DE2222837A1

DE2222837A1 - Drucktastenschalter

Info

Publication number: DE2222837A1
Application number: DE19722222837
Authority: DE
Inventors: Fritz Gruenninger
Original assignee: Loewe Opta GmbH
Current assignee: Loewe Opta GmbH
Priority date: 1972-05-10
Filing date: 1972-05-10
Publication date: 1973-11-22
Also published as: DE2222837C3; FR2183712B1; DE2222837B2; FR2183712A1; SE391255B

Description

LOEWE OPTA GMBH 8. Mai 1972

1 Berlin 46 Ma/He - P 866

Teltov/kanalstr. 1-4

Druckt ast enschalt er

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucktastenschalter mit einem Tastenknopf, der über einen Kontaktschieber mit den mechanischen Kontakten in Wirkverbindung steht, derart auszubilden, daß bei Berührung und/oder beim Durchdrücken des Tastenknopfes unabhängig vom öffnen

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ORIGINAL SMSPSCTED

bzw. Schließen der mechanischen Kontakte mindestens eine weitere, elektrische Schaltfunktion ausgelöst wird. Dadurch soll erreicht werden, daß mit demselben Drucktastenschalter verschiedene Schaltfunktionen durchgeführt werden können. Dieses ist z.B. dann erwünscht , wenn der Drucktastenschalter als Sicherungs-Ein/Ausschalter in elektrischen Geräten oder Maschinen eingesetzt wird. Über die mechanischen Kontakte kann hierbei z. B. der HauptStromkreis geschlossen werden. Dieser bleibt aber solange verriegelt, bis durch die zweite Schaltfunktion der Stromkreis freigegeben wird.

In einem anderen Anwendungsfall, z. B. in Verbindung mit Fernsehgeräten mit "Stand-by-Automatik", sind über den gleichen Drucktastenschalter zwei verschiedene Gerätefunktionen ansteuerbar. Beim Betätigen des Drucktastenschalters wird zunächst der HauptStromkreis eingeschaltet und die angeschlossene Kathode der Bildröhre durch den elektrischen Strom aufgeheizt und durch Auslösen der zweiten Sehaltfunktion erst die elektronische Schaltung des Gerätes in Betrieb gesetzt.

Zur lösung der Aufgabe sieht die Erfindung eine Kombination des Drucktastenschalters ein-

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gangs genannter Art mit einem elektronischen Berührungsschalter vor, der durch Berührung des Tastenknopfes an der Betätigungsfläche ansteuerbar ist.

Der Drucktastenschalter ist nach der Erfindung so ausgebildet, daß mit Druck auf den Tastenknopf zum einen die mechanischen Kontakte geschlossen bzw. geöffnet v/erden und zum anderen durch einfache Berührung mindestens eine' . zusätzliche Schaltfunktion über einen elektronischen Berührungsschalter ausgelöst wird.

In einer Ausführung ist hierbei vorgesehen, daß der Tastenknopf eine elektrisch leitende Oberfläche aufweist und als Berührungssensor ausgebildet ist, der an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und bei Berührung durch Änderung der anliegenden. Brummspannung eine Schartfunktion in einer Sensorschaltung des elektronischen Berührungsschalters auslöst. Da der Tastenknopf in Längsrichtung des KontaktSchiebers beim.Einschalten der mechanischen Kontakte betätigt werden muß, muß dafür Sorge get-ragen werden, daß der elektrische Kontakt zu der elektrisch leitenden Oberfläche des Tastenknopfes hergestellt wird. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß an der Innenseite eines wannenförmigen Tastenknopfes eine Lötöse vorgesehen ist, an die ein flexibles Kabel angeschlossen werden kann. In einer anderen

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Ausführung greifen hierzu elektrischen Strom führende, ortsfeste Schleifer auf an den nach innen in das Gehäuse gerichtetenSeiten des wannenförmigen Tastenknopfes aufgebrachte Leiterbahnen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der BetM.tigungsflache des Tastenknopfes ein Berührungsfeld, vorzugsweise in Form einer nicht oxydierenden Metallplatte, vorgesehen ist, wobei die notwendige elektrische Kontaktierung ebenfalls über ein flexibles Kabel oder eine Stromleiterschiene zuführbar ist. Vorteilhafterweise ist das Berührungsfeld rastend in die die Betätigungsfläche bildende Frontplatine des Tastenknopfes derart festgelegt, daß einerseits durch Druck auf das Berührungsfeld der mechanische Druckschalter betätigbar ist und andererseits eine elektrische Ansteuerung der Sensorschaltung des Berührungsschalters gewährleistet ist. Die Sensorschaltung wertet dabei die durch den erzwungenen Masseschluß bei der Berührung veränderte Brummspannung aus und löst in einer integrierten Kippstufe entsprechende Schaltfunktionen aus.

Damit der Tastenknopf unabhängig von dem Drucktastenschalter mit dem integrierten Berührungsschalter hergestellt werden kann und nachträg-

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lieh auf den Schalter aufsetzbar ist, Sieht die Erfindung vor, daß das Berührungsfeld als Betätigungsfeld ausgebildet und mit"dem Kontaktschieber des Drucktastenschalters mechanisch verbunden ist und daß der Tastenknopf über das Berührungsfeld in der V/eise aufsetzbar ist, daß das Berührungsfeld in eine konturengleiche Ausnehmung des Tastenknopfes greift und durch Rastelemente mit diesen verbunden ist. Ein v/eiterer Vorteil besteht in diesem Pail darin, daß die in ihrer Oberfläche hochveredelten, z.B. verchromten, kappenförmigen Tastenknöpfe bei der Montage nicht beschädigt werden, weil sie nachträglich auf den Tastenschalter aufsetzbar sind.

In einer anderen Ausführung nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die elektrische, leitende Oberfläche des Tastenknopfes aus mindestens zwei gegeneinander isolierten,durch Berührung elektrisch überbrückbaroiElektroden gebildet wird, von denen jeweils eine der sich gegenüberstehenden Elektroden direkt mit der Sensorschaltung verbunden ist, so daß durch Berührung ein elektrischer Strom fließt, der eine Sehaltfunktion in der Sensorschaltung der Berührungsfelder auslöst. Da üblicherweise die Berührung manuell durch einen Finger vorgenommen wird, ist die elektrische Überbrückung stets sichergestellt. Im anderen Fall

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muß darauf geachtet werden, daß die Berührung mittels eines elektrischen, leitenden Gegenstandes vorgenommen wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Betätigungsfläche des Tastenknopfes ein mehrere, gegeneinander isolierte Elektroden, vorzugsweise eine Ziffer oder ein Symbol durch entsprechende Bahnführung bildend, aufweisendes Berührungsfeld angeordnet. Dieses Berührungsfeld ist rastend in der Frontplatine des Tastenknopfes, der aus einem isolierenden Kunststoff bestehen kann, befestigt. In einer bevorzugten anderen Ausführung ist vorgesehen, daß in der Betätigungsfläche eine einzige Elektrode angeordnet ist und die Gegenelektrode aus der isoliert hierzu angeordneten,elektrisch leitenden Oberfläche des Tastenknopfes gebildet wird. Vorzugsweise besteht diese Elektrode aus einem in Längsrichtung des Tastenknopfes isoliert eingeführten Metallstreifen, der rückseitig an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Es versteht sich, daß die Gegenelektrode, die metallisolierte Oberfläche des Tastenknopfes, an einen elektrischen Rückleiter angeschlossen sein muß. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es. zweckmäßig, daß der Metallstreifen in einem in eine Ausnehmung der Frontplatine des Tastenknopfes eingreifenden, rastend in dem Tastenknopf festgelegten Isolierkörper befestigt wird.

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Dieser Isolierkörper "besteht aus einem T-förmigen Kunststoffteil, dessen federnder Seitenschenkel rastend hinter entsprechend ausgebildete Vorsprünge des Tastenknopfes greifen und auf den Kontaktschieber des mechanischen Drucktastenschalters aufsetzbar und mit diesem verbindbar sind. Dadurch kann.der eigentliche Drucktastenknopf nachträglich auf einen so vormontierbaren Drucktastenschalter aufgesetzt v/erden.

Damit auch bei Betätigung des Drucktastenschalters an dem äußeren Rand der Betätigungsfläche eine mechanische Kontakt Schließung sichergestellt ist, sieht die Erfindung ferner vor, daß der Isolierkörper im Bereich des Betätigungsfeldes Vorsprünge aufweist, die sich beim Aufsetzen des Tastenknopfes an der Innenfläche desselben anlehnen und somit den ausgeübten Betätigungsdruck auf den Isolierkörper und den. Kontakt schieber des Drucktastenschalters übertragen.

Zur leichteren Bedienung des mechanischen Teils des Drucktastenschalters und zur sicheren.Auslösung des elektronischen Berührungsschalters ■weist die Erfindung nach einem weiteren Merkmal eine der Fingerkuppenform angepaßte Vertiefung an der Betätigungsfläche des Tastenknopfes auf, in deren Bereich das Berührungs-

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feld des Berührungsschalters angeordnet ist. Der Tastenknopf selber kann bei "wannenförmiger Ausgestaltung aus konturengleichen, halbschalenförmigen, rastend miteinander verbindbaren Hälften bestehen. Durch den so gebildeten Hohlraum ist es möglich, durch Ausleuchtung von in der Betätigungsfläche eingebrachtenSymbolenoder anderenSichtanzeigen den Schaltzustand des Drucktastenschalters oder des Berührungsschalters anzuzeigen.

Die Erfindung wird nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Drucktastenschalter mit einem geschlossenen, als Berührungsfeld ausgebildeten Tastenknopf,

Fig. 2 einen Drucktastenschalter mit einem aus Kunststoff hergestellten Tastenknopf mit eingelegtem Berührungsfeld,

Fig. 3 einen vergrößerten Teil-Schnitt des in Fig. 2 dargestellten Tastenknopfes, aus dem die Verbindung zwischen der Frontplatine des Tastenknopfes und des eingelegten Berührungsfeldes ersichtlich ist,

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Pig. 4 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Drucktastenschalter mit einem in 'Längsrichtung geteilten Tastenknopf, und .

Pig. 5 einen vergrößert dargestellten Tastenschalter mit im Teil-Schnitt gezeichne-. tem, in einer Frontplatine.gelagertem Tastenknopf.

Der in Pig. 1 dargestellte Drucktastehe ehalter besteht aus einem in einem Gehäuse 1 untergebrachten Tastensatz aus mehreren innen liegenden, nicht sichtbaren Kontaktelementen, von denen zwei Anschlußfahnen 2 zu sehen sind. Diese Kontaktelemente werden über einen Kontaktschieber 3, der in Längsrichtung bewegbar in dem Gehäuse 1 gelagert ist, betätigt. Zur manuellen Bedienung weist der Kontaktschieber 3 einen aufgesetzten Tastenknopf 4 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel eine elektrisch leitende Oberfläche aufweist und über eine Lotfahne 5 und einem Anschlußkabel 6 mit einer Sensorschaltung 7 des so gebildeten Berührungsschalters verbunden ist. Die von der Sensorschaltung an dem Tastenknopf 4 anliegende Brummspannung wird bei Berührung mit den Pingerkuppen durch Massenschluß verändert und bewirkt an der Sensorschaltung ei-^ nen Schaltvorgang zur Ansteuerung der Folgeschaltung. Erfindungsgemäß sind somit in den herkömmlichen mechanischen Drucktastenschaltern zwei

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gänzlich verschiedene S ehalt sy steine vereinigt.. Durch Serienschaltung der mechanischen Kontakte und der elektronischen Kontakte des Berührungsschalters ist dieser Drucktastenschalter als Sicherungsschalter einsetzbar, d.h. für den Fall, daß nur die mechanischen Kontakte geschlossen sind, wird der Stromkreis erst geschlossen, wenn durch eine nochmalige Berührung des Tastenknopfes 4 der elektronische Berührungsschalter durchschaltet. Bei wiederholtem Berühren des Tastenknopfes 4 verändert der Berührungsschalter in der Sensorschaltung 7 seinen Schaltzustand und sperrt damit den Stromkreis wieder, ohne daß die mechanischen Kontakte betätigt worden sind. Der erfindungsgemäß ausgebildete Drucktastenschalter ist aber auch zum Einschalten verschiedener Punktionen bzw. Stromkreise geeignet, da beide Systeme unabhängig voneinander arbeiten können.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektronischen Schalter dargestellt, bei dem ebenfalls in einem Gehäuse 1 die mechanischen Kontakte mit den Anschlüssen 2 festgelegt sind. Diese mechanischen Kontakte werden durch den in senkrechter Richtung verschiebbar gelagerten Kontaktschieber 3 geschlossen bzw. geöffnet. Der dazu erforderliche Hub wird durch Druck auf

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die Betätigungsfläche 8 des Tastenknopfes 9 erzeugt. In der Betätigungsflache 8 ist ferner ein Berührungsfeld 10 eingebettet, das, wie aus Fig. 3 zu sehen ist, über ein angelötetes Kabel 6 mit einer Sensorschaltung 7 eines Berührungsschalters verbunden ist. Das Berührungsfeld 10 besteht aus einem seitlich abgewinkelten Metallstreifen, der selbstfedernd ist und mit seinen umgerollten Enden
11 selbsthemmend unter die untere Fläche 12 der Frontplatine 13 des Tastenknopfes 9
greift. Durch Druck auf das Berührungsfeld
10 wird einerseits die mechanische Kontaktanordnung .des Drucktastensch-alters betätigt und andererseits auch gleichzeitig die anliegende Brummspannung so verändert, daß in der elektronischen Sensorschaltung 7 ein
Schaltvorgang ausgelöst wird.

In Fig. 4 ist eine weitere mögliche Ausführung eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Drucktastenschalters dargestellt, der in
seinem Grundaufbau ebenfalls ein Gehäuse 1, zwei Anschlußenden 2 einer Kontaktanordnung und einen Kontaktschieber 3 aufweist. Unterschiedlich gegenüber den vorgenannten Beispielen ist hierbei der Tastenknopf, der aus zwei,durch eine Isolierschicht H voneinander getrennten Elektroden 15 und 16 besteht.
Zweckmäßigerweise wird ein solcher Tasten-

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knopf aus zwei konturengleichen, aus Kunststoff hergestellten, mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehenen Hälften gebildet. Diese sind mit dem Kontaktschieber 3 fest verbunden, so daß bei Ausübung eines Druckes auf die obere Fläche die mechanische Kontaktanordnung betätigt wird.

Die beiden Elektroden 15 und 16 sind über je einen Lötanschluß 17 und 18 und zugeordneten Verbindungskabeln 19 und 20 mit einer nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Sensorschaltung 21 verbunden. Bei Überbrückung der Elektroden 15 und 16 mit den Fingerkuppen beim Berühren oder Niederdrücken des Tastenknopfes fließt von der einen Elektrode 15 über die andere Elektrode 16 ein Strom und bewirkt in der Sensorschaltung 21 eine von den mechanischen Kontakten unabhängige Schaltfunktion. Die Einsatzmöglichkeiten sind damit, entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig.1, unbegrenzt und individuell anpaßbar.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Drucktastenschalters mit im Schnitt gezeichneten Tastenknopf dargestellt. In dem Gehäuse 1 sind hierbei ebenfalls die mechanischen Kontaktelemente gelagert, die über den in Längsrichtung

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"bewegbaren Kontaktschieber 3 betätigt werden. Der Kontaktschieber weist am vorderen Ende zwei aus demselben Kunststoff gebildete Verstärkungsrippen 22 auf, zu denen in senkrechter Richtung eine aus Kunststoff bestehende Druckplatte 23 angeordnet ist. Über diese Druckplatte ist ein als Berührungssensor ausgebildeter Metallstreifen 24 gezogen, dessen abgewinkelte Enden 25 so ausgebildet sind, daß zumindest an einem Ende 25 ein Anschlußkabel 19 einer elektronischen Sensorschaltung 21 anlötbar ist. Über den Metallstreifen 24 ist ein eine metallisierte Oberfläche aufweisender Tastenknopf 26 mit einem konturengleichen Durchbruch aufsetzbar. Der Durchbruch ist mit einem umlaufenden Isolierring versehen, der die so gebildeten beiden Elektroden 24 und 26 elektrisch voneinander trennt. Dieser ■'Isolierring weist ferner eine auf den Metallstreifen 24 auffassende, umlaufende Kante auf, die als Druckkante dient und die die von dem Tastenknopf 26 ausgeübte Druckkraft beim Betätigen des mechanischen Teils des Drucktastenschalters auf den Kontaktschieber 3 überträgt. Für den elektrischen Anschluß ist an der nach innen gerichteten Seitenwand 27 des Tastenknopfes 26 ein Kabel 20 angeschlossen, das die zweite Elektrode mit

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der nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Sensorschaltung 21 des Berührungsschalters verbindet. Der Tastenknopf 26 ist mit seinen Seitenwänden 27 in einem Durchbruch in 'einer Gerätefrontplatine 29 verschiebbar gelagert. Die Wirkungsweise des so ausgebildeten Drucktastenschalters ist identisch der in Fig. 4. Der einzige Unterschied besteht in der Ausbildung des Tastenknopfes 26, der erst nachträglich über den vormontierten Drucktastenschalter aufgesetzt werden kann und somit gegen Beschädigungen, wie Verschrammungen, weitestgehend geschützt ist.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. In anderen Ausführungsbeispielen können z.B. größere Tastenknöpfe mit mehreren unabhängig voneinander arbeitenden Berührungsfeldern mit zugeordneten. Berührungsschaltern vorgesehen sein.

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Claims

Patentansprüche

.JDrucktastenschalter mit einem Tastenknopf, der über einen Kontakts chi eb er mit den mechanischen Kontakten in Wirkverbindung steht, g'e kennzeichnet durch die Kombination mit mindestens einem elektronischen Berührungsschalter, der durch Berührung des Tastenknopfes (4, 8, 15, 16, 26) an der Betätigungsfläche ansteuerbar ist.
2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenknopf (4) eine elektrisch leitende Oberfläche aufweist und als Berührungssensor ausgebildet ist, der an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und bei Berührung durch Änderung der anliegenden Brummspannung eine Sehaltfunktion/in der Sensorschaltung (7) des elektrischen Berührungsschalters auslöst.
3. Drucktastenschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betätigungsfläche (8) des Tastenknopfes

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(9) ein Berührungsfeld (10), vorzugsweise in Form einer nicht oxydierenden Metallplatte, vorgesehen ist.
4. Drucktastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungsfeld (10) rastend in der die Betätigungsfläche (8) "bildenden Frontplatine · derart festgelegt ist, daß zum einen durch Druck auf das Berührungsfeld (10) der mechanische Druckschalter betätigbar ist und zum anderen eine elektrische Ansteuerung der Sensorschaltung (7) des Berührungsschalters gewährleistet ist. .
5. Drucktastenschalter nach .einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungsfeld (10) als Betätigungsfeld ausgebildet und mit dem Kontaktschieber (3) des Drucktastenschalters mechanisch verbunden ist und daß der Tastenknopf (9) über das Berührungsfeld (10) in eine konturengleiche Ausnehmung des Tastenknopfes greift und durch Rastelemente festgelegt ist.
6. Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Oberfläche des Tastenknopfes mindestens zwei gegeneinander isolierte, durch Berührung elektrisch überbrückbare Elektroden (15, 16) aufweist, von denen je-

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weila eine der sich gegenüberliegenden Elektroden (15 oder 16) direkt mit der Sensorschaltung (21) verbunden ist, so daß bei Berührung ein elektrischer Strom fließt, der eine Schaltfunktion der Sensorschaltung (21) des Berührungsschalters auslöst.
7. Drucktastenschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betätigungsfläche des Tastenknopfes
ein mehrere, gegeneinander isolierte Elektroden, vorzugsweise eine Ziffer oder ein Symbol bildend, aufweisendes Berührungsfeld angeordnet ist. ' " ■
8. Drucktastenschalter nach Anspruch 6, da-,
durch gekennzeichnet, daß in der Betätigungsfläche eine einzige Elektrode (24) angeordnet ist und die Gegenelektrode aus der isoliert hierzu angeordneten, elektrisch leitenden Oberfläche des Tastenknopfes (26) gebildet wird.
9. Drucktastenschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Betätigungsfläche angeordnete Elektrode (24) aus einem in Längsrichtung des Tastenknopfes (26) isoliert eingefügten Metallstreifen besteht.

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10. Drucktastenschalter nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (24) in einein, in eine Ausnehmung in der Betätigungsfläche des Tastenknopfes (26) eingreifenden, rastend in dem Tasten knopf festgelegten Isolierkörper (22, 23) befestigt ist und beidseitig abgewinkelte Enden (25) aufweist, von denen mindestens eine mit einem Lötverschluß versehen ist.
11. Drucktastenschalter nach Anspruch 10, in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet , daß der Isolierkörper (22, 23) aus einem T-förmigen Kunststoff -Formt eil besteht, dessen" federnde Seitenschenkel rastend hinter entsprechend ausgebildete Vorsprünge des Tastenknopfes greifen und auf den Kontaktschieber (3) des mechanischen Drucktastenschalters aufsetzbar und mit diesem verbindbar sind.
12. Drucktastenschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (22, 23) im Bereich des Betätigungsfeldes des Tastenknopfes Vorsprünge aufweist, die sich an der Innenfläche des Tastenknopfes anlehnen.
13. Drucktastenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn

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zeichnet , daß der Tastenknopf an der Betätigungsfläche-eine der Fingerkuppenform angepaßte Vertiefung aufweist, in deren Bereich das Berührungsfeld des Berührungsschalters angeordnet ist.
14. Drucktastenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in der Betätigungsfläche und/oder den Berührungsfeldern eine Sichtanzeige, z.B. in Form eines Ausgeleuchteten Symboles oder einer Ziffer, vorgesehen ist, die den Schaltzustand des Drucktastenschalters oder des BerührungssGhalters anzeigt.
15. Drucktastensehalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14-f dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenknopf aus konturengleichen, halbschalenförmigen, rastend miteinander verbindbaren Hälften besteht.

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