DE2551761A1

DE2551761A1 - Drucktastenfeld

Info

Publication number: DE2551761A1
Application number: DE19752551761
Authority: DE
Inventors: Henry Joseph Boulanger
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1976-08-12
Also published as: DE2559681C2; JPS5944729B2; US4005293A; JPS6023918A; DE2551761C3; DE2559681A1; JPS5177035A; DE2551761B2

Description

Unser Zeichen: T 1887

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED
13500 North Central Expressway-Dallas, Texas, V.St.A.

Drucktastenfeld

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tastenfeld und insbesondere auf ein Drucktastenfeld für die Verwendung in elektronischen Taschenrechnern, Fernsprechapparaten oder dergleichen.

In herkömmlichen Taschenrechnern werden Daten, (beispielsweise Zahlen und arithmetische Operationen) gewöhnlich durch Niederdrücken spezieller Tasten eingegeben, die einfache einpolige Momentschalter schließen. Die Tasten sind auf dem Tastenfeld gewöhnlich räumlich in Form einer X-Y-Matrix (d.h. in einem Feld aus zueinander rechtwinkligen Spalten und Zeilen) angeordnet.Nach Niederdrücken einer ausgewählten Taste wird ein eindeutiges Signal erzeugt. Beispielsweise können die Spalten der Matrix des Tastenfeldes mit KN, KO, KP und KQ bezeichnet werden, und die Zeilen der Tasten können mit D1, D2, ....D11 bezeichnet werden, so daß

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beispielsweise nach Niederdrücken der Taste in der Spalte KN und in der Zeile D1 dem Rechner ein der Zahl 1 entsprechendes Signal zugeführt wird.

Zwar waren viele bekannte Tastenfelder gemäß einer regel_ mäßigen X-Y-Matrix angeordnet, doch folgten die elektrischen Leiterbahnen des Tastenfeldes gewöhnlich nicht dieser regelmäßigen Anordnung. Die Art der in den Tastenfeldern verwendeten Schalter erforderte oft mehrere Leiterbahnen zu jedem Schalter, so daß relativ schwierige und kompliz-ierte Leiterbahnmuster auf eine gedruckte Schaltungsplatte oder dergleichen aufgedruckt werden mußten. Bei weiteren bekannten Tastenfeldern wurde eine allgemein rechtwinklige X-Y-Leitermatrix verwendet, doch kreuzten sich diese Leiter in einem Gittermuster und regten das Tastenfeld sowohl an der Oberseite als auch an einer Seite an, so daß zusätzliche Versorgungsanschlußdrähte an den Leitembefestigt werden mußten, ehe das Tastenfeld an eine Mutterplatte oder an elektronische Bauelemente angeschlossen werden konnte. Das Anschließen dieser Versorgungsleiterdrähte an die Leiterbahnen ist zeitraubend und teuer.

In den USA-Patentschriften 3 684 842, 3 806 673 und 3 808 sind derartige bekannte Tastenfelder dargestellt und beschrieben.

Mit Hilfe der Erfindung soll ein Tastenfeld geschaffen werden, das eine minimale Anzahl von Leiterbahnen aufweist. Bei dem zu schaffenden Tastenfeld sollen vorgeformte Leiter schnell und ohne große Kosten an eine Trägerplatte angefügt werden können, so daß eine gedruckte Schaltungsplatte nicht mehr benötigt wird. Das mit Hilfe der Erfindung zu

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schaffende Tastenfeld soll so ausgebildet sein, daß jeder Schalter zur Erzeugung eines Signals nur einen einzigen Leiter berühren muß. Ferner soll das mit Hilfe der Erfindung zu schaffende Tastenfeld einfacher und billiger an eine Grundplatte oder an andere elektronische Bauelemente mit einer geringen Anzahl und einer wirksamen Anordnung von Verbindungsdrähten angeschlossen werden können. Die Schaltelemente sollen bei dem^Nmit Hilfe der Erfindung zu schaffenden Tastenfeld als Einheit im Tastenfeld zusammengebaut werden können. Das zu schaffende Tastenfeld soll ohne Löten zusammengebaut werden können, so daß der Tastenfeldträger aus einem relativ billigen thermoplastischen Harz bestehen kann. Das zu schaffende Tastenfeld soll außerdem einfach in einen Rechner oder ein anderes elektronisches Gerät eingebaut werden können, und es soll kostengünstig sein und einen zuverlässigen Betrieb zeigen.Weitere Eigenschaften ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Das Drucktastenfeld enthält einen elektrisch isolierenden Träger, mehrere in einem Feld aus Spalten und Zeilen angeordnete Betätigungselemente auf einer Fläche des Trägers sowie mehrere Leiter auf dieser Fläche des Trägers. Die Leiter liegen parallel zueinander und verlaufen in Richtung der Spalten. Für jede Zeile der Betätigungselemente ist ein Leiter vorgesehen, und ein weiterer Leiter ist für jede Spalte der Elemente vorgesehen. Jeder Spaltenleiter ist zwischen den Träger und den Elementen seiner zugehörigen Spalte angeordnet. Jedes der Elemente besteht aus einem flexiblen elektrisch leitenden Material, und es weist eine Anfangsstellung auf, in der es seinen zugehörigen Spaltenleiter nicht berührt. Außerdem ist jedes dieser Elemente aus seiner Ausgangsstellung elastisch in eine betätigte

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Stellung verformbar, in der wenigstens ein Punkt des Elements seinen jeweiligen Spaltenleiter t>erührt. Es sind Vorrichtungen zum elektrischen Verbinden der Elemente jeder Zeile mit ihren jeweiligenZeilenleitern vorgesehen, so daß nach Bewegen eines der Elemente in seine betätigte Stellung ein Stromkreis zwischen dem Spaltenleiter und dem Zeilsnleiter des betätigten Elements geschlossen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht eines Taschenrechners, in der die Hauptbestandteile des Rechners einschließlich des Gehäuses, der Anzeigeeinheit sowie der verschiedene (nicht dargestellte) elektronische Bauelemente tragenden Grundplatte dargestellt sind, wobei ein erfindungsgemäßes Tastenfeld in dem Rechnergehäuse eingebaut ist,

Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht auf das erfindungsgemäße Tastenfeld, wobei verschiedene Teile weggebrochen sind,

Fig.3 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 3-3 von F±g.1,

Fig.4 eine perspektivische Explosionsansicht des in den Figuren 2 und 3 dargestellten Tastenfeldes,

Fig.5 eine vergrößerte Teildraufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tastenfeldes,

ORJGlNAL f.NSPECTED

Fig.6 einen Schnitt des Tastenfeldes von Fig.5,

Fig.7 einen vergrößerten Schnitt eines Teils des in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Tastenfeldes, der ein gewölbtes Schalterbetätigungselement in seiner anfänglichen konvexen Position zeigt, in der es seinen darunterliegenden Leiter nicht berührt, wobei die Dicke gewisser Teile der Deutlichkeit wegen vergrößert ist,

Fig.8 eine der Ansicht von Fig.7 ähnliche Ansicht, in der das Schalterbetätigungselement in seiner über die Mittellage hinausgehenden betätigten Stellung gezeigt ist,

Fig.9 ein Tastenfeld nach der Erfindung sowie eine Anzeigeeinheit, die mit der Grundplatte des Rechners oder dergleichen vorbereitend für das gleichzeitige Fest löten an dieser Grundplatte verbunden sind, und

Fig.10 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils des erfindungsgemäßen Tastenfelds, in der eine andere Art der Ausrichtung und der gegenseitigen Befestigung verschiedener Teile des Tastenfeldes dargestellt ist.

In den verschiedenen Ansichten der Zeichnung sind für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Der in der Zeichnung dargestellte Taschenrechner 1 enthält ein mit gestrichelten Linien dargestelltes Gehäuse 3 aus gepreßtem Kunstharz oder dergleichen, in dem verschiedene

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elektrische Vorrichtungen oder elektronische Bauelemente (beispielsweise verschiedene integrierte Festkörperschaltungen und Halbleiterbauelemente ) an einer Grundplatte 5 angebracht sind. Daten werden in den Rechner von Hand durch Niederdrücken gewünschter Drucktasten 7 des hier zu beschreibenden Tastenfeldes 9 eingegeben. Die Ausgangsdaten des Rechners werden auf einer Anzeigeeinheit 11 angezeigt. Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise eine herkömmliche Leuchtdiodeneinheit sein, wie sie in der Technik bekannt ist. Die Energieversorgung für den Rechner ist nicht dargestellt.

Nach der Erfindung enthält das Tastenfeld 9 eine elektrisch isolierende Trägerplatte 13 aus Kunstharz-Preßmaterial sowie mehrere einpolige Momentschalter 15.Diese Schalter bestehen aus mehreren Betatigungselementen in Form von gewölbten Scheiben 17, die in einem Feld aus Spalten, wie sie bei . · X1, X2, X3 und X4 angegeben sind, sowie von Zeilen, wie sie bei Y1, Y2, Y3, Y4 und Y5 angegeben sind, auf einer Fläche der Trägerplatte 13 angeordnet sind, sowie mehrere Leiter auf dieser einen Fläche der Trägerplatte." Diese Leiter liegen parallel zueinander und verlaufen in Richtung der Spalten. Es ist für jede Spalte der Scheiben ein Leiter vorgesehen, die für die jeweiligen Spalten X1, X2, X3 und X4 mit CX1,CX2, CX3 und CX4 bezeichnet sind.Auch für jede Zeile der Scheiben ist ein Leiter vorgesehen, die für die jeweiligen Zeilen Y1, Y2, Y3, Y4 und Y5 mit CY1, CY2, CY3, CY4 und CY5 bezeichnet sind. Jeder der Spaltenleiter CX1, CX2, usw. ist zwischen der Trägerplatte 13 und seiner jeweiligen Spalte von Scheiben angeordnet, und er ist im wesentlichen auf den Mittelbereich jeder Scheibe in seiner Spalte ausgerichtet. Die Zeilenleiter CY1 und CY5 sind im Abstand außerhalb der Spalten X1 bzw. X2 dargestellt, und die anderen Zeilenleiter sind zwischen benachbarten Spalten angeordnet.

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Gemäß der Darstellung ist jede Scheibe 17 ein konkavkonvexes Kreisglied aus leitendem Material, beispielsweise ein relativ dünnes Blech aus einer Phosphorbronzelegierung, und sie weist eine konvexe Anfangsstellung auf, wie in den Figuren 3, 6 und 7 dargestellt ist. Die Scheiben sind so angeordnet, daß ihre konkaven Flächen gegen die Trägerplatte 13 und gegen ihre zugehörigen Spaltenleiter gerichtet sind. Jede Scheibe 17 ist unabhängig von den anderen beweglich, indem sie elastisch teilweise über ihre Mittellage aus der (in den Figuren 3, 6 und 7 dargestellten) konvexen Anfangsstellung, in der der Mittelabschnitt den jeweiligen Spaltenleiter nicht berührt, in eine betätigte Stellung (nach Fig.8) verformt wird, in der wenigstens ein Punkt 18, (beispielsweise ihr Mittelpunkt) ihren zugehörigen Spaltenleiter berührt. Es ist eine Vorrichtung 19 vorgesehen, die jede Scheibenzelle Y1, Y2 usw. mit ihrem jeweiligen Zeilenleiter CY1, CY2 usw. verbindet. Somit wird nach Bewegen einer der Scheiben in einer Zeile in ihre Betätigungsstellung ein Stromkreis zwischen den jeweiligen Spaltenleiter und den Zeilenleiter für die betätigte Scheibe geschlossen. Wenn beispielsweise die Scheibe in der Spalte X3 und in der Zeile Y4 über ihre Mittellage hinaus in die betätigte Stellung niedergedrückt wird, wird zwischen dem Spaltenleiter CY3 und dem Zeilenleiter CY4 ein Stromkreis geschlossen, wodurch ein nur au dieser Scheibe gehöriger Stromkreis geschlossen wird.

Nach den Figuren 2 bis 4 besteht die Trägerplatte 13 aus einer Preßkunststoffplatte mit mehreren Nuten 21, die in ihr in Längsrichtung zur Platte parallel zueinander zum Aufnehmen und Festhalten der Leiter CX1 bis CX4 und CY1 bis CY5 geformt sind, die jeweils von einem- Draht aus leitendem Metall mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt gebildet sind. Die Nuten 21 haben

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einen im \esentlichen halbkreisförmigen-Querschnitt; es ist jedoch zu erkennen, daß dieser Querschnitt auch eine andere Form haben kann. Beispielsweise könnten die Nuten einen rechtwinkligen Querschnitt haben, dessen Breite geringfügig kleiner als der Drahtdurchmesser ist, so daß der Draht fest in der Nut gehalten wird, wenn er in sie gepreßt wird. Wie Fig.2 zeigt, ist am Ort jeder Scheibe in der Trägerplatte eine leichte kreisförmige Vertiefung 25 vorgesehen. Die obere Fläche der Drähte verläuft über der Bodenfläche der Vertiefung 25 in der Trägerplatte 13, damit ein Kontakt mit den Mittelabschnitten der Scheiben17 ermöglicht wird. Diese Vertiefungen legen im Bereich der Scheiben einen größeren Teil der Drähte frei, so daß die Drähte leichter von den Scheiben berührt werden können, wenn diese über ihre Mittelage in die betätigte Stellung gedrückt werden. Die Vertiefungen 25 haben einen geringfügig kleineren Durchmesser als ihre jeweiligen Scheiben 17.

Wie in den Figuren 2 und 4 am besten zu erkennen ist, ist zwischen den Scheiben 17 und den Leitern eine Isoliervorrichtung 27 angebracht, damit die Scheiben in Bereichen elektrisch von den Leitern isoliert werden, in denen eine elektrische Verbindung nicht erwünscht ist, und damit der Mittelabschnitt jeder Scheibe , die über ihre Mittellage hinaus gebogen wird, den jeweiligen Spaltenleiter berühren kann, wenn die Scheibe die betätigte Stellung einnimmt. Insbesondere ist die Ischervorrichtung gemäß der Darstellung eine Folie 29 aus flexiblem isolierenden Material, wie Polyathylenterephtalat, wie es von der Firma E.I. Dupont de Nemours and Company und der Handelsbezeichnung "MYLAR" vertrieben wird. Die Folie 29 ist auf einer Fläche der Trägerplatte 13 vorzugsweise mit Hilfe eines durch Wärmeeinwirkung aktivierten (nicht dargestellten )Klebemittels befestigt, das auf die Unter-

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fläche der Folie 29 oder auf die Oberfläche der Trägerplatte 13 aufgetragen ist. Natürlich können auch andere bekannte Klebemittel verwendet werden. Die Folie 29 liegt über den von den Nuten 21 aufgenommenen Leiterdrähten und hält diese fest in ihren jeweiligen Nuten. Die Folie weist ein Feld aus kreisrunden Öffnungen 31 auf, das dem Feld der Scheiben 17 entspricht, wobei für jede Scheibe eine Öffnung 31 vorgesehen ist. Diese Öffnungen sind geringfügig kleiner als die Scheiben 17, und ihr Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Vertiefungen Auf diese Weise wird daran jede Scheibe 17 von der oberen Fläche der isolierenden Folie 29 über der jeweiligen Vertiefung gehalten, so daß er elektrisch von den Leiterdrähten isoliert ist. Die Dicke der Folie 29 und der Durchmesser der Öffnungen 31 sind so dimensioniert, daß der Mittelabschnitt der Scheiben den jeweils zugehörigen Spaltenleiter CX1, CX2,usw.berührt, wenn die Scheiben über ihre Mittellage hinaus in ihre betätigte Stellung bewegt werden. Auf Grund der Dicke der Folie 29 werden somit die Scheiben in Abstand von ihren zugehörigen Spaltenleitern gehalten.

Jede Zeile Y1, Y2 usw. der Scheiben 17 besteht gemäß der Darstellung aus einem einteiligen Metallteil 33 mit mehreren daraus herausgeschlagenen Scheiben 17 und zwei Metallträgerstreifen 35b , die einstückig elektrisch mit jeder der Scheiben in der Zeile mit Hilfe von Stegen 37a, 37b an gegenüberliegenden Seiten der Scheibe zwischen den Scheiben und den jeweiligen Trägerstreifen 35a, 35b verbunden sind. Der Rest des Umfangs jeder der Scheiben wird von einem umgebenden Schlitz 39 gebildet, so daß jede Scheibe elastisch über ihre Mittellage hinaus in die betätigte Stellung unabhängig von den anderen Scheiben des Metallteils 33 bewegt werden kann. Die Trägerstreifen 35a,

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35b bilden eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden aller Scheiben in einer Zeile, und sie verbinden alle Scheiben in einer Zeile elektrisch miteinander. In der Folie 29 sind mehrere Löcher 41a bis 4ie angebracht, von denen jeweils eines für Jeden Zeilenleiter vorgesehen ist (Fig.2). Beispielsweise liegt das Loch 41a deckungsgleich mit dem Zeilenleiter CY1 unter dem Trägerstreifen 35b des Metallteils 33, das die Reihe Y1 bildet, wodurch der Trägerstreifen 35b elektrisch mit dem zugehörigen Zeilenleiter CY1 beispielsweise durch punktförmiges Verschweißen des Streifens mit dem Leiter durch das Loch 4ia verbunden werden kann. Die Löcher 4ib bis 4ie sind in gleicher Weise deckungsgleich mit ihren jeweiligen Zeilenleitern CY2 bis CY5 angeordnet, und sie ermöglichen das elektrische Verbinden der jeweiligen Metallteile 33 mit den zugehörigen Zeilsnleitern. Die Trägerstreifen 35a, 35b jedes der Metallteile 33, die mit ihren jeweiligen ZeilEnleitern punktförmig verschweißt sind, bilden somit die Vorrichtung 19 zum elektrischen Verbinden der jeweiligen Scheibenzeilen mit dem zugehörigen Zeilenleiter.

Es ist zu erkennen, daß die Zeilenleiter des hier beschriebenen Tastenfeldes in verschiedenen Positionen auf der Trägerplatte 13 angebracht werden können, wodurch ermöglicht wird, daß das Tastenfeld in einfacherer Weise an verschiedene elektronische Bauelemente angepaßt werden kann. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, verlaufen die Zeilenleiter abwechselnd mit den Spaltenleitern. Es ist jedoch zu erkennen, daß alle Zeilenleiter an den Rändern der Trägerplatte angebracht sein könnten. Außerdem ist zu erkennen, daß in der in der Zeichnung dargestellten Anordnung jeder Zeilenleiter jeder gewünschten Zeile dienen könnte. Durch punktförmiges Verschweißen des Metallteils 33 der Zeile Y1 mit dem Zeilenleiter CY4 und nicht mit dem Zeilenleiter CY1, wird der Zeilenleiter CY4

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der Zeilenleiter für die Zeile Y1. Somit kann durch geringfügige Änderungen des Tastenfeldes die wirksame elektrische Anordnung der Leiter verändert werden.

l)ie Scheiben 17 sind in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmig und sie haben einen schalenförmigen Querschnitt mit einer doppelt gekrümmten Außenfläche wie ein Segment eines Spheroids, und sie weisen eine im wesentlichen konvexe Oberflächenkrümmung auf, wenn sie sich in ihrer Ruhestellung befinden. Auf diese konvexe Oberfläche können Vorsprünge 40 der Drucktasten -7 einwirken. Die Scheiben haben jenseits ihrer MitteTLage eine betätigte Stellung, wenn auf ihren Mittelabschnitt 18 eine vorgewählte Auslenkkraft einwirkt, und sie kehren automatisch in ihre Anfangsstellung zurück, wenn die Ablenkkraft nicht mehr wirkt, wodurch die Scheiben einen mechanischen Speicher zum Zurückführen in ihre Ausgangsstellung aufweisen. Natürlich können diese Betätigungselemente auch andere Formen haben, als sie hier dargestellt und beschrieben sind. Vorzugsweise vollziehen die Scheiben eine plötzliche Umlenkung aus ihrer Ausgangsstellung in ihre über der Mittellage befindliche betätigte Stellung wenn sie einen elektrischen Kontakt mit dem zugehörigen Spaltenleiter herstellen. Als Folge dieser plötzlichen Auslenkung wird für die die Taste niederdrückende Bedienungsperson eine fühlbare Reaktion erzeugt, die sie mit den Fingerspitzen fühlen kann. Außerdem kann dieses plötzliche Wechseln in eine jenseits der MitteTLage liegende Stellung ein hörbares Signal erzeugen, so daß angezeigt wird, daß die Drucktaste zur Erzeugung des gewünschten elektrischen Signals richtig gedrückt worden ist.

Eine zweite Folie 43 aus flexiblem Isoliermaterial, vorzugsweise aus lichtdurchlässigem Mylar, wird auf die Metallteile 33 und die Folie 29 so geklebt, daß sie die

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Metallteile 33 auf Grund der Klebewirkung in ihrer Lage auf der Trägerplatte 13 hält und die Scheiben 17 bezüglich der Trägerplatte abdichtet. Auf der Unterfläche der Folie 43 ist vorzugsweise ein Überzug aus einem druckempfindlichen(nicht dargestellten) Klebstoff aufgetragen, damit die Folie an den Metallteilen 33 und an der Oberfläche der Folie 29 festgeklebt wird. Wie oben erwähnt wurde, ist die Folie 43 flexibel, so daß die Scheiben 17 frei in ihre jenseits der Mittellage liegende,betätigte Stellung gedrückt werden können. Durch Abdichten der Scheiben bezüglich der Schaltungsplatte werden die Kontaktflächen der Scheiben und ihre zugehörigen Spaltenleiter im wesentlichen frei von Verschmutzungen gehalten, die die Kontaktwirkung zwischen den Scheiben und ihren zugehörige! Leitern beeinträchtigen können.

In den Figuren 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tastenfeldes dargestellt, das zur Unterscheidung vom zuvor beschriebenen Tastenfeld 9 als Tastenfeld 9a bezeichnet wird. Die Tastenfelder 9 und 9a sind sich im wesentlichen ähnlich, wobei einander entsprechende Teile mit gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen angegeben sind. Der Hauptunterschied zwischen den Tastenfeldern 9 und 9a besteht in der Form der Leiter. Wie Fig.6 zeigt, ist die Trägerplatte 30' des Tastenfeldes 9a mit Nuten 45 versehen, die einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt haben und die die Spalten- und Zeilenleiter aufnehmen; diese Zeilenleiter sind in dieser Ausführungsform mit gestrichenen Bezugszeichen beispielsweise CX2¹, CY3¹ usw., gekennzeichnet, und die in Form von Leiterstreifen ausgeführt sind, die einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt*und eine ebene Oberfläche 49 aufweisen (siehe Fig.6). Diese ebene Oberfläche verläuft über der Bodenfläche der Ausnehmung

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der Trägerplatte 13', damit sie vom Mittelabschnitt der Scheiben 17 berührt werden, wenn die Scheiben über ihre Mittellage hinaus in ihre betätigte Stellung bewegt werden. Zwar können die runden Drähte wie die in dem Tastenfeld 9 verwendeten Leiter in Nuten mit entweder halbkreisförmigem oder rechtwinkligem Querschnitt aufgenommen werden, doch werden im Tastenfeld 9a vorzugsweise Nuten mit rechtwinkligem Querschnitt verwendet, so daß die ebenen Oberflächen 49 nicht die Neigung zeigen schräg bezüglich zur Oberfläche der Schaltungsplatte 13' zu verlaufen. Ähnlich wie beim Tastenfeld ist die Folie 29 des Tastenfeldes 9a auf der Oberfläche der Trägerplatte festgeklebt, und sie hält die Leiterstreifen 47 in ihrer Lage in den Nuten 45. Das Tastenfeld 9a arbeitet ebenso wie das· Tastenfeld 9» so daß es hier keiner detaillierten Beschreibung der Arbeitsweise bedarf.

In beiden Tastenfeldern 9 und 9a sind die Drähte bzw. die Leiterstreifen so dargestellt, daß sie sich über ein Ende der Trägerplatten 13 bzw. 13' hinaus erstrecken, wie in den Figuren 2 und 5 bei 23a bzw. 47a dargestellt ist. Diese Leiterenden oder Verlängerungen sind biegsam und bilden Anschlußstifte, die für ein direktes Einschieben in dazu passende Anschlußklemmenaufnehmer 50 der Grundplatte 5 zum Zusammenfügen des Tastenfeldes und der Grundplatte geeignet sind. Da alle Spaltenleiter und Zeilenleiter an der gleichen Stirnkante der Trägerplatte 13 herausragen, werden keine zusätzlichen Verbindungsleiter wie Versorgungsdrähte benötigt, um das hier beschriebene Tastenfeld elektrisch mit einer Grundplatte oder mit anderen elektronischen Bauelementen zu verbinden. Insbesondere müssen die Leiterverlängerungen 23a, 47a nur in ihre jeweiligen Anschlußklemmenaufnehmer in der Grundplatte eingeschoben

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und dort verlötet werden. Ein weiterer Vorteil des hier beschriebenen Tastenfeldes besteht darin, daß bei den Leiterenden 23a, 27a, die in die Aufnehmer an einem Ende der ' Grundplatte eingeschoben sind, und mit Leiterenden 51 der Anzeige 11, die in entsprechende Aufnehmer 50 am anderen Ende der Grundplatte eingeschoben sind, die Leiterbahnen für das Tastenfeld und die Anzeigeeinheit gleichzeitig in einer herkömmlichen Schwalllötvorrichtung mit der Grundplatte verlötet werden können. Nach dem Löten können die Leiterenden 23a oder 47a so gebogen werden, daß das Tastenfeld 9 oder 9a in der in Fig.1 dargestellten Lage über der Grundplatte 5 zur Betätigung durch die Tasten 7 liegt.

Da sowohl die Drahtleiter als auch die Streifenleiter in einfacher Weise von den jeweiligen Nuten 21 und 45 der Trägerplatten 13 und 13' aufgenommen werden und da diese Leiter mit Hilfe der isolierenden Folie 29 auf der Trägerplatte an ihrer Stelle verklebt sind, wird eine gedruckte Schaltungsplatte nicht mehr benötigt. Außerdem können die Trägerplatten 13 oder 13' aus einem billigen thermoplastischen Harz mit relativ niedrigem Schmelzpunkt wie Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS.) oder dergleichen gepreßt werden, da an dem hier beschriebenen Tastenfeld kein Löten erforderlich ist. Ferner kann die Trägerplatte aus Abfallkunststoff mit verschiedenen Farben gepreßt werden, da die Trägerplatte nicht sichtbar ist, wenn sie in einen Rechner eingebaut ist.

Wie aus Fig.10 zu erkennen ist, können die Folie 29 und das Metallteil 33 optisch auf die Vertiefungen 25 in der Trägerplatte 13 ausgerichtet und mit Hilfe von bei 53 angegebenen Vorrichtungen an ihrer Stelle befestigt werden. Die bei 53 dargestellten Vorrichtungen

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können gemäß der Darstellung aus mehreren Befestigungsansätzen 55 bestehen, die in der Oberfläche der Platte geformt sind und im wesentlichen rechtwinklig dazu nach oben ragen. Die Ansätze 55 haben allgemein einen gekrümmten Querschnitt, und sie können durch Befestigungslöcher 57 in der isolierenden Folie 29 und durch Löcher 59 in den Trägerstreifen 35a, 35b der Metallteile 33 geschoben werden,

damit die Löcher 31 in der Folie 29 und die Scheiben 17 der Metallteile in ihre richtige Lage bezüglich der Vertiefungen 25 in der Trägerplatte 13 gebracht werden. Die Ansätze können geringfügig konisch ausgebildet sein, damit sie einen festen Sitz innerhalb der Löcher 29 haben. Mit Hilfe einer Preßverbindung zwischen den Ansätzen 55 und den Löchern 59 werden somit die Metallteile 33 fest an ihrer Stelle auf der Trägerplatte 13 befestigt.

Es ist zu erkennen, daß jeder Spaltenleiter auch von zwei parallel im Abstand voneinander verlaufenden Drähten oder Streifen gebildet sein kann, die unterhalb jeder Scheibenspalte so ausgerichtet sind, daß sie von einer Scheibe gleichzeitig berührt werden können, wenn die Scheibe in ihre betätigte Stellung bewegt wird.

Aus der obigen Erörterung ist zu erkennen, daß die verschiedenen Vorteile der Erfindung verwirklicht werden lind daß weitere vorteilhafte Ergebnisse erzielt wurden.

Im Rahmen der Erfindung können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele in vielfältiger Weise abgewandelt werden. .

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Claims

Patentansprüche . -

1.] Drucktastenfeld mit einer elektrisch isolierenden Träger- "■—-' platte lind mit mehreren, in einem Feld aus Spalten und . Zeilen auf einer Fläche der Trägerplatte angeordneten Betätigungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Fläche der Trägerplatte mehrere Leiter parallel zueinander und in Richtung der Spalten angeordnet sind, von denen ein Leiter für jede Zeile der Betätigungselemente vorgesehen ist und einen Zeilenleiter bildet und ein weiterer Leiter für jede Spalte der Betätigungselemente vorgesehen ist, der einen Spaltenleiter bildet, daß jeder Spaltenleiter zwischen der Trägerplatte und den Betätigungselementen in ihrer zugehörigen Spalte angeordnet ist, daß jedes der Betätigungselemente aus einem flexiblen elektrisch leitenden Material besteht und eine Anfangsstellung aufweist, in der es den zugehörigen Spaltenleiter nicht berührt, daß jedes Betätigungselement von seiner Anfangsstellung in eine betätigte Stellung elastisch verformbar ist, in der wenigstens ein Punkt des Betätigungselements den zugehörigen Spaltenleiter berührt, und daß eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden der Betätigungselemente in jeder Zeile mit dem jeweils zugehörigen Zeilenleiter vorgesehen ist, so daß bei Bewegen eines der Betätigungselemente in die betätigte Stellung ein Stromkreis zwischen dem Spaltenleiter und dem Zeilenleiter des betätigten Elements geschlossen wird.

2. Drucktastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter an einem Rand der Trägerplatte mit Anschlußvorrichtungen zum elektrischen Anschliessen an elektronische Bauelemente versehen sind.

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3· Drucktastenfeld nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtungen von Verlängerungen der •Jeweiligen Leiter gebildet sind, die über den Rand der Trägerplatte zum elektrischen Anschliessen an die - .elektronischen Bauelemente hinausragen.

4. Drucktastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente konkav -konvexe Scheiben sind, deren konkave Flächen gegen ihre zugehörigen Spaltenleiter gerichtet sind.

5. Drucktastenfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Betätigungselemente in jeder Zeile elektrisch verbindenden Verbindungsvorrichtungen aus wenigstens einem Metallstreifen bestehen, der an jeder Scheibe derZeile befestigt ist und mit dieser elektrisch in Kontakt · steht, und der ermöglicht, daß jede Scheibe unabhängig von den anderen zwischen ihrer Ausgangsstellurg und ihrer betätigten Stellung gebogen werden kann, wobei die Streifen elektrisch an einen zugehörigen Zeilenleiter angeschlossen sind.

6. Drucktastenfeld nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtungen aus zwei derartigen Streifen bestehen, von denen jeweils einer auf den beiden Seiten der Scheiben der Zeile angeordnet ist, und im wesentlichen parallel zu der Scheibenzeile verläuft, wobei jeder Streifen einstückig mit jeder der Scheiben in der Zeile an einer Stelle verbunden ist, während er an anderen Stellen längs des Umfangs der Scheiben nicht mit diesen verbunden ist.

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7. Drucktastenfeld nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine •Isoliervorrichtung zwischen dem Betätigungselement und den Spaltenleitern zum elektrischen Isolieren der Betätigungselemente von den Spaltenleitern, wenn sich die Betätigungselemente in der Ausgangsstellurg befinden, wobei diese /Isoliervorrichtung: ermöglicht, daß der eine Punkt jedes Betätigungselements den zugehörigen Spaltenleiter berühren kann, wenn sich das Betätigungselement von seiner Ausgangsstellung in die betätigte Stellung bewegt.

8. Drucktastenfeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliervorrichtung eine Folie aus Isoliermaterial ist, die an der einen Fläche der Trägerplatte so befestigt ist, daß die Leiter darunterliegen, daß die Folie mit in einem Feld angeordneten öffnungen entsprechend dem Feld der Betätigungselemente versehen ist, daß für jedes Betätigungselement eine Öffnung vorgesehen ist, und daß die Öffnungen geringfügig kleiner als die Betätigungselemente sind, damit die Ränder der Betätigungselemente gegen ihre zugehörigen Spaltenleiter elektrisch isoliert werden und der eine Punkt jedes Betätigungselements den zugehörigen Spaltenleiter berühren kann, wenn das Betätigungselement von seiner Ausgangsstellung in seine betätigte Stellung bewegt wird.

9. Drucktastenfeld nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auf der einen Fläche des Substrats festgeklebt ist.

10. Drucktastenfeld nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zum Verkleben auf der Trägerplatte auf einer Fläche mit einem durch Wärme aktivierten Klebstoff versehen ist.

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11, Drucktastenfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Folie weitere Öffnungen angebracht sind, von denen Jeweils eine für jeden Zeilenleiter vorgesehen ist, und daß diese weiteren öffnungen in Ausrichtung auf die Jeweiligen Zeilenleiter zum elektrischen Verbinden jeder Zeile von Betätigungselementen mit den Zeilenleitern angeordnet sind.

12. Drucktastenfeld nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Folie aus einem flexiblen, elektrisch isolierenden Material, die über den Betätigungselementen und den elektrischen Anschlußvorrichtungen angebracht ist.

13· Drucktastenfeld nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus isolierendem Material auf einer Fläche mit einem Klebstoff versehen ist, daß der Klebstoff an den Betätigungselementen und an der Trägerplatte angreift, damit die Betätigungselemente in der Feldanordnung auf der einen Fläche der Trägerplatte gehalten und bezüglich der Trägerplatte abgedichtet werden, damit eine Verunreinigung des elektrischen Kontakts zwischen dem Betätigungs-. element und dem zugehörigen Leiter verhindert wird,

14. Drucktastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Fläche der Trägerplatte für jeden Leiter eine Nut gebildet ist, die sich in Richtung der Spalten erstreckt, daß jeder Leiter aus einem Streifen aus leitendem Material mit einer im wesentlichen ebenen freiliegenden Außenfläche besteht, daß jeder Streifen in einer zugehörigen Nut aufgenommen ist und daß die ebenen freiliegenden Flächen der Streifen die Spaltenleiter bilden, auf die die Punkte der Betätigungselemente in den jeweils mit den Streifen in einer Richtung liegenden Spalten einwirken können. .

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15. Drucktastenfeld mit einer elektrisch isolierenden Trägerplatte aus gepreßtem Kunstharzmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Oberfläche der Trägerplatte mehrere parallele Nuten angebracht sind, die in einer Richtung der Trägerplatte verlaufen, daß auf der einen Fläche der Trägerplatte mehrere Betätigungselemente in einem Feld aus Spalten und Zeilen so angebracht sind, daß sich die Spalten im wesentlichen in dieser einen Richtung erstrecken,daß von jeder der Nuten ein Leiter aufgenommen ist, von denen einer für jede Zeile der Betätigungselemente vorgesehen ist und einen Zeilenleiter bildet und von denen einer für jede Spalte der Betätigungselemente vorgesehen ist und einen Spaltenleiter bildet, daß jeder Spaltenleiter im .wesentlichen auf den Mittelabschnitt jedes der Betätigungselemente in der Spalte ausgerichtet ist, daß jede der Betätigungselemente aus einer konkav - konvexen Scheibe aus einem flexiblen elektrisch leitendem Material besteht, daß jede Zeile der Betätigungselemente aus einer Reihe dieser Scheiben besteht, die in einer Linie bezüglich zueinander angeordnet und elektrisch an einen elektrisch leitenden Träger an jeder Seite der Zeile der Scheiben angeschlossen sind, daß jede Zeile der Scheiben und die daran befestigten Träger einen einteiligen Streifen bilden, daß jede Scheibe in dem Streifen mit der konkaven Fläche gegen die Schaltungsplatte angeordnet und unabhängig von- einander von einer konvexen Ausgangsstellung in der der Mittelabschnitt der Scheibe den zugehörigen Spaltenleiter nicht berührt, in eine teilweise über der Mittellage befindliche betätigte Stellung, in der der Mittelabschnitt der Scheibe elektrisch mit dem zugehörigen Spaltenleiter in Kontakt steht, beweglich ist, daß die Träger elektrisch mit allen Scheiben im zugehörigen Streifen verbunden sind, ckß einer der Träger jedes Streifen elektrisch mit einem

zugehörigen Zeilenleiter verbunden ist, daß in der Trägerplatte mehrere Vertiefungen in einem dem Feld aus Betätigungselementen entsprechenden Feld angebracht sind, und daß jeweils eine Scheibe für jede Vertiefung vorgesehen ist, daß zwischen die Trägerplatte und die Streifen eine isolierende Folie zum eMctrischen Isolieren der Streifen und der Scheiben von den Leitern eingefügt ist, daß die Folie an der Trägerplatte befestigt ist und mit einem dem Feld aus Betätigungselementen entsprechenden Feld aus Öffnungen versehen ist, daß die Öffnungen kleiner als die Scheiben sind, so daß der Rand der Scheiben mit der Folie in Eingriff bringbar ist, daß die Mittelabschnitte der Scheiben von den Öffnungen aufgenommen sind, so daß die Scheiben ihre zugehörigen Leiter berühren können, wenn sie von ihrer Ausgangsstellung in ihre betätigte Stellung bewegt werden, und daß über den Streifen eine zweite Folie aus flexiblem Isoliermaterial angebracht ist, die an der Außenfläche der Streifen und an der ersten Folie zum elektrischen Isolieren der Streifen und zum Abdichten der Scheiben bezüglich . der Trägerplatte festgeklebt ist, so daß ein Verschmutzen des elektrischen Kontakts zwischen den Scheiben und den zugehörigen Spaltenleitern im wesentlichen verhindert wird.

16. Drucktastenfeld nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter aus einem länglichen Streifen mit einer ebenen Oberfläche besteht, der in einer entsprechenden Nut aufgenommen ist, und daß die ebenen freiliegenden Außenflächen der Streifen die Spaltenleiter bilden, an denen die Mittelabschnitte der Scheiben, die eine Spalte bilden, eingreifen können, wenn die Scheiben in ihre betätigte Stellung bewegt werden.

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17. Drucktastenfeld, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausrichten der öffnungen in der ersten isolierenden Folie und der Scheiben in den Streifen "bezüglich der Vertiefungen in der Trägerplatte Ausrichtvorrichtungen vorgesehen sind, die aus mehreren im wesentlichen senkrecht von der einen Fläche der Trägerplatte abstehenden Ansätzen sowie aus mehreren öffnungen in der ersten isolierenden Folie und mehreren Öffnungen in jedem der Streifen bestehen, so daß sich die Öffnungen in der ersten Folie und die Scheiben in ihren gewünschten Positionen bezüglich der Vertiefungen befinden, wenn die Ansätze in ihren entsprechenden Öffnungen in der ersten Folie und in den Streifen aufgenommen sind.

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