Binärcode) die Tasten eines Tastenfeldes aus einpoligen Schaltern
so anzuschliessen, daß bei Tastendruck eine Zeilen/Spaltenverbindung hergestellt
wird. Eine Auswerte- und Codewandlerlogik ermittelt hieraus, welche Taste gedrückt
worden ist und gibt den erforderlichen Code an z. B. vier Leitungen (für einfache
BinArcode) ab.
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Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß Ausgangsleitungen
über eine Diodenmatrix Zusammengeraßt werden, in welcher der erforderliche Ausgangscode
beim Betätigen der einpoligen Tastenschalter erzeugt wird.
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Die der Erfinden zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Tastenfeld
der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß Einrichtungen wie Auswerte-
und CodewandlerloikschaItungen oder Diodenmatrixschaltungen vollkommen überflüssig
werden.
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Die Ldsung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß die
Kontaktflächen um ein Zentrum herum segmentförmig angeordnet sind, und daß die Zahl
der segmentf(irmigen Kontaktflächen den für den auszulösenden Code benötigten Datenbits
eines Jeweils festgelegten Pegels zuzüglich einer diesen Pegel führenden Kontaktfläche
und einer Kontaktfläche filr den AuslEsebefehl entspricht.
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Die Zahl der segmentförmigen Kontaktflächen setzt sich zusammen aus
der Anzahl der Datenbits, die in dem an der Jeweiligen Stelle zu erzeugenden Codewort
von einem Grundpegel abweichen müssen, zuzüglich einer Kontaktflache, die diesen.abweichenden
Pegel führt.
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Mit anderen Worten wird bei dem Tastenfeld mit den Merkmalen nach
der Erfindung der eigentliche Code nicht mehr beispielsweise in einer Diodenmatrix
oder in einer Codewandlerlogik erzeugt, sondern unmittelbar an den Kontaktflächen,
wobei alle Kontaktflächen zur Auslösung des Codes beispielsweise durch eine niedergedrUckte
Schaltwarze gleichzeitig Uberbrückt werden, wobei die Kontaktflächen dem Code entsprechend
verbunden sein können bzw.
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mit Ausgangs anschlüssen verbunden sein können.
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Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung
erfahren, daß die segmentförmigen Kont akt flächen um eine mittlere kontaktfreie
Fläche herum angeordnet sind. Bei dieser Ausbildung kdnnenzweckmäßigerweise die
Kontaktflächen der Schaltwarzen der Tastenfeldmatte ballig oder konvex ausgebildet
sein.
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Bei einem leichten Druck auf eine bestimmte Schaltwarze setzt daher
zunächst der mittlere Abschnitt der Schaltwarze auf die mittlere kontaktfreie Fläche
auf und erst bei Erreichen oder Überschreiten einer bestimmten Druckschwelle kommt
die Kontaktfläche der Schaltwarze gleichzeitig mit den segmentförmig angeordneten
Kontaktflächen in Bertlhrung, so daß dadurch die einzelnen Bitinformationen des
auszulösenden Codes gleichzeitig erscheinen.
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Eine entscheidende Verbesserung dieser vorgenannten Ausbildung ergibt
sich durch das weitere erfinderische Merkmal, daß die
segmenttbrmlgen
Flachenelemente für den Auslosebefehl weiter von der mittleren kontaktfreien Fläche
entfernt sind als die übrigen Flächenelemente. Bei einem leichten Druck auf die
ballige oder konvexe Schaltwarze setzt zunächst der mittlere Abschnitt der Schaltwarze
auf die mittlere kontakt freie Fläche auf. Bei zunehmendem Druck auf die Schaltwarze
werden in einer hauptsächlich durch Fertigungstoleranzen hervorgerufenen Reihenfolge
zunächst die Kontaktflächen überbrückt> die am weitesten an den Mittelpunkt der
mittleren kontaktfreien Fläche heranreichen. An den Ausgängen baut sich sodann der
geforderte Code auf. Bei Erreichen oder Überschreiten einer bestimmten Druckschwelle
kommt die Schaltwarze auch mit der zusätzlichen Kontakt fläche auf der Leiterplatte
in BerUhrung, wodurch am Zusatzausgang des Tastenfeldes ein Signal erscheint, welches
den Ablauf der Prellzeit signalisiert und als Auslösesignal zur Codeübernahme in
weiterführende Logik benutzt werden kann.
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Die Herstellung der benötigten Leiterplatte kann auf dem gleichen
Weg erfolgen wie die Herstellung gedruckter Schaltungen für das spätere Bestücken
mit elektrischen Bauteilen, wobei die Kontaktbahnen und Kontakt flächen vorzugsweise
im drucktechnischen Verfahren aufgebracht werden.
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Bei der segmentförmigen Aufteilung der Kontakt flächen ergibt sich
Jedoch ein schwerwiegendes Problem welches darin besteht, daß derartige Kontakt
flächen bei Leiterplatten in Drucktechnik in herkömmlicher Weise aus Silber bestehen,
wobei Jedoch nach lSngerem Gebrauch eine Wanderung der Silberatome benachbarter
Leiterbahnen oder Kontaktflächen auftritt, die zu nachweisbaren Kurzschlüsseln0
rührt. Diese Erscheinung tritt insbesondere bei sehr engen Abständen der Leiterbahnen
zueinander auf.
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In der Praxis ergeben sich - abhängig von dem Jeweils auszulösenden
Code - Jedoch sehr enge Abstände der einzelnen segmentförmigen Kontakt flächen>
so daß dies zuvor angesprochene Problem hier besonders stark in Erscheinung tritt.
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Zur Ausschaltung der geschilderten nachteiligen Erscheinung können
erfindungsgemäß die segmentförmigen Kontaktflächen aus einem Leitlack bestehen,
welcher aus einem Lack-Ruß-Gemisch gebildet ist.
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Fine noch bessere Le5sung dieses Problems besteht Jedoch darin, daß
die segmentfe5rmigen Kontaktfl:ichen aus einer mit einem Leitlack abgedeckten Silberschicht
bestehen, wobei die Silberschicht auf einer Isolierlackschicht aufgehracht ist.
Die Silberschicht wird bei dieser Anordnung durch die Kombination aus Isolierlackschicht
und Leitlack quasi hermetisch eingekapselt, so daß Wanderungen von Silberatomen
von einem Flächenabschnitt zum benachbarten Flächenabschnitt nicht mehr möglich
sind.
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Schließlich kann die Erfindung auch noch dadurch eine vorteilhafte
Weiterbildung erfahren, daß die segmentförmigen Flächenelemente Jeweils mit einem
oder mit mehreren Ausgangsanschlüssen verbunden sind, so daß dadurch also der Bit-Informationsgehalt
eines Codes sehr erweitert werden kann.
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Schließlich können verschiedene Flächenelemente des Tastenfeldes auch
untereinander verbunden sein und die von der Schaltwarze gleichzeitig berührbare
Fläche pro Taste kann in so viele Segmente aufgeteilt werden, daß - entsprechende
leitende Verbindungen der Tasten untereinander vorausgesetzt - ohne Umwege über
Matrixen oder Wandlerlogiken der gewünschte Code direkt erzeugt wird.
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Die geringe Strombelastbarkeit solcher Kontakte hat bei Verwendung
vion MOS-Logiken keine Bedeutung.
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Aufgrund der Balligkeit der Schaltwarzen wird auch ein sehr hoher
Schutz gegenüber Fehlschaltungen realisiert.
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Man kann auch die runde Kontakt fläche für die Schaltwarze sternförmig
in Segmente gleicher Größe aufteilen, wobei der auslösende gemeinsame Pol nicht
genauso weit zur Mitte des Kreises reicht, wie die Punkte ursprünglich gleichen
Potentials. Es entsteht also erst dann Kontakts wenn durch Überschreiten eines Minimaldruckes
die Schaltwarze mit Sicherheit flächig auf den Flächensegmenten aufliegt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht
auf eine Leiterbahnanordnung mit Kontakt flächen nach der Erfindung; und Fig. 2
eine Schnittdarstellung einer elastischen Tastenfeldmatte mit Merkmalen nach der
Erfindun.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf Leiterbahnen einer nicht näher bezeichneten
gedruckten Leiterplatte, wobei die einzelnen Leiterbahnen mit la-le bezeichnet sind.
Die Finden dieser Leiterbahnen ia-le gehen in segmentförmige Flächenabschnitte 2
über, die sternförmig zu einer mittleren kontaktfreien Fläche 3 angeordnet sind.
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Abhängig von der Anzahl der Bits in einem ausgelösten Code können
sich bei dieser Anordnung Jedoch zumindest teilweise sehr enge Abstände zwischen
den einzelnen segmentförmigen Flächenabschnitten ergeben wie dies bei 4 angedeutet
ist.
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Um die nachgewiesene Erscheinung einer Silberwanderung von Kontakt
fläche zu Kontaktfläche zu vermeiden, können sowohl die leitenden Verbindungen als
auch die Kontakt flächen selbst aus Leitlack hergestellt werden, oder es können
die zunächst aus Silber hergestellten Leiterbahnenkontaktflächen durch einen Leitlack
abgedeckt werden, wobei zweckmäßig die Silberschicht auf einer Isolierlackschicht
aufgebracht wird, so daß die Silberleiterbahnen hermetisch eingekapselt sind.
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Pig. 2 zeigt nun eine Schnittdarstellung einer elastischen Tastenreldmatte,
die allgemein mit 5 bezeichnet ist und beispielsweise aus Gummi besteht. In festgelegten
Abständen folgen Erhebungen 6, die als Tasten dienen, und die einen Hohlraum formen,
in welchem Schaltwarzen 7 angeordnet sind, die beispielsweise aus leitendem Kautschuk
bestehen können.
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Um eine verzngerte Auslösung der Weiterverarbeitung der Jeweiligen
Bitinformationen eines auszulösenden Codes zu genghrleisten, sind die unteren Kontakt
flächen 8 der Schaltwarzen 7 ballig oder konvex ausgebildet, so daß erst bei Überschreiten
eines Minimaldruckes eine gleichzeitige Kontaktierung aller segmentformiger Kontaktflächen
2 erreicht wird.
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Es ist offensichtlich, daß die Jeweiligen Leiterbahnen entweder nur
Jeweils an einen Ausgangsanschluß geffihrt sein können oder auch an verschiedene
Ausgangsanschlüsse, wie beispielsweise die Leiterbahnen lb und ic, und daß verschiedene
Leiterbahnen auch mit verschiedenen segmentförmigen Kontaktflächen einer anderen
benaohbarten Kontaktflächenanordnung verbunden sein können, um die verschiedensten
Codes zu realisieren.
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Durch die vorliegende Erfindung werden Einrichtungen, wie eine Matrixschaltung
oder Wandlerlogikschaltungen vollkommen Uberflüssig, da der Jeweilige Code unmittelbar
am Tastenfeld selbst ausgelöst bzw. hergestellt wird.
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Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen veranschaAlichten
technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.