EP0119418A2 - Tastschalteinrichtung - Google Patents

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EP0119418A2
EP0119418A2 EP84101043A EP84101043A EP0119418A2 EP 0119418 A2 EP0119418 A2 EP 0119418A2 EP 84101043 A EP84101043 A EP 84101043A EP 84101043 A EP84101043 A EP 84101043A EP 0119418 A2 EP0119418 A2 EP 0119418A2
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EP
European Patent Office
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switch according
key switch
carrier
switching element
following
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EP84101043A
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Heinz Burgeth
Georg Dipl.-Ing. Leitner
Joachim Wolf
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Telefunken Electronic GmbH
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Telefunken Electronic GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2205/00—Movable contacts
    • H01H2205/032—Several contacts formed in one plate or layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H2207/008—Adhesive means; Conductive adhesive
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H2219/002—Legends replaceable; adaptable
    • H01H2219/01—Liquid crystal
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2239/00—Miscellaneous
    • H01H2239/01—Miscellaneous combined with other elements on the same substrate

Definitions

  • the invention relates to a key switch device according to the preamble of the first claim.
  • a film with printed conductor tracks and switch contact surfaces is provided on a carrier.
  • a cover plate with molded switching domes and conductors applied to the inside covers the cover plate in such a way that the switching domes lie in the area of the openings or the switching contact surfaces.
  • the conductor tracks are routed to freely accessible plug contact surfaces, via which external switching elements arranged in a housing accommodating the pushbutton switch can be connected.
  • the invention has for its object to provide a push button switch according to the preamble of the first claim, which in addition to the simple on-off switching operations also enables additional functions such as decoupling or debouncing of individual switch contact paths, processing and output of input data and thereby as a unit is trained.
  • switching elements can be assigned to the individual contacts on the carrier receiving these contacts, which bring technical intelligence with respect to the switching process.
  • decoupling diodes When decoupling diodes are used, reliable signal detection is guaranteed even when several buttons are pressed. Since these decoupling diodes can be connected directly to the conductor tracks of the carrier, a considerable reduction in the switching capacities is achieved, which would otherwise be unavoidable due to long external leads. This also increases reliability and reduces manufacturing costs.
  • debounce circuits or circuits for evaluating, processing and outputting data entered via the contact areas can also be connected directly to the carrier and the conductor tracks provided thereon as switching elements. According to an advantageous embodiment, these switching elements are designed as film switching elements.
  • a spacer can be placed on the side of the carrier occupied by the conductor tracks and the switching elements, which has appropriately dimensioned openings in the area of the switching contact surfaces and in the area of the switching elements.
  • a cover plate to be placed thereon which can optionally be provided with counter contacts, is then evenly supported over its surface.
  • the cover plate can simultaneously form a mechanical protection for the sensitive film switching elements, so that mechanical forces or moisture cannot act on it.
  • the breakthroughs surrounding the film switching elements can also serve as a pouring border for casting resin to be poured in.
  • Switch contact surfaces 2 and conductor tracks 3 are applied to a carrier 1, which can be designed as a film.
  • the contact surfaces 2 arranged in pairs are arranged at a distance from one another as is required for safe manual operation.
  • Switching elements 4, 5, 6 are also placed on the side of the carrier 1 provided with the switching contact surfaces 2, the switching element 4 being able to contain, for example, decoupling diodes and debouncing circuit means, while the switching element 5 can be a processor with input and output lines, which can be the LCD or controls another display element 6.
  • individual switching contact surfaces 2 or switching elements 4, 5, 6 can lead to connecting surfaces which are to be connected to external switching elements.
  • the switching elements 4, 5, 6 are designed as film switching elements and therefore have a height that is only a tenth of a millimeter. Due to the low height of the film switching elements 4, 5, 6, the carrier 1 can have correspondingly shaped recesses which accommodate these film switching elements. However, in order not to reduce the stability of the carrier 1, the film switching elements 4, 5, 6 are placed on the side provided with the conductor tracks 3 and fixed thereon. This can be done by connecting the corresponding conductor tracks to the connections of the film switching elements, for which purpose electrically conductive adhesives can be used. However, the bonder technique can also be used, in which the electrical connection is made via thin wires.
  • the film switching elements 4, 5, 6 are then arranged at a mutual distance from one another, so that openings 8 adapted to the individual film switching elements with interposed webs 9 can be provided in a cover plate 7 to be placed on the carrier.
  • the thickness of the cover plate 7 is preferably somewhat larger than that of the film switching elements 4, 5, 6, so that a cover plate 10 to be placed on the spacer plate 7 which can be loaded with compressive forces, cannot act on the film switching elements.
  • the cover disk -10 is provided with switching tabs 11 which are congruent with the switching contact surfaces 2 arranged in pairs.
  • recesses 12 are provided in the cover plate 7 in a corresponding arrangement.
  • the spacer 7 as the cover 10 are preferably also formed as films. The spacer 7 not only fulfills the purpose of electrically isolating the switching tabs 11 with their mating contacts and, if appropriate, conductor tracks provided therefor from the conductor tracks 3 and the switching contact surfaces 2, it also serves to relieve the film switching elements 4, 5, 6 from mechanical pressure forces, that act on the cover plate 10.
  • the openings 8 in the spacer 7 also act as a casting mold if the film switching elements are fixed on the carrier 1 by casting resin.
  • the casting resin In the area of the optical switching element 6, it is expedient to leave the casting resin on its side surface facing away from the carrier 1, because the readability is then increased by the transparent casting resin.
  • the casting resin can also be colored if the optical switching element 6 itself emits light and different light displays are to be achieved with several displays.
  • the transparent cover plate is preferably placed on the still liquid casting resin in order to avoid reflections on separating layers of media of different densities.
  • a cover plate 13 is placed, moreover, which is formed with elastic outward depressible and preferably equipped with a snap function switching domes 14 in the area of the switching tabs 11.
  • the one-piece cover plate 13 shields the switching paths 2, 11 and the film switching elements 4, 5, 6 from moisture and dirt and can be provided with signs that provide information about the function of the respective switching path.
  • processing functions can be carried out via the film switching element equipped with a microprocessor 5 or computing processes can be carried out which transmit corresponding control signals to the downstream outer switching elements.
  • the pushbutton switch can not only emit simple on-off switching signals of the individual contact arrangements 2, 11, but already prepared switching signals which are otherwise only achieved via switching devices connected externally.

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  • Push-Button Switches (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Bei einem Tastschalter ist ein Träger (1) mit darauf angeordneten Leiterzügen (3) und Schaltkontaktflächen (2) vorgesehen. Um hiermit neben einfachen Ein-Aus-Schaltvorgängen in einer Einheit auch Zusatzfunktionen ausüben zu können, sind auf dem Träger (1) Schaltelemente (4, 5 ,6) angeordnet, die Entkopplungsdioden, Entprellschaltungseinrichtungen, Mikroprozessoren, Anzeigeelemente od.dgl. enthalten. Diese Schaltelemente sind als Filmschaltelemente ausgebildet und mit Leiterzügen des Trägers (1) verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tastschalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
  • Bei einem bekannten Tastschalter dieser Art (DE-GM 78 03 964) ist auf einem Träger eine Folie mit aufgedruckten Leiterzügen und Schaltkontaktflächen vorgesehen. Auf der bedruckten Folie liegt eine Abstandsscheibe auf, welche im Bereich der Kontaktflächen Durchbrüche aufweist. Eine Abdeckscheibe mit ausgeformten Schaltdomen und an der Innenseite aufgetragenen Leiterzügen überdeckt die Abdeckplatte so, daß die Schaltdome im Bereich der Durchbrüche bzw. der Schaltkontaktflächen liegen. Die Leiterzüge sind an frei zugängliche Steckkontaktflächen geführt, über welche äußere, in einem den Tastschalter aufnehmenden Gehäuse angeordnete Schaltelemente anschließbar sind. Bei diesem Aufbau ist für jede Schaltkontaktfläche eine eigene Steckkontaktfläche erforderlich, wobei die daran anzuschließenden äußeren Schaltelemente über entsprechende Verbindungsleitungen anzuschließen sind. über die teilweise sehr langen Verbindungsleitungen besteht dann die Gefahr der Einstrahlung von Störsignalen, die eine entsprechende Entstörbeschaltung erfordert. Abgesehen vom technischen Aufwand geht dadurch auch Steuerleistung verloren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastschalter gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs zu schaffen, der neben den einfachen Ein-Aus-Schaltvorgängen auch Zusatzfunktionen wie Entkoppeln oder Entprellen von einzelnen Schaltkontaktstrecken Auswerten, Verarbeiten sowie Ausgeben von eingegebenen Daten ermöglicht und dabei als eine Einheit ausgebildet ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.
  • Bei einer Ausgestaltung gemäß der Erfindung lassen sich den einzelnen Kontakten bereits auf dem diese Kontakte aufnehmenden Träger Schaltelemente zuordnen, die im Bezug auf den Schaltvorgang eine technische Intelligenz einbringen. So wird bei Anwendung von Entkopplungsdioden auch bei der Betätigung mehrerer Tasten eine sichere Signalerkennung gewährleistet. Da diese Entkopplungsdioden unmittelbar mit den Leiterzügen des Trägers verbunden werden können, wird eine beträchtliche Verminderung der Schaltkapazitäten erreicht, die sonst durch lange äußere Zuleitungen unvermeidbar sind. Hierdurch wird auch die Zuverlässigkeit erhöht und der Herstellungaufwand vermindert. Daneben können als Schaltelemente auch Entprellschaltungen oder Schaltungen zur Auswertung, Verarbeitung sowie zum Ausgeben von über die Kontaktflächen eingegebene Daten unmittelbar mit dem Träger und den darauf vorgesehenen Leiterzügen verbunden werden. Diese Schaltelemente sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung als Filmschaltelemente ausgebildet. Das sind Dioden, Widerstände, integrierte Schaltungskreise oder Prozessoren, die auf einem dünnen, gegebenenfalls elastischen filmartigen Substrat aufgebaut und kontaktiert sind. Derartige Filmschaltelemente sind sehr flach und lassen daher den Aufbau von Tastschaltern in sehr flacher Bauart zu. Mit einem so ausgestalteten Tastschalter können daher bereits weitgehend aufbereitete Schaltsignale an äußere Schaltelemente abgegeben werden. Da die Schaltkontaktflächen der einzelnen Schalter bei einem Mehrfachtastschalter im Hinblick auf die Bedienung von Hand entsprechend große Abstände aufweisen müssen, kann der dazwischen liegende frei Raum für die Unterbringung der Schaltelmente verwendet werden. Es ergeben sich dadurch sehr kurze elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktflächen und den Anschlüssen der Schaltelemente. Die Schaltelemente können durch elektrisch leitende Kleber oder durch Bondern mit den Leiterzügen kontaktiert werden. Um einen in sich planen Aufbau zu erreichen, kann auf die mit den Leiterzügen und den Schaltelementen belegte Seite des Trägers eine Abstandsscheibe aufgelegt werden, die im Bereich der Schaltkontaktflächen und im Bereich der Schaltelemente entsprechend bemessene Durchbrüche aufweist. Eine darauf aufzulegende Abdeckplatte, die gegebenenfalls mit Gegenkontakten versehen sein kann, wird dann über ihre Fläche gleichmäßig unterstützt. Dabei kann die Abdeckplatte gleichzeitig einen mechanischen Schutz für die empfindlichen Filmschaltelemente bilden, so daß mechanische Kräfte oder Feuchtigkeit nicht darauf einwirken können. Andererseits können die die Filmschaltelemente umgebenden Durchbrüche auch als Gießumrandung für einzugießendes Gießharz dienen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Auf einen Träger 1, der als Folie ausgebildet sein kann, sind Schaltkontaktflächen 2 sowie Leiterzüge 3 aufgebracht.
  • Die paarweise angeordneten Kontaktflächen 2 sind gegenseitig mit einem Abstand angeordnet, wie er für eine sichere Bedienung von Hand erforderlich ist. Auf die mit den Schaltkontaktflächen 2 versehene Seite des Trägers 1 sind noch Schaltelemente 4, 5, 6 aufgesetzt, wobei das Schaltelement 4 beispielsweise Entkopplungsdioden und Entprellschaltungsmittel enthalten kann, während das Schaltelement 5 ein Prozessor mit Eingabe- und Ausgabeleitungen sein kann, der das LCD- oder ein anderes Anzeigeelemente 6 ansteuert. Außerdem können von einzelnen Schaltkontaktflächen 2 oder Schaltelementen 4, 5, 6 Leiterzüge zu Anschlußflächen führen, die mit äußeren Schaltelementen zu verbinden sind.
  • Die Schaltelemente 4, 5, 6 sind als Filmschaltelemente ausgebildet und weisen dadurch eine Höhe auf, die lediglich eine zehntel Millimeter beträgt. Aufgrund der geringen Höhe der Filmschaltelemente 4,5 6 kann der Träger 1 entsprechend geformte Ausnehmungen aufweisen, welche diese Filmschaltelemente aufnehmen. Um jedoch die Stabilität des Trägers 1 nicht zu vermindern, werden die Filmschaltelemente 4, 5, 6 auf die mit den Leiterzügen 3 versehene Seite aufgelegt und darauf festgesetzt. Das kann über die Verbindung der entsprechenden Leiterzüge mit den Anschlüssen der Filmschaltelemente erfolgen, wozu elektrisch leitende Kleber verwendet werden können. Es kann jedoch auch die Bonder-Technik angewandt werden, bei der die elektrische Verbindung über dünne Drähte erfolgt. Die Filmschaltelemente 4, 5, 6 sind dann mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet, so daß in einer auf den Träger aufzulegenden Abdeckscheibe 7 den einzelnen Filmschaltelementen angepaßte Durchbrüche 8 mit dazwischenstehenden Stegen 9 vorgesehen werden können. Die Stärke der Abdeckscheibe 7 ist dabei vorzugsweise etwas größer als die der Filmschaltelemente 4, 5, 6, damit eine auf die Abstandsscheibe 7 aufzulegende Abdeckscheibe 10, die mit Druckkräften belastet werden kann, nicht auf die Filmschaltelemente einwirken kann.
  • Die Abdeckscheibe -10 ist mit Schaltlaschen 11 versehen, welche deckungsgleich zu den paarig angeordneten Schaltkontaktflächen 2 liegen. Damit die Schaltlaschen 11 in Kontakt mit den Schaltkontaktflächen 2 gebracht werden können, sind in der Abdeckscheibe 7 in entsprechender Anordnung Ausnehmungen 12 vorgesehen. Die Abstandsscheibe 7 wie die Abdeckscheibe 10 sind vorzugsweise ebenfalls als Folien ausgebildet. Die Abstandsscheibe 7 erfüllt hierbei nicht nur den Zweck, die Schaltlaschen 11 mit ihren Gegenkontakten und gegebenenfalls dafür vorgesehenen Leiterzügen elektrisch von den Leiterzügen 3 und den Schaltkontaktflächen 2 zu isolieren, sie dient gleichzeitig auch zur Entlastung der Filmschaltelemente 4, 5, 6 vor mechanischen Druckkräften, die auf die Abdeckscheibe 10 einwirken. Zusätzlich wirken die Durchbrüche 8 in der Abstandsscheibe 7 auch als Gießform, wenn die Filmschaltelemente durch Gießharz auf dem Träger 1 festgesetzt werden. Im Bereich des optischen Schaltelementes 6 ist es dabei zweckmäßig, das Gießharz über seine dem Träger 1 abgewandte Seitenfläche stehen zu lassen, weil dann durch das durchsichtige Gießharz die Ablesbarkeit erhöht wird. Das Gießharz kann auch gefärbt werden, wenn das optische Schaltelement 6 selbst Licht aussendet und bei mehreren Anzeigen unterschiedliche Leuchtanzeigen erreicht werden sollen. Vorzugsweise wird die durchsichtige Abdeckscheibe auf das noch flüssige Gießharz aufgelegt, um auch hier Reflektionen an Trennschichten unterschiedlich dichter Medien zu vermeiden.
  • Auf die Abdeckscheibe 10 ist im übrigen eine Abschlußscheibe 13 aufgesetzt, die mit nach außen ausgeformten, elastisch niederdrückbaren und vorzugsweise mit einer Schnappfunktion ausgestatteten Schaltdomen 14 im Bereich der Schaltlaschen 11 ausgerüstet ist. Die in sich einstückige Abschlußscheibe 13 schirmt die Schaltstrecken 2, 11 und die Filmschaltelemente 4, 5, 6 gegen Feuchtigkeit und Schmutz ab und kann mit Zeichen versehen sein, die Aufschluß über die Funktion der jeweiligen Schaltstrecke geben. Dabei können beispielsweise über das mit einem Microprozessor ausgestattete Filmschaltelement 5 Auswerktefunktionen ausgeübt oder Rechenprozesse durchgeführt werden, die nachgeschalteten äußeren Schaltelementen entsprechende Steuersignale übermitteln. Der Tastschalter kann soweit nicht nur einfache Ein-Aus-Schaltsignale der einzelnen Kontaktanordnungen 2, 11 sondern bereits aufbereitete Schaltsignale abgeben, die sonst nur über außen angeschlossene Schalteinrichtungen erreicht werden.

Claims (20)

1. Tastschalter mit einem Träger, auf dem Leiterzüge und Schaltkontaktflächen aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger ( 1 wenigstens ein Schaltelement (4,5,6) angeordnet ist, das mit Leiterzügen (3) verbunden ist.
2. Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Filmschaltelement ist.
3. Tastschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (4,5,6) auf die mit den Schaltkontaktflächen ( 2 ) vesehene Seite des Trägers ( 1 ) aufgesetzt ist.
4. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ( 1 ) im Bereich des Schaltelementes eine Ausnehmung aufweist, in welche das Schaltelement zumindest teilweise eingesetzt ist.
5. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Träger ( 1 ) eine Abstandsscheibe (7) aufgelegt ist, die im Bereich der Kontaktflächen (2) und des Schaltelementes (4,5,6) Durchbrüche (8) aufweist.
6. Tastschalter nach Anspruch t oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (4,5,6) auf der dem Träger (1) abgewandten Seite von einer Abdeckscheibe (10) überdeckt ist.
7. Tastschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (10) mit Gegenkontakten (11) versehen ist.
8. Tastschalter nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchbruch (8) das Schaltelement (4,5,6) mittels Gießharz festgelegt ist.
9. Tastschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz das Schaltelement an seiner dem Träger (1) abgewandten Seitenfläche überdeckt und durchscheinend ist, und daß das Schaltelement ein optisches Anzeigeelement (6) ist.
10. Tastschalter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz gefärbt ist.
11. Tastschalter nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (10) auf das noch flüssige Gießharz aufgelegt und durchscheinend ausgebildet ist.
12. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) und/oder die Abstandsscheibe (7) und/oder die Abdeckscheibe (10) Folien sind.
13. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (4,5,6) durch elektrisch leitfähigen Kleber oder durch Bondern mit Leiterzügen (3) verbunden sind.
14. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltelement (4) Entkopplungsdioden enthält, die an Schaltkontaktflächen (2) angeschaltet sind.
15. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltelement (5) einen Microprozessor enthält, der eine Auswerteschalteinrichtung aufweist, an Schaltkontaktflächen (2) angeschlossen ist und an auf dem Träger (1) vorgesehene Ausgabeleitungen angeschlossen ist.
16. Tastschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Microprozessor einen Computer enthält.
17. Tastschalter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge des Microprozessors mit dem optischen Anzeigeelement (6) verbunden sind.
18. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Trägers (1) mit einem Kleber beschichtet ist.
19. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) ohne Versteifungsplatte ausgebildet ist.
20. Tastschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau äußerst flach ist.
EP84101043A 1983-02-18 1984-02-02 Tastschalteinrichtung Withdrawn EP0119418A3 (de)

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EP0119418A2 true EP0119418A2 (de) 1984-09-26
EP0119418A3 EP0119418A3 (de) 1987-01-07

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