DE4442073A1 - Keyboard for PC - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit eingelegten Schaltmatten und Schalt folien, und insbesondere eine derartige Tastatur mit einer an der Gehäuseun terseite eingelegten Metallplatte zur Erhöhung der Biege- und Verwindungs steifigkeit sowie des Gewichts.The invention relates to a keyboard with inserted safety mats and switching foils, and in particular such a keyboard with one on the housing metal plate inserted on the side to increase the bending and twisting stiffness as well as the weight.
Moderne Tastaturen, wie sie z. B. für Personalcomputer eingesetzt werden, ha ben aufgrund der Verwendung kompakter und leistungsfähiger Komponenten inzwischen einen sehr hohen Grad an Kompaktheit und damit einhergehend geringem Gewicht erreicht.Modern keyboards, such as B. used for personal computers, ha ben due to the use of compact and powerful components meanwhile a very high degree of compactness and associated with it light weight reached.
War früher z. B. für jeden einzelnen Tastenknopf eine eine Rückstellfeder um fassende Rückstellmechanik vorgesehen, so werden heute sogenannte Schalt matten aus einem elastomeren Material verwendet, welche an den unterhalb der Tastenknöpfe liegenden Stellen mit kuppelförmigen Erhebungen (soge nannte Schaltdome) versehen sind, welche beim Betätigen eines Tastenknopfes eingedrückt werden, um so die erforderliche Rückstellkraft für den Tasten knopf zu ergeben. Weiterhin werden anstelle der früher in Tastaturen verwen deten Leiterplatten heutzutage sehr viel leichtere, mehrlagige Schaltfoliensets verwendet, auf denen elektrischen Kontakte und Leitungen angebracht sind.Was previously z. B. a return spring for each individual button comprehensive reset mechanism provided, so-called switching today mats made of an elastomeric material used on the below the areas of the key buttons with dome-shaped elevations (so-called called switching domes) are provided, which when pressing a button be pressed in, in order to achieve the required restoring force for the buttons surrender button. Furthermore, keyboards are used instead of earlier PCBs today are much lighter, multi-layer switch film sets used, on which electrical contacts and lines are attached.
Die mit der Verwendung dieser leichteren Komponenten einhergehende Ge wichtsreduktion kann dabei teilweise so weit gehen, daß sie bereits wieder als eher störend empfunden wird, z. B. weil die betreffenden Tastaturen nur noch ein sehr geringes Auflagegewicht und damit eine relativ geringe Stabilität ge gen unbeabsichtigtes Verrutschen auf einer Auflagefläche zeigen. Zudem füh ren diese leichteren Komponenten zu einer unerwünschten Absenkung der Biege- und Verwindungssteifigkeit der gesamten Tastatur. The Ge associated with the use of these lighter components weight reduction can go so far that it is already as is rather annoying, e.g. B. because the keyboards in question only a very low weight and thus a relatively low stability ge point to accidental slipping on a support surface. In addition, Ren these lighter components to an undesirable reduction in Bending and torsional rigidity of the entire keyboard.
Um bei Tastaturen eine größere Biege- und Verwindungssteifigkeit zu erzielen ist es bekannt, die in der Regel aus spritzgegossenem Kunststoffmaterial beste hende Bodenplatte mit Verstärkungselementen in Form von Rippen oder Sicken zu versehen, wie es z. B. in der Patentanmeldung P 44 08 331.9 be schrieben ist. Dies führt jedoch zu einer deutlich komplexeren Geometrie des Gehäuses und der zu seiner Herstellung verwendeten Spritzgußformen, was zudem in ungünstigen Fällen zu Entformungsproblemen führen kann.To achieve greater flexural and torsional rigidity on keyboards it is known to be the best usually made of injection molded plastic material Floor plate with reinforcing elements in the form of ribs or To provide beads, such as. B. in patent application P 44 08 331.9 be is written. However, this leads to a significantly more complex geometry of the Housing and the injection molds used in its manufacture what can also lead to demolding problems in unfavorable cases.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Bauweise für eine Ta statur vorzuschlagen, die eine Schaltmatte sowie ein mehrlagiges Schaltfolien set enthält, wobei ein zu hoher Komplexitätsgrad in der Geometrie des Tasta turgehäuses vermieden wird, trotzdem eine ausreichende Biege- und Verwin dungssteifigkeit sowie ein ausreichendes Gewicht erzielt werden und zudem ei ne relativ einfache Montage der einzelnen Tastaturkomponenten möglich ist.The object of the present invention is therefore to provide a construction for a Ta stature propose a switch mat and a multi-layer switch film set contains, where too high a degree of complexity in the geometry of the Tasta door housing is avoided, nevertheless sufficient bending and twisting stiffness and sufficient weight can be achieved and also egg ne relatively simple assembly of the individual keyboard components is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tastatur mit eingelegter Me tallplatte nach Anspruch 1 gelöst. Aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6 ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Tastatur.This object is achieved by a keyboard with inserted Me tallplatte solved according to claim 1. From the features of claims 2 to 6 there are advantageous developments of the keyboard according to the invention.
Bei der erfindungsgemäßen Tastatur ist zwischen Gehäuseunterteil und der untersten der Folien im Schaltfolienset eine Metallplatte formschlüssig in eine Aussparung im Gehäuseunterteil eingelegt und zwischen der verformungsfähi gen Schaltmatte und dem Gehäuseunterteil eingeklemmt.In the keyboard according to the invention is between the lower housing part and the lowest of the foils in the switching foil set a metal plate in a form-fitting manner Recess inserted in the lower part of the housing and between the deformable trapped in the safety mat and the lower part of the housing.
In Weiterbildungen der Erfindung ist es vorgesehen, daß das mehrlagige Schaltfolienset mit einem oder mehreren Durchbrüchen versehen ist, durch welche je ein in der Schaltmatte einstückig integriertes Pufferelement hin durchgreift und auf der Oberseite der Metallplatte (erste Ausführungsform) oder auf der Oberseite der untersten Schaltfolie (zweite Ausführungsform) zum Liegen kommt, und daß das Gehäuseoberteil der Tastatur an seiner Innenseite mit Rippen versehen ist, von denen zumindest ein Teil an der Oberseite dieser Pufferelemente aufliegt. Dadurch wird die Schaltmatte im Bereich der Puf ferelemente auf die darunterliegende Metallplatte gepreßt, wodurch diese fi xiert und das Folienset im wesentlichen schwimmend gelagert wird.In developments of the invention it is provided that the multi-layer Switching film set is provided with one or more openings which each have a buffer element integrated in one piece in the switch mat reaches through and on top of the metal plate (first embodiment) or on the top of the lowest switching film (second embodiment) for Lying comes, and that the top of the keyboard housing on its inside is provided with ribs, of which at least a part on the top of this Buffer elements rests. This will switch the mat in the area of the puf ferelemente pressed onto the underlying metal plate, making this fi xiert and the film set is stored essentially floating.
Andere Arten der Fixierung der Metallplatte, welche sich in der Praxis als ungünstig erwiesen haben entfallen somit, insbesondere z. B. ein aufwendiges Verschrauben der Metallplatte im Gehäuseunterteil (welches aus Kostengrün den unerwünscht ist) oder der Versuch einer spielfreien Abstimmung der di rekt, d. h. ohne Zwischenschaltung der verformungsfähigen Schaltmatte, ein ander berührenden Komponenten Gehäuseunterteil, Metallplatte und Gehäu seoberteil mit Rippen (welche sich wegen der dabei auftretenden großen Tole ranzfelder in der Praxis als nicht realisierbar erwiesen hat).Other types of fixation of the metal plate, which are known in practice as have proven unfavorable, especially z. B. an expensive Screw the metal plate into the lower part of the housing (which is for reasons of cost which is undesirable) or an attempt to match the di rect, d. H. without interposing the deformable switch mat other touching components lower housing part, metal plate and housing seoberteil with ribs (which due to the large tole ranzfelder has proven to be impossible in practice).
In einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tastatur ist die Unterseite der untersten Schaltfolie mit Leiterbahnen und/oder Kontaktpunkten versehen, die in elektrischem Kontakt mit der dar unterliegenden Metallplatte stehen, auf welche diese unterste Schaltfolie ge preßt wird, wobei sich eine vorteilhafte Erhöhung der elektromagnetischen Ab schirmung ergibt.In a modification of the second embodiment of the invention The keyboard is the underside of the lowest switching foil with conductor tracks and / or provided contact points that are in electrical contact with the underlying metal plate on which this bottom switching foil ge is pressed, with an advantageous increase in the electromagnetic Ab shielding results.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß zumindest ein Teil der im Inneren des Gehäuseoberteils angebrachten Rippen in am Gehäuseunterteil vorgesehene Rastelemente eingreifen und dadurch beim Einrasten die obere mit der unte ren Gehäusehälfte fest verbinden.In addition, it can be provided that at least part of the inside of the Ribs attached to the upper part of the housing Engage locking elements and thereby the top with the bottom when snapping Firmly connect the other half of the housing.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfol genden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.The advantages and features of the invention also result from the following ing description of an embodiment in connection with the Claims and the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Tastatur mit einge legter Metallplatte; Figure 1 is a partial section through a keyboard according to the invention with inserted metal plate.
Fig. 2 einen ersten parallel zum Schnitt in Fig. 1 verlaufenden Schnitt in ei ner ersten Ausschnittsvergrößerung im Bereich der gestrichelten Um randung II; und Fig. 2 shows a first parallel to the section in Figure 1 section in egg ner first enlargement in the area of the dashed order border II; and
Fig. 3 einen zweiten parallel zum Schnitt in Fig. 1 verlaufenden Schnitt in einer zweiten Ausschnittsvergrößerung im Bereich der gestrichelten Umrandung III. Fig. 3 shows a second to the section in Fig. 1 extending parallel section in a second enlarged detail in the area of the dashed box III.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine erfindungsmäße Tastatur 1 mit einer in eine Aussparung des Gehäuseunterteils 4 formschlüssig eingelegten Metall platte 2. Auf dieser Metallplatte liegt ein mehrlagiges Schaltfolienset 3 auf. Im Gehäuseoberteil 8 sind einzelne Tastenknöpfe 9 vertikal verschiebbar gelagert. Diese Tastenknöpfe sind an ihrer Unterseite mit Stößeln 19 versehen, die auf der Oberseite von in einer aus einem elastomeren Material bestehenden Schaltmatte 7 einstückig integrierten Schaltdomen 17 aufliegen. Die Schalt matte 7 liegt auf der Oberseite der obersten Schaltfolie auf. Das mehrlagige Fo lienset 3 ist an mehreren Stellen mit Durchbrüchen versehen, in die in die Schaltmatte 7 einstückig integrierte Pufferelemente 12 eintauchen. Die Innen seite des Gehäuseoberteils 8 ist mit nach unten ragenden Versteifungsrippen 16 versehen, von denen zumindest ein Teil auf den Pufferelementen 12 auf liegt, und dadurch zur Fixierung der Schaltmatte 7 beiträgt. Die verformungs fähige Schaltmatte 7 dient dabei als Toleranzausgleich zwischen der (starren) Metallplatte 2 und den (starren) Versteifungsrippen 16. Fig. 1 shows a partial section through a keyboard 1 according to the invention with a metal plate 2 positively inserted into a recess in the lower housing part 4 . A multilayer switching foil set 3 rests on this metal plate. In the upper housing part 8 , individual key buttons 9 are mounted so that they can be moved vertically. These buttons are provided on their underside with plungers 19 which rest on the top of switching domes 17 which are integrally integrated in a switching mat 7 made of an elastomeric material. The switching mat 7 is on the top of the top switching film. The multilayered Fo lienset 3 is provided at a plurality of locations with perforations, immersed in the integrally integrated in the switching mat 7 buffer elements 12th The inside of the upper housing part 8 is provided with stiffening ribs 16 projecting downwards, of which at least part lies on the buffer elements 12 , and thereby contributes to the fixing of the switch mat 7 . The deformable switching mat 7 serves as tolerance compensation between the (rigid) metal plate 2 and the (rigid) stiffening ribs 16 .
Fig. 2 zeigt einen ersten parallel zum Schnitt in Fig. 1 verlaufenden Schnitt in einer Ausschnittsvergrößerung im Bereich der gestrichelten Umrandung 11 durch eine erfindungsgemäße Tastatur mit eingelegter Metallplatte. Die an den Unterseiten der vertikal verschiebbar im Gehäuseoberteil 8 gelagerten Ta stenknöpfe 9 angebrachten Stößel 19 liegen auf den Schaltdomen 17 auf. Bei Druck auf einen Tastenknopf 9 drückt dieser den darunterliegenden Schaltdom 17 ein und preßt den Fortsatz 17a des Schaltdoms auf die darunterliegende obere Schaltfolie 3a, welche ebenso wie die ganz unten liegende Schaltfolie 3c innenseitig mit elektrisch leitenden Bahnen und insbesondere in den Bereichen direkt unterhalb der Stößel mit Kontaktpunkten versehen ist. FIG. 2 shows a first section running parallel to the section in FIG. 1 in an enlarged detail in the area of the dashed border 11 through a keyboard according to the invention with an inserted metal plate. The on the undersides of the vertically slidably mounted in the upper housing part 8 button buttons 9 attached plunger 19 rest on the switching domes 17 . When you press a button 9 this presses the switching dome 17 underneath and presses the extension 17 a of the switching dome onto the lower switching film 3 a underneath, which, like the switching film 3 c located at the bottom, directly on the inside with electrically conductive tracks and particularly in the areas is provided with contact points below the plunger.
Zwischen diesen beiden äußeren Schaltfolien 3a, 3c befindet sich eine soge nannte Spacerfolie 3b, die die beiden äußeren Folien in einem bestimmten Ab stand voneinander hält und somit durchgängig gegeneinander elektrisch iso liert. Im Bereich der Anpreßpunkte, an denen die Fortsätze 17a auf die obere Schaltfolie 3a drücken, ist die Spacerfolie 3b jedoch mit Durchbrüchen verse hen (wegen des verwendeten Maßstabs nicht in Fig. 1-3 zu sehen). Beim An pressen des Fortsatzes 17a auf die obere Schaltfolie 3a wird der sich auf dieser Schaltfolie 3a unterhalb des Fortsatzes 17a liegende elektrische Kontaktpunkt durch den Durchbruch in der Spacerfolie 3b hindurch auf einen darunterliegen den elektrischen Kontaktpunkt auf der unteren Schaltfolie 3c gedrückt, so daß der elektrische Kontakt zwischen den beiden Schaltfolien 3a, 3c an diesem Punkt geschlossen wird. Beim Loslassen des Tastenknopfs 9 schieben die im elastomeren Material der Schaltmatte 7 wirkenden Rückstellkräfte den Schalt dom 17 und damit den Tastenknopf 9 in seine Ausgangslage zurück und die obere Schaltfolie 3a sowie die untere Schaltfolie 3c werden aufgrund der in ih nen und der Spacerfolie 3b inhärent wirkenden Rückstellkräfte ebenfalls in ih re Ausgangslage zurückgestellt, in der sie durch die Spacerfolie 3b getrennt sind, wodurch der elektrische Kontakt zwischen oberer und unterer Schaltfolie aufgehoben wird.Between these two outer switching foils 3 a, 3 c there is a so-called spacer foil 3 b, which holds the two outer foils at a certain distance from one another and is thus electrically insulated from one another. In the area of the contact points, at which the extensions 17 a press on the upper switching film 3 a, the spacer film 3 b is provided with openings (because of the scale used, it cannot be seen in FIGS. 1-3). When pressing on the extension 17 a on the upper switching film 3 a, the electrical contact point located on this switching film 3 a below the extension 17 a is through the opening in the spacer film 3 b through to an underlying electrical contact point on the lower switching film 3 c pressed so that the electrical contact between the two switching foils 3 a, 3 c is closed at this point. When the button 9 is released , the restoring forces acting in the elastomeric material of the switching mat 7 push the switching dom 17 and thus the button 9 back into its starting position and the upper switching film 3 a and the lower switching film 3 c become due to the inner and the spacer film 3 b inherently acting restoring forces are also reset to their starting position, in which they are separated by the spacer film 3 b, as a result of which the electrical contact between the upper and lower switching film is eliminated.
Aus der Praxis ist bekannt, daß das Schaltfolienset 3 im eingebauten Zustand im wesentlichen schwimmend gelagert sein muß, um Verspannungen durch Längenänderungen bei Temperatur- oder Feuchteänderungen zu vermeiden. Diese Verspannungen würden zwangsläufig zur Veränderung der Schaltwege und schlimmstenfalls zu Kurzschlüssen führen.It is known from practice that the switching film set 3 must be mounted in a substantially floating manner in the installed state, in order to avoid tension caused by changes in length in the event of changes in temperature or humidity. These tensions would inevitably lead to changes in the switching travel and, in the worst case, to short circuits.
Um eine solche schwimmende Lagerung der Schaltfolien zu erzielen, sind in der in Fig. 2 gezeigten Ausschnittsvergrößerung neben den den einzelnen Ta stenknöpfen 9 und den ihnen zugeordneten Kontaktpunkten entsprechenden Durchbrüchen in der Spacerfolie 3b an einigen Stellen zwischen den Schaltdo men 17 durch alle drei Folien hindurchgehende Durchbrüche vorgesehen, durch die in der Schaltmatte 7 einstückig integrierte Pufferelemente 12 bis zur unterhalb der unteren Schaltfolie 3c liegenden Metallplatte 2 hindurchgreifen. Dadurch wird das Folienset 3 gegen seitliches Verrutschen stabilisiert. Diese Stabilisierung kann, wie in Fig. 2 gezeigt, dadurch erhöht werden, daß am Ge häuseoberteil 8 angebrachte Versteifungsrippen 16 im Bereich der sich teilwei se auf der die obere Schaltfolie 3a abstützenden Pufferelemente 12 auf die Schaltmatte 7 drücken. Eine besonders hohe Stabilisierung der Schaltmatte verbunden mit einer vorteilhaften Erhöhung der Biege- und Verwindungsstei figkeit läßt sich dadurch erzielen, daß die Versteifungsrippen 16 in an der Ge häuseunterseite 4 angebrachte korrespondierende Rastelemente 18 einschnappbar sind, wie in Fig. 2 zu sehen ist.In order to achieve such a floating storage of the switching foils, in the detail enlargement shown in FIG. 2, in addition to the individual button buttons 9 and the contact points associated with them, corresponding openings in the spacer foil 3 b are at some points between the switching elements 17 through all three foils through-going openings are provided, through which buffer elements 12 integrated in one piece in the switch mat 7 reach as far as the metal plate 2 lying below the lower switch film 3 c. As a result, the film set 3 is stabilized against slipping sideways. This stabilization, as shown in Fig. 2, can be increased by the fact that on the Ge housing upper part 8 attached stiffening ribs 16 in the area of the partially on the upper switching film 3 a supporting buffer elements 12 press the switching mat 7 . A particularly high stabilization of the switching mat is connected to an advantageous increase of the bending and Verwindungsstei stiffness can be achieved in that the stiffening ribs can be snapped 16 in häuseunterseite at the Ge 4 Inappropriate corresponding latching elements 18 as shown in Fig. 2 is seen.
Fig. 3 zeigt einen zweiten parallel zum Schnitt in Fig. 1 verlaufenden Schnitt in einer Ausschnittsvergrößerung im Bereich der gestrichelten Kurve III durch eine erfindungsgemäße Tastatur mit eingelegter Metallplatte. Alternativ zur in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform mit durch alle drei Fo lien im Schaltfolienset 3 hindurchgehenden Durchbrüchen können die Durch brüche im Bereich der Pufferelemente 12 auch so ausgeführt sein, daß sie nur durch die obere Schaltfolie 3a und die Spacerfolie 3b hindurchlaufen, nicht aber durch die untere Schaltfolie 3c, was zu einem Anpressen der unteren Schaltfolie 3c auf die Metallplatte 2 führt. FIG. 3 shows a second section running parallel to the section in FIG. 1 in an enlarged detail in the area of the dashed curve III through a keyboard according to the invention with an inserted metal plate. As an alternative to the embodiment described in connection with FIG. 2 with through openings in all three foils in the switching film set 3 , the openings in the area of the buffer elements 12 can also be designed such that they only pass through the upper switching film 3 a and the spacer film 3 b , but not through the lower switching film 3 c, which leads to the lower switching film 3 c being pressed onto the metal plate 2 .
Dieses Anpressen der untere Schaltfolie 3c auf die Metallplatte 2 ergibt dabei einen zusätzlichen Vorteil, wenn auf der den Schaltkontakten abgewandten, unteren Seite der unteren Schaltfolie 3c zusätzliche Leitungszüge oder Kon taktpunkte angebracht sind. In der Praxis hat sich nämlich gezeigt, daß dies zu einer Erhöhung der elektromagnetische Abschirmung, d. h. der EMV (= elektromagnetische Verträglichkeit) führt. Die an der Unterseite der unte ren Schaltfolie 3c angebrachten Leitungszüge bzw. Kontaktpunkte werden durch die Pufferelemente 12 an definierter Stelle auf die Metallplatte 2 ge drückt. Durch diese Kontaktierung wird besagte verbesserte Abschirmung er reicht.This pressing of the lower switching film 3 c on the metal plate 2 gives an additional advantage if additional wiring or contact points are attached to the lower side of the lower switching film 3 c facing away from the switching contacts. In practice it has been shown that this leads to an increase in the electromagnetic shielding, ie the EMC (= electromagnetic compatibility). The attached to the underside of the unte ren switching film 3 c lines or contact points are pressed by the buffer elements 12 at a defined location on the metal plate 2 ge. Through this contacting, said improved shielding is sufficient.
Zusammenfassend bietet die Erfindung als Vorteile also eine kostengünstige Erhöhung des Eigengewichts einhergehend mit einer Verbesserung der Ver windungs- und Biegesteifigkeit unter Verwendung einer einfachen und spiel freien Klemmung der Metallplatte ohne eine komplexe Geometrie für Verstei fungsrillen oder -sicken im Tastaturgehäuse zu erfordern und liefert zudem ei ne einfache Möglichkeit zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträg lichkeit, indem eine an ihrer Unterseite mit elektrischen Kontakten versehene untere Schaltfolie 3c auf die Metallplatte 2 gepreßt wird.In summary, the invention offers advantages as a cost-effective increase in dead weight, along with an improvement in ver torsional and bending stiffness using a simple and play-free clamping of the metal plate without requiring a complex geometry for stiffening grooves or beads in the keyboard housing and also provides egg ne simple way to improve the electromagnetic compatibility, by pressing a lower switching film 3 c provided on its underside with electrical contacts on the metal plate 2 .
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
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