WO2015082693A1 - Tastatur mit mehreren stabilisierten plattenförmigen tasten - Google Patents

Tastatur mit mehreren stabilisierten plattenförmigen tasten Download PDF

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Definitions

  • the switch plunger and the switching foil are made of rubber-elastic material and therefore flexible in all directions, which has the consequence that the plate-shaped largely rigid keys perform tilting or wobbling movements when they not exactly centrally applied with a force. Also, the keys can be moved in a plane (X, Y) that is parallel to their surface. They can tilt and pinch in the cover plate.
  • US 4, 520, 248 A shows a keyboard having a plurality of keys, each separated by a gap, attached to an elastic foam layer.
  • a switching film is arranged with electrically conductive areas , which are held by a distance to a conductor plate.
  • the keys can also perform tilting or wobbling when pressed, which has the disadvantages described above.
  • DE 10 2004 021 542 A1 shows a keyboard with rubber-elastic switching tappets, which are each covered by a rigid cap, wherein the caps are guided displaceably in a cover layer.
  • the object of the invention is to improve the keyboard of the type mentioned in that with a simple design a secure key operation is possible.
  • tilting or tumbling movements of the keys are at least sc far suppressed that always a safe switching of the corresponding contact is achieved when depressing the key.
  • the surface of said double-sided provided with an adhesive coating tape is smaller than the surface of the associated key and also smaller than that with the Adhesive strips in contact, coming surface of the switch plunger.
  • the film of PET polyethylene terephthalate
  • a thickness of preferably 0.05 mm to 0, 15 mm the film of PET (polyethylene terephthalate) in a thickness of preferably 0.05 mm to 0, 15 mm. Since this film is flexurally elastic, the actuation force of the individual keys that are connected by these films does not change and continues to be determined by the mechanical properties of the rubber-elastic switch plunger. However, a wobbling or tilting of the largely rigid keys is prevented,
  • FIG. 2 shows a plan view of an exemplary embodiment of a keyboard according to the invention, with only three keys 13.1, 13.2 and 13.3 being provided here, the two keys 13.1 and 13.3 also simultaneously being components of a housing cover 14 can.
  • the principle of the invention can also be applied to other key arrangements, for example in those keyboards in which the keys are arranged in rows and columns in the form of a matrix, in which case the ribbon-like sheet extends over the surface of all the keys.
  • FIG. 3 shows a section along the line A - A of FIG. 2.
  • the band-like foil 10 arranged between the keys 13. 1, 13. 2 and 13. 3 and the switch tappets 9. 1, 9. 2 and 9. 3 can be seen, the adhesive strips 11 and 12 being shown in FIG. 3 1, since the band-like film 10 can also be glued directly to the switch tappets 9 and the keys 13.
  • the term "key” is not necessarily an insulated component.
  • a closed ring connected to elastically deformable switch tappets may form four or more keys. It would also be conceivable to separate one or more segments of such a ring from the rest of the ring and to define it as a button.

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Abstract

Die Tastatur mit mehreren plattenförmigen Tasten (13), die mit Schaltstößeln (9) verbunden sind, stabilisiert die Tasten (13) dadurch, dass alle Tasten (13) und alle SchaltStößel (9) mit einer biegeelastischen, jedoch zugfesten bandartigen Folie (10) verbunden sind.

Description

TASTATUR MIT MEHREREN STABILISIERTEN PLATTENFORMIGEN TASTEN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Tastatur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Tastatur ist aus der EP 1876620 A1 bekannt. Diese Tastatur hat ein Tastenfeld mit einer Vielzahl von plattenförmigen, starren Tasten, die in Ausnehmungen einer Abdeckplatte verschiebbar geführt sind. Jede dieser Tasten ist mit einem zugeordneten Schaltstößel einer flexiblen Schaltfolie verbunden, wobei die Schaltfolie für jede Taste eine elektrisch ieitfähige Schicht aufweist, die jeweils einem Paar von Schaltkontakten auf einer Leiterbahnplatte zugeordnet ist. Die einzelnen Tasten sind an dem zugeord- neten Schaltstößel angeklebt.
Beim Niederdrücken einer Taste drückt diese den zugeordneten Schaltstößel nieder, dessen elektrisch leitfähige Koiitaktflache dann das Kontaktpaar auf der Lei- terbahnplatte berührt und damit einen elektrischen Kontakt schließt. Beim Loslassen der Taste federn der Schaltstößel und die Schaltfolie in ihre Ausgangsstellung zurück und öffnen dann den zugeordneten elektrischen Kontakt. Die Schaltstößel und die Schaltfolie sind aus gummielastischem Material und daher in allen Raumrichtungen flexibel, was zur Folge hat, dass die plattenförmigen weitestgehend starren Tasten auch Kipp- oder Taumelbewegungen durchführen, wenn sie nicht exakt zentrisch mit einer Kraft beaufschlagt werden. Auch können die Tasten in einer Ebene (X, Y) verschoben werden, die parallel zu deren Oberfläche liegt. Dabei können sie sich verkanten und in der Ab- deckplatte klemmen. Auch ist nicht sichergestellt, dass der gewünschte elektrische Kontakt geschlossen wird, da ein "schiefes" Drücken der Taste dem Benutzer den Eindruck vermitteln kann, die Taste sei vollständig niedergedrückt, während tatsächlich der zugeordne- te Schaltstößel nicht ausreichend niedergedrückt und verformt wird, um das zugeordnete Kontaktpaar auf der Leiterbahnplatte elektrisch zu verbinden.
Die US 4, 520, 248 A zeigt eine Tastatur mit mehreren, jeweils durch einen Spalt voneinander getrennten Tasten, die an einer elastischen Schaumschicht befestigt sind. Auf der den Tasten gegenüberliegenden Seite der Schaumschicht ist eine Schaltfolie mit elektrisch leitfähigen Bereichen angeordnet,,, die durch Abstand- halber gegenüber einer Leiterbahnplatte gehalten werden. Durch die Schaumschicht können die Tasten beim Niederdrücken auch Kipp- oder Taumelbewegungen ausführen, was die oben beschriebenen Nachteile hat. Die DE 10 2004 021 542 A1 zeigt eine Tastatur mit gum- rcielastischen Schaltstößeln, die jeweils durch eine starre Kappe abgedeckt sind, wobei die Kappen in einer Deckschicht verschiebbar geführt sind. Aufgabe der Erfindung ist es, die Tastatur der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei einfachem Aufbau eine sichere Tastenbetätigung möglich ist. Insbesondere sollen Kipp- oder Taumelbe- wegungen der Tasten zumindest sc weit unterbunden werden, dass stets ein sicheres Schalten des entsprechenden Kontaktes beim Niederdrücken der Taste erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen,
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die plat- tenförmigen, im wesentlichen starren Tasten unter Zwischenschaltung einer bandartigen Folie mit den Schaltstößeln zu verbinden. Die bandartige Folie ist dabei biegeelastisch, jedoch im wesentlichen zugfest- Durch diese bandartige Folie werden die Tasten und die gummielastischen Schaltstößeln so stabilisiert, dass auch ein außermittiges Drücken einer Taste kein nennenswertes Verkanten der Tasten zur Folge hat und damit eine einwandfreie Schaltfunktion gegeben ist. Auch ist ein Verschieben der Tasten parallel zu ihrer Ruhelageebene (X, Y) unterbunden, weil die bandartige Folie weitestgehend zugfest ist. Die Befestigung der Tasten an der bandartigen Folie erfolgt vorzugsweise durch Ankleben und insbesondere vorzugsweise durch doppelseitig mit einer Klebebeschichtung versehene Klebestreifen. In gleicher Weise erfolgt auch die Verbindung zwischen den Schaltstößeln und der bandartigen Folie.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Fläche der genannten doppelseitig mit einer Klebebeschichtung versehenen Klebestreifen kleiner als die Fläche der zugeordneten Taste und auch kleiner als die mit den Klebestreifen in Kontakt, kommende Fläche der Schaltstößel .
Vorzugsweise besteht die Folie aus PET (Polyethylente- rephthalat) in einer Stärke von vorzugsweise 0,05 mm bis 0, 15 mm. Da diese Folie biegeelastisch ist, ändert sich die Betätigungskraft der einzelnen Tasten, die durch diese Folien verbunden sind nicht und bleibt weiterhin durch die mechanischen Eigenschaften der gummielastischen Schaltstößel bestimmt. Jedoch ist ein Wackeln oder Verkanten der weitestgehend starren Tasten unterbunden,
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh rungsbeispieles im Zusammenhang rnit der Zeichnung aus führlicher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer Tastatur nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Tastatur der Figur
1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Figur
2 ; und
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches B der Fig. 3.
Die Tastatur der Fig. 1 hat ein Gehäuse 1, in dem eine Leiterbahnplatte 2 angeordnet ist, die unter anderem die für eine Tastatur üblichen elektrischen Schaltkontakte 3 aufweist. Über der Leiterbahnplatte 2 ist eine Abstandhalterfoiie 4 angeordnet, die den Schaltkontakten 3 zugeordnete Öffnungen 5 aufweist, durch welche Metalldome 6 hindurchragen, die an einer Schaltfolie 7 befestigt sind. Die Metalldome 6 sind konvex gewölbt, an der Schaltfolie 7 angeklebt und durch die Abstand- haiterfolie 4 im Ruhezustand der Tastatur so gehalten, dass die den jeweiligen Metalldomen 6 zugeordneten Schaltkontakte 3 nicht miteinander verbunden sind.
Die Schaltfolie 7 mit den an ihr befestigten Metalldomen ist über eine Klebefolie 8 mit einer Silikonplatte 9 verbunden, von der mehrere, den Metalldomen 6 zugeordnete Schaltstößel 9.1, 9.2 und. 9.3 abstehen, die einstückig in der Silikonplatte 9 ausgebildet sind. Die Schaltstößel 9.1-9,3 haben, wie im Zusammenhang mit Fig.3 erläutert wird, Schaltzapfen, die durch Öff- nungen der Klebefolie 8 hindurch ragen und die Schaltfolie 7 an den Stellen der Metalldome 6 berühren. Wird ein Schaltstößel vertikal in Richtung der Z-Achse niedergedrückt, so wird der zugeordnete Metalldom 6 verformt und berührt die zugeordneten Schaltkontakte 3, womit ein elektrischer Schalter geschlossen, wird.
Die Schaltstößel 9.1-9.3 sind an ihrer von der Leiterbahnplatte 2 fortweisenden Oberseite mit einer bandartigen Folie 10 verbunden, was durch Klebestreifen 11.1 - 11.3 erfolgt, die beidseitig mit Klebstoff beschichtet sind. Alternativ kann die bandartige Folie 10 auch direkt auf die Schaltstößel 9.1-9.3 aufgeklebt werden. Wichtig ist, dass die bandartige Folie 10 alle Schaitstößel miteinander verbindet, biegeelastisch ist und zugfest. Mit anderen Worten kann die Folie 10 also in Z-Richtung durchgebogen werden, ist jedoch in der XY Ebene im wesentlichen nicht verform- oder dehnbar. Die bandartige Folie 10 ist auf ihrer anderen Seite über Klebestreifen 12.1, 12.2 und 12,3 mit plattenför- migen Tasten 13.1, 13.2 und 13.3 verbunden, wobei diese Tasten vorzugsweise aus hartem Kunststoff sind und daher auch nur in sehr geringem Umfang biegbar. Die in Figur 1 dargestellten beiden äußeren Tasten 13.1 und 13.3 können einstückig in einen Gehäusedeckel 14 übergehen, der beispielsweise mit Zapfen 15, die in Bohrungen 16 von Gehäuseseitenwänden 17 eingreifen, an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Die Tasten 13.1 und 13.3 sind dabei in Verbindung mit den angrenzenden Teilen des Gehäusedeckels 14 und der Befestigung über die Zapfen 15 so weit elastisch, dass die Schaltstößel 9.1 und 9.3 so weit zusammengedrückt werden können, dass der gewünschte Schaltvorgang stattfindet.
Durch die bandartige Folie 10, die auch mit Teilen des Gehäusedeckels 14 verbunden sein kann, sind die Tasten 13 und die Schaltstößel 9 in der X/Y-Ebene fixiert und können aufgrund der Biegeelastizität der Folie 10 jedoch in Z-Richtung verschoben werden. Bei einem "schiefen", d.h. außermittigen Drücken einer der Tasten, z.B. der Taste 13.2, wird ein Verkanten durch die Folie 10 ebenfalls weitestgehend verhindert, so dass auch bei einem schiefen Drücken der Taste diese im wesentlichen doch nur in Z-Richtung bewegt wird.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbei- spiel einer Tastatur nach der Erfindung, wobei hier nur drei Tasten 13.1, 13.2 und 13.3 vorgesehen sind, wobei die beiden Tasten 13.1 und 13.3 auch gleichzeitig noch Bestandteile eines Gehäusedeckels 14 sein können. Selbstverständlich kann das Prinzip der Erfindung auch bei anderen Tastenanordnungen angewandt werden, beispielsweise bei solchen Tastaturen, bei denen die Tasten in Form einer Matrix in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei dann die bandartige Folie sich über die Fläche aller Tasten erstreckt.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2. Man sieht hier die zwischen den Tasten 13.1, 13.2 und 13.3 und den Schaltstößeln 9.1, 9.2 und 9.3 angeordnete bandartige Folie 10, wobei in Fig. 3 die Klebestreifen 11 und 12 der Fig. 1 fortgelassen sind, da die bandartige Folie 10 auch direkt mit den Schaltstößeln 9 und den Tasten 13 verklebt werden kann.
Die SchaltStößel 9 haben an ihrer zur Leiterbahnplatte 2 weisenden Unterseite einen zylindrischen oder konischen vorspringenden Zapfen 16, der hier durch eine den Zapfen 16 umgebende Aussparung 17 gebildet ist. Dieser Zapfen 16 ragt in Richtung zu der Schaltfolie 7 und zu den konvex in Richtung zu den Zapfen 16 gewölbten Metalldomen 6. Die Metalldome 6 können sich bei mechanischer Belastung durch den Zapfen 16 so weit durchwölben, dass sie die zugeordneten Schaltkontakte 3 auf der Leiterbahnplatte 2 kontaktieren und dabei auch einen haptisch wahrnehmbaren Effekt auslöst, der üblicherweise als "Klick"-Effekt bezeichnet wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind alle Schaltstößel 9.1, 9.2 und 9.3 miteinander verbunden und zwar über Stege 18, die teilweise auf der Klebefolie 8 abgestützt sind. Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Details B der Fig. 3 und insbesondere den Übergangsbereich zwischen den Tasten 13.1 und 13.2, der von der bandartigen Folie 10 überbrückt wird, wobei diese F'o- lie 10 durch Klebestreifen 11 und 12 mit den Schaltstößeln 9 bzw. den Tasten 13 verbunden ist, wobei die Klebestreifen 12 und 13 eine kleinere Oberfläche haben als die Schaltstößel 9 und die Tasten 13. Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass der Begriff "Taste" nicht notwendigerweise ein isoliertes Bauteil bezeichnet. So kann beispielsweise ein mit elastisch verformbaren Schaltstößeln verbundener geschlossener Ring vier oder mehr Tasten bilden. Auch wäre denkbar, ein oder mehrere Segmente eines solchen Ringes gegenüber dem Rest des Ringes abzutrennen und als Taste zu definieren.

Claims

Patentansprüche 1. Tastatur mit mehreren plattenförmigen Tasten , die über Schaltstößel mit einer elastisch verformbaren Schaltfolie verbunden sind, wobei die Schaltfolie elektrisch leitfähige Metalldome aufweist, die Schaltkontakten einer Leiterbahnplatte zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass alle Tasten
(13.1, 13.2, 13.3) und alle diesen Tasten zugeordneten SchaltStößel (9.1, 9.2, 9.3) mit einer biegeelastischen, jedoch zugfesten bandartigen Folie
(10) verbunden sind . 2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) durch jeweils beidseitig mit Klebstoff beschichtete Klebestreifen (11,12) mit den Tasten (13) und den Schaltstößeln (13) verbunden ist. 3. Tastatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestreifen (11,12) jeweils eine kleinere Fläche haben als die Fläche der zu befestigenden Taste (13) und als die Fläche des jeweils zu befestigenden Schaltstößels (9) . 4. Tastatur nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) aus Polyethylen- terephthalat besteht . 5. Tastatur nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (10) eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,15 mm hat.
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