DE3614873A1 - Mehrkontakttaste bzw. mehrkontakttastenfeld mit jeweils verzoegerter kontaktgabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mehrkontakttasten mit verzögerter Kon­ taktgabe, wobei eine erste Isolierfolie mit einem ersten Lei­ termuster auf einer ihrer Seiten, eine zweite Isolierfolie, welche ebenfalls ein erstes Leitermuster auf einer ihrer Sei­ ten trägt, und eine zwischengelagerte Isolierfolie vorgesehen sind. Die beiden ersten Leitermuster sind auf den einander zu­ gekehrten Seiten der beiden die Leitermuster tragenden Isolier­ folien vorgesehen und die zwischengelagerte Isolierfolie be­ sitzt im Bereich der Leitermuster eine Öffnung, derart, daß durch Ausüben eines mechanischen Druckes ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Leitermustern hergestellt werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Tastenfelder mit mehreren Mehrkontakttasten dieser grundsätzlichen Bauart.

Tasten der soeben kurz beschriebenen Konstruktion mit einfa­ cher Kontaktgabe sind aus der französischen Offenlegungs­ schrift 83 01 779 bekannt. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise im Fernsprechwesen oder auf dem Gebiete der Datenverarbeitung ist es wünschenswert, zwei aufeinanderfol­ gende Kontaktgaben durch eine einzige kurze Drucktastenbetäti­ gung zu bewirken. Die Kontaktgaben müssen stets in derselben Reihenfolge erzeugt werden. Um entsprechende Tasten herzustel­ len, welche als Mehrkontakttasten bezeichnet werden, hat man bisher einfach einen Stapel zweier Tasten mit einfacher Kon­ taktgabe entsprechend der soeben erwähnten Veröffentlichungs­ schrift vorgesehen.

Mit anderen Worten enthalten bekannte Mehrkontakttasten ein erstes Paar von Isolierfolien mit elektrischen Leitermustern auf den einander zugekehrten Seiten sowie eine zwischengela­ gerte Isolierfolie mit einer Öffnung im Bereich der Leitermu­ ster und ein zweites Paar von Isolierfolien in unmittelbarer Nachbarschaft mit dem ersten Paar von Isolierfolien, wobei dieses zweite Paar von Isolierfolien ebenfalls auf den ein­ ander zugekehrten Seiten elektrische Leitermuster trägt, die auf diejenige des ersten Paars von Isolierfolien ausgerichtet sind und wobei auch zwischen den Isolierfolien des genannten zweiten Paares eine zwischengelagerte Isolierfolie mit einer darin vorgesehenen Öffnung angeordnet ist. Durch diesen ge­ schichteten Aufbau von sechs übereinander angeordneten Folien oder Schichten soll erreicht werden, daß zunächst eine erste elektrische Kontaktgabe im Bereich des erstgenannten Paares von Folien und darauf eine zweite elektrische Kontaktgabe im Bereich des zweiten Paares von Folien stattfindet, wenn Druck auf die gestapelte Anordnung ausgeübt wird.

Eine derartige Mehrkontakttaste hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Nachdem die Mehrkontakttaste der bekannten Bauart aus sechs übereinander angeordneten Schichten besteht, muß der gesamte Aufbau zusammengedrückt werden, um die beiden Kontaktgaben zu erreichen, so daß eine bestimmte erhöhte Be­ tätigungskraft erforderlich ist. Auch stellt der bekannte Auf­ bau nicht mit ausreichender Sicherheit eine Kontaktgabe immer in derselben Reihenfolge her. Tatsächlich kann es vorkommen, beispielsweise aufgrund einer Verminderung der mechanischen Festigkeit einer der Schichten und/oder aufgrund einer exzen­ trischen Druckausübung auf die Konstruktion, daß die Kontakt­ gaben relativ zueinander nicht verzögert sind, daß sie also gleichzeitig erfolgen oder daß die Kontaktgabe nicht in der gewünschten, sondern in der umgekehrten Reihenfolge erzeugt wird. Wenn derartige Erscheinungen auftreten, werden die be­ treffenden Tasten oder wird das hieraus gebildete Tastenfeld unbrauchbar.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Auf­ bau einer Mehrkontakttaste bzw. eines Mehrkontakttastenfeldes mit jeweils verzögerter Kontaktgabe gegenüber entsprechenden bekannten Konstruktionen zu vereinfachen, wobei die Reihenfol­ ge der Kontaktgaben zuverlässig eingehalten werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im anliegenden Anspruch 1 ge­ nannten Merkmale gelöst.

Im einzelnen zeichnet sich eine Mehrkontakttaste mit verzö­ gerter Kontaktgabe gemäß der hier angegebenen Konstruktion dadurch aus, daß die erste und die zweite Isolierfolie je­ weils ein zweites Leitermuster tragen, welches das jeweilige erste Leitermuster umgibt, jedoch elektrisch hiervon getrennt ist, daß die jeweils zweiten Leitermuster ebenfalls auf den einander zugekehrten Seiten der beiden Isolierfolien vorge­ sehen sind, daß weiter die Öffnung in der zwischengelagerten Schicht ausreichend groß ist, so daß auch ein mechanischer und elektrischer Kontakt jeweils zwischen den zweiten Leiter­ mustern erzeugbar ist und daß an eine der Isolierfolien an­ grenzend eine Membran vorgesehen ist, welche eine Aufwölbung an einer Stelle aufweist, die auf die jeweils ersten Leiter­ muster ausgerichtet ist, und eine zweite Aufwölbung besitzt, welche die erste Aufwölbung umgibt und an einer Stelle vorge­ sehen ist, welche den jeweils zweiten Leitermustern gegenüber­ liegt, wobei die Auswölbungen in Richtung auf die der Membran benachbarte Isolierfolie weisen.

Die beiden erstgenannten Leitermuster werden vorzugsweise durch zwei Punkte aus leitfähiger Farbe gebildet, die einan­ der gegenüberliegen, während die zweiten Leitermuster von Rin­ gen aus leitfähiger Farbe gebildet sind, welche ebenfalls ein­ ander gegenüberliegen und koaxial auf die genannten Leiter­ punkte ausgerichtet sind und mit Unterbrechungen versehen sind, um elektrische Anschlußleiter zu den mittigen Leiter­ punkten durchtreten zu lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Aufwöl­ bung der Membran die Gestalt einer Kuppel mit einem Schnapp­ verhalten in Richtung nach auswärts bei Einwirken eines Be­ tätigungsdruckes, während die zweite Aufwölbung diese Kuppel in Gestalt eines hohlen Ringwalles umgibt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist eine oberfläch­ liche Schicht vorgesehen, die an diejenige der beiden Isolier­ folien angrenzt, die auf der von der Membran abgelegenen Sei­ te angeordnet ist, wobei die Oberflächenschicht eine Aufwöl­ bung an einer Stelle im Bereich der beiden Leitermuster der ersten und der zweiten Art trägt, die von diesen Leitermustern wegweist und auf deren Innenseite sich ein Betätigungsvor­ sprung befindet, der in Richtung auf das erste Leitermuster der benachbarten Isolierfolie hin vorsteht.

Die Aufwölbung der Oberflächenschicht hat vorzugsweise eben­ falls ein Schnappverhalten in Richtung nach einwärts unter dem Einfluß einer einwirkenden Betätigungskraft.

Die hier vorgeschlagene Konstruktion einer Mehrfachkontakt­ taste ist auch auf Tastenfelder mit mehreren solchen Tasten anwendbar.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert wird. Es stellt dar

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Mehrfach­ kontakttaste der hier angegebenen Kon­ struktion,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Taste gemäß Fig. 1 unter dem Einfluß eines Betätigungs­ druckes zur Auslösung einer ersten elektri­ schen Kontaktgabe,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Taste gemäß Fig. 1 unter Einfluß eines Betätigungs­ druckes zur Herstellung des ersten und des zweiten elektrischen Kontaktes und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der beiden Isolierfolien mit den darauf vorgesehenen Leitermustern, sowie der zwischengelagerten Isolierfolie.

Die gestapelte Anordnung gemäß Fig. 1 enthält zwei Isolier­ folien 10 und 12, die jeweils auf je einer Seite einer zwi­ schengelagerten Schicht oder Folie 16 angeordnet sind. Die erste Isolierfolie 10 trägt ein erstes Leitermuster 18 und ein zweites Leitermuster 20, die voneinander isoliert sind und in der Weise hergestellt sind, daß eine leitfähige Farbe abgelagert wird. In entsprechender Weise enthält die zweite Isolierfolie 12 ein erstes Leitermuster 22 und ein zweites Leitermuster 24, die ebenfalls voneinander elektrisch ge­ trennt sind und durch Ablagerung einer Farbe erzeugt sind.

Die Leitermuster 18 und 22 der ersten Isolierfolie 10 haben dieselbe Gestalt und dieselbe Größe wie die entsprechenden Leitermuster 22 und 24 der zweiten Isolierfolie und die bei­ den Isolierfolien 10 und 12 sind so angeordnet und ausgerich­ tet, daß das Leitermuster 18 dem Leitermuster 22 und das Lei­ termuster 20 dem Leitermuster 24 gegenüberliegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Leiter­ muster die in Fig. 4 gezeigte Gestalt, wobei in der Darstel­ lung die Leitermuster 18 und 20 aufgrund einer angenommenen Durchsichtigkeit der Isolierfolie 10 sichtbar ist. Die Leiter­ muster 18 und 22 haben jeweils die Gestalt von Leiterpunkten, zu denen Anschlüsse 18 a bzw. 22 a führen. Die Leitermuster 20 und 24 haben jeweils die Gestalt eines Ringes, der den mitti­ gen Leiterpunkt 18 bzw. 22 umgibt, jedoch mit der Ausnahme einer Unterbrechung, welche eine isolierte Durchführung der Anschlüsse 18 a bzw. 22 a gestattet. Die Leitermuster-Ringe 20 und 24 sind ebenfalls mit Verbindungsanschlüssen 20 a bzw. 24 a versehen.

Die drei Isolierfolien 10, 12 und 16 werden von verhältnis­ mäßig dünnen flexiblen Diaphragmen gebildet, die vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyester, gefertigt sind und eine Dicke in der Größenordnung von ¹/₁₀ mm haben. In Fig. 1 sind die Isolierfolien aus Gründen der Übersichtlich­ keit der Darstellung voneinander getrennt gezeichnet, doch versteht es sich, daß sie praktisch gegenseitigen Kontakt ha­ ben, beispielsweise durch eine gegenseitige Verklebung.

Die zwischengelagerte Isolierfolie 16 ist mit einer Öff­ nung 26 im Bereich der Leitermuster versehen. Diese Öff­ nung 26 besitzt einen Durchmesser, der größer ist als derje­ nige der Leitermuster-Ringe 20 und 24, so daß ein mechani­ scher Kontakt zwischen den Leiterpunkten 18 und 22 einerseits und zwischen den Leitermuster-Ringen 20 und 24 andererseits hergestellt werden kann.

Außerhalb des Schichtverbandes der Isolierfolien 10 und 12, beispielsweise unterhalb der Isolierfolie 12, befindet sich eine Membran 28, welche an der dem Leiterpunkt 22 gegenüber­ liegenden Stelle eine Aufwölbung in Gestalt einer Kuppel 30 aufweist, deren Zentrum bzw. Scheitel in Richtung auf den Leiterpunkt 22 weist. Die Kuppel ist aus halb starrem elasti­ schem Material, welches in an sich bekannter Weise unter der Einwirkung einer Betätigungsdruckkraft auf das Zentrum der Kuppel einen Schnappeffekt bewirkt, welcher fühlbar ist, wo­ bei die Kuppel in Richtung nach auswärts schnappt und daher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bewegung nach abwärts ausführt, gefertigt.

Um die Kuppel 30 herum verläuft ein hohler Ringwall 32, des­ sen Durchmesser demjenigen des Leitermuster-Ringes 24 ent­ spricht und welcher dem genannten Ring gegenüberliegt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe dieses Ringwalles 32 das Doppelte der Dicke der Membran, während die Höhe der Kuppel 30 das Dreifache der Dicke der Membran mißt.

Unterhalb der Membran 28 kann sich eine starre Basis befin­ den, welche jedoch in der Zeichnung nicht gezeigt ist.

Auf der von der Membran 28 abliegenden Seite, beispeilsweise oberhalb der Isolierfolie 10, befindet sich eine Oberflächen­ schicht 34. Diese Schicht 34 weist an einer Stelle, die sich oberhalb der unmittelbar darunter liegenden Leitermuster be­ findet, eine Aufwölbung 36 in Gestalt einer Kuppel oder eines hohlen Kegelstumpfes auf, der von dem Schichtenaufbau nach aufwärts weist.

Auf der Innenseite ist die Aufwölbung 36 mit einem Kontakt­ betätigungsansatz 38 versehen, der sich über die gesamte Höhe der Aufwölbung 36 erstreckt und auf den Leitermuster­ punkt 18 der Isolierfolie 10 hindeutet. Die Membranschicht 34 kann ebenso wie die Membran 28 thermoplastisch geformt sein und die Aufwölbung 36 kann auch ein Schnappverhalten unter der Einwirkung eines Betätigungsdruckes besitzen. Symbole zur Kennzeichnung der betreffenden Taste können auf der Außensei­ te der Aufwölbung 36 aufgebracht werden.

Die Funktion der Mehrkontakttaste ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Wirkt ein Betätigungsdruck auf die Aufwölbung oder Kuppel 36, so wird unter Vermittlung durch den Kontakt­ betätigungsansatz 38 ein elektrischer Kontakt zwischen den mittigen Leiterpunkten 18 und 22 hergestellt. Die Herstellung dieses Kontaktes ist durch das Schnappverhalten fühlbar, das durch das Einwärtsstülpen der Kuppel 36 eine taktile Rückmel­ dung gibt. Zu diesem Zeitpunkt ist noch kein Kontakt zwischen den Leitermusterringen 20 und 24 hergestellt. Ein zusätzli­ cher Druck auf die Kuppel 36 bewirkt eine Einstülpung der un­ teren Kuppel 30 und schließlich wird ein elektrischer Kontakt zwischen den Ring-Leitermustern 20 und 24 in einem Moment ge­ geben, wenn diese Leitermuster auf den hohlen Ringwulst 32 auftreffen. Es sei bemerkt, daß die Einstülpung der Kuppel 30 eine leichte Anhebung des Ringwulstes 32 oder zumindest eine bestimmte Kraftwirkung in Richtung auf die Isolierfolie 12 erzeugt, so daß der zweite elektrische Kontakt durch Kräfte zustande kommt, die von beiden Seiten auf die Isolierfolien 10 und 12 einwirken.

Man erkennt, daß die Membran 34 mit der Aufwölbung 36 grund­ sätzlich nicht für die Erzeugung zweier aufeinanderfolgender Kontaktgaben notwendig ist, und daß eine Funktion auch durch Erzeugung eines Betätigungsdruckes an der Isolierfolie 10 an der Stelle des Leiterpunktes 18 verwirklicht werden kann. Das Vorhandensein von zwei Kuppeln 30 und 36 und insbesondere ihr Schnappverhalten mit einem wahrnehmbaren "klick" bewirkt, daß der Moment, in welchem die beiden Kontaktgaben erfolgen, je­ weils wahrgenommen wird und auf diese Weise eine Sicherheit gegeben ist, daß beide Kontakte tatsächlich nacheinander her­ gestellt wurden.

Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Aufbaus gegenüber ent­ sprechenden bekannten Tasten ist es, daß die zeitverzögerte Kontaktgabe jeweils stets in derselben Reihenfolge erzeugt wird. Es ist nicht möglich, daß der Kontakt zwischen den Ring- Leitermustern 20 und 24 hergestellt wird, bevor oder während die Kontaktgabe zwischen den Leiterpunkten 18 und 22 erfolgt.

Außerdem ist der hier vorgeschlagene Aufbau einfacher, da nur vier oder fünf übereinandergelegte Schichten notwendig sind, während bei entsprechenden bekannten Tasten sechs oder sieben übereinandergelegte Schichten vorzusehen sind. Auch ist der Druck, der zur Erzeugung der beiden Kontakte notwendig ist, insbesondere zur Herstellung des Kontaktes im Bereich der Ring-Leitermuster 20 und 24, geringer als der Betätigungs­ druck, der aufzubringen ist, um die Kontaktgaben in den be­ kannten Mehrfachkontakttasten zu bewirken.

Aus Gründen der einfacheren Darstellung enthalten die Zeich­ nungsfiguren nur die grundsätzlichen Bauteile, wobei nur eine einzige Mehrkontakttaste dargestellt ist. Es versteht sich jedoch, daß auch Tastenfelder mit dem gestapelten Aufbau entsprechend den Zeichnungsfiguren aufgebaut werden können, und daß die einzelnen Tasten eines Tastenfeldes jeweils Mehr­ kontakttasten der zuvor beschriebenen Art enthalten können.

Schließlich sei bemerkt, daß die vorliegend angegebene Kon­ struktion nicht auf Mehrkontakttasten beschränkt ist, bei de­ nen nur zwei aufeinanderfolgende Kontaktgaben vorgesehen sind. Insbesondere läßt sich der beschriebene Aufbau dahingehend erweitern, daß drei aufeinanderfolgende Kontaktgaben möglich sind. Zu diesem Zwecke müssen nur um die Ring-Leitermuster 20 und 24 weitere Ring-Leitermuster angeordnet werden, die kon­ zentrisch zu den Leiterpunkten und den Ring-Leitermustern 20 und 24 gelegen sind. Die Membran 28 enthält dann einen zwei­ ten hohlen Ringwall, der auf die zusätzlichen Ring-Leitermu­ ster ausgerichtet ist und sich rund um den Ringwall 32 er­ streckt und geringere Höhe als dieser hat.

In der vorstehenden Beschreibung ist zwar von einer zwi­ schengelagerten Isolierfolie mit einer Öffnung die Rede, doch erkennt der Fachmann, daß eine Isolationseigenschaft dieser Abstandshalterschicht in bestimmten Fällen nicht er­ forderlich ist. In diesem Sinne sind auch die anliegenden Ansprüche zu verstehen.

Claims (8)

1. Mehrkontakttaste mit jeweils verzögerter Kontaktgabe, die eine erste lsolierfolie mit einem ersten Leitermuster auf ei­ ner ihrer Oberflächen und eine zweite Isolierfolie mit einem ersten Leitermuster auf einer ihrer Oberflächenenthält, wobei die beiden ersten Leitermuster auf den einander zugekehrten Seiten der beiden Isolierfolien angeordnet sind und eine zwi­ schengelagerte Isolierfolie zwischen den beiden genannten Iso­ lierfolien vorgesehen ist, die eine Öffnung im Bereich der Lei­ termuster aufweist, derart, daß durch einen Betätigungsdruck ein mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen den beiden genannten Leitermustern herstellbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß auf den beiden Isolierfolien (10, 12) jeweils ein weiteres Leitermuster (20, 24) vorgesehen ist, welches sich um das jeweilige erste Leitermuster (18, 22) herum erstreckt, jedoch von ihm isoliert gehalten ist, daß die jeweils zweiten Leitermuster (22, 24) einander gegenüberliegend angeordnet sind, daß die Öffnung (26) in der zwischengelagerten Isolier­ folie (16) ausreichend groß ist, um einen mechanischen und elektrischen Kontakt auch zwischen den jeweils zweiten Lei­ termustern (20, 24) zuzulassen und daß eine Membran (28) in der Nachbarschaft einer der beiden Isolierfolien (10, 12) an­ geordnet und mit einer ersten Aufwölbung (30) an der Stelle der ersten Leitermuster (18, 22) sowie einer zweiten Aufwöl­ bung (32) versehen ist, die die erste Aufwölbung (30) umgibt und an einer Stelle gegenüber den zweiten Leitermustern (20, 24) gelegen ist, wobei die Aufwölbungen (30, 32) der Membran (28) in Richtung auf die benachbarte Isolierfolie (12) wei­ sen.

2. Mehrkontakttaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen ersten Leitermuster (18, 22) die Gestalt von aufeinander ausgerichteten Punkten aus leitfähiger Farbe haben und daß die jeweiligen zweiten Leitermuster (20, 24) die Gestalt von Ringen aus leitfähiger Farbe haben, die ebenfalls aufeinander ausgerichtet sind und koaxial zu den Leiterpunk­ ten gelegen sind und die jeweils Unterbrechungen zur isolier­ ten Durchführung elektrischer Anschlüsse (18 a, 22 a) zu den mittigen Leiterpunkten haben.

3. Mehrkontakttaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Aufwölbung (30) die Gestalt einer Kuppel hat, welche eine Schnappbewegung von der benachbarten Isolierfolie weg unter der Einwirkung eines Betätigungsdruckes ausführt, und daß die zweite Aufwölbung (32) die Kuppel in Gestalt eines hohlen Ringwulstes umgibt.

4. Mehrkontakttaste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht (34) auf der von der Membran (28) abgewandten Seite benachbart einer der Isolierfolien angeordnet und mit einer Aufwölbung (36) an einer Stelle im Bereich der ersten und zweiten Leitermuster (18, 20, 22, 24) versehen ist, die von diesen Leitermustern wegweist und auf der Innenseite mit einem Kontaktbetätigungs­ ansatz (38) versehen ist, der auf das erste Leitermuster (18) der benachbarten Isolierfolie (10) hinweist.

5. Mehrkontakttaste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwölbung (36) der Oberflächenschicht unter Einwir­ kung eines Betätigungsdruckes eine Schnappbewegung nach ein­ wärts ausführt.

6. Mehrkontakttaste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufwölbung (30) und der hohle Ringwulst (32) der Membran (28) und gegebenenfalls auch die Aufwölbung (36) der Oberflächenschicht (34) thermisch in flexible Membranschichten eingeformt sind.

7. Mehrkontakttaste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolierfolien (10, 12) und die zwischengelagerte Schicht (16) als flexible Schichten aus Kunststoff ausgebildet sind.

8. Tastenfeld mit Mehrkontakttasten nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6.