DE2341521A1 - Drucktastenschalter - Google Patents

Drucktastenschalter

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DE2341521A1 DE19732341521 DE2341521A DE2341521A1 DE 2341521 A1 DE2341521 A1 DE 2341521A1 DE 19732341521 DE19732341521 DE 19732341521 DE 2341521 A DE2341521 A DE 2341521A DE 2341521 A1 DE2341521 A1 DE 2341521A1
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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Lei π webt Γ
Dipl.-tag. ZiK Psrfliafln 2341521
Dip!.-!ng, Y. V/e.;J6fsky
8 Mür. jfcen 2, Rosental7 v Tel. 26Θ39Μ
LW/XIl/Pos 31421
16. Äug, 1973
Matsushita Electric Industrial Co.,
Osaka, Japan
Drucktastenschalter
Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter,
Bekannte Drucktastenschalter, bei denen metallische Kontakte miteinander in Verbindung gebracht und vqn-einander getrennt werden, unterliegen zum Zeitpunkt des Kontaktschlusses der bekannten Erscheinung des Kontaktflatterns. Wenn beim Kontaktschluss der Druck auf die Kontakte unnötig hoch ist, tritt bei diesen bekannten Schaltern ein starker Verschleiss ein, der die Verbindung zwischen beiden Kontakten im geschlossenen Zustand des Schalters instabil macht. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit, Ausdauer und Sicherheit des Schalters unerwünscht. Es sind bereits eine Reihe von Schaltern vorgeschlagen worden, die diese Nachteile vermeiden sollen.
Zu diesen bekannten Schaltern gehören solche Schalter, bei denen der KontaktSchluss dadurch erreicht wird, dass ein leitender Kunststof f;ilm in Kontakt mit auf einer Sehaltungsplatte aufgedruckten Elektroden gebracht wird, wobei die
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Schaltungsplatte in der Regel unterhalb des leitenden KuBtstoffilms in einem bestimmten Abstand von diesem angeordnet ist. Schalter dieser Art können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Bei der einen Gruppe ist an einer Taste ein leitendes Kunststoffteil befestigt, das mittels der Taste gegen die festen Elektroden gedruckt werden kann. Die Rückstellung erfolgt dabei durch eine an der Taste angreifende Feder. Bei der anderen Gruppe von bekannten Schaltern wird eine an sich ebene, oberhalb der Elektroden angeordnete KuBtstofflage durch Niederdrücken einer Taste so verformt, dass die Kunststofflage in Kontakt mit den Elektroden kommt. Auch hierbei erfolgt die Rückstellung durch eine an der Taste angreifende Feder.
Bei diesen bekannten Schaltern wird jedoch die Elastizität des Kunstoff teils bzw. der ebenen Kunststoff lage, das bzw. die ein Element des Schalters bilden« nicht vollständig ausgenutzt. Feiner wird das Schliessen des Schalters erst am Ende des Abwärtshubes der Taste bewikt, da das Kunstoff teil in zu den Elektroden senkrechter Richtung verschoben wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass kein Schaltspiel für eine weitere. Bewegung der Taste nach dem Einschalten des Schalters besteht und dass andererseits de^Schalter nicht geschlossen wird, bevor die Taste über ihren vollen Hub niedergedrückt ist. Daher unterliegt die Taste notwendigerweise einer übermässig grossen Niederdrückkraft, so dass die Kontaktfläche schnell verschlissen wird. Da für die Tastenrückstellung eine Feder verwendet wird, besteht die Gefahr, dass die Feder und die leitende Kunststofflage bzw. das leitende Kunststoffteil auf Grund der Elastizität der Feder und der komplexen Elastizität des leitenden Kunststoffes in Schwingungen geraten, so dass die Wahrscheinlichkeit für ein Flattern des Schalters vergrössert ist. Diese Schwierigkeiten führen bei den bekannten Schaltern häufig zu deren Ausfall. Das Flattern hat direkten
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Einfluss auf die Bedienbarkeit der Taste durch den Benutzer und erfordert zumindest erhöhte Aufmerksamkeit und Geschicklichkeit. Ferner kann das Plattern zu Fehlschaltungen durch den Schalter beispielsweise bei Verwendung in einer Tastatur eines elektronischen Tischrechners oder eines Telefons führen. Gerade bei derartigen Anwendungen ist das Flattern in hohem Masse unerwünscht, da es die Zuverlässigkeit und !Lebensdauer dieser Einrichtungen wesentlich herabsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im Aufbau einfachen Drucktastenschalter zu schaffen, der möglichst zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine leitende, elastische Lage mit einem kugelkalottenformxgen Vorsprung, der bei Aufbringung einer Kraft so verformbar ist, dass er in Kontakt mit einer oder mehreren Elektroden kommt und dadurch den Schalter schliesst.
Zu den Vorteilen des erfindungsgemässen Drucktastenschalters gehört, dass die Elastizität der elastischen, leitenden Lage wirkungsvoll ausgenutzt wird, indem die Taste durch die Elastizität der leitenden Lage zurückgestellt wird. Die elastische, leitende Lage kann beispielsweise aus leitendem Gummi oder leitendem Kunstharz bestehen.
Ferner wird durch den erfindungsgemässen Drucktastenschalter ein Flattern des Schalters dadurch verhindert, dass der Schalter bereits nach, einem Teil des Gesamthubes der Taste geschlossen wird.
Der erfindungsgemässe Drucktastenschalter kann ferner bereits durch leichtes Niederdrücken der Taste zuverlässig geschlossen
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werden. Darüber hinaus ist er von einfachem Aufbau und weist durch Verwendung einer leitenden Kunstofflage erhöhte Zuverlässigkeit auf. Ausführungsbeispieie bekannter Schalter und des erfindungsgemässen Drucktastenschalters sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen bekannten Schalter?
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen anderen bekannten Schalten
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Teile einer Tastatur für einen elektronischen Tischrechner, wobei für die Tastatur erfindungsgemässe Drucktastenschalter verwendet sind;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel; Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;
Figuren 6a und 6b Längschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines kugelkalottenförmigen Vorsprungs;
Figuren 7a bis 7d im Längsschnitt verschiedene Stufen der Verformung eines kugelkalottenförmigen Vorsprungs;
Fig. 8 ein Längsschnitt durch ein drittes Äusführungsbeispiel;
Figuren 9 und 10 Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Drucktastenschalters;
Figuren 11a bis lic Ausführungsbeispiele von kugelkalottenförmigen Vorsprüngen mit einem biegsamen, abgesetzten Rand;
Figuren 12 bis 15 Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Drucktastenschalters;
Fig. 16 eine Ansicht eines Musters von Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte eines bekannten Drucktastenschalters; und
Figuren 17 bis 19 Ansichten der Muster von Elektroden auf einer Schaltungsplatte für einen erfindungsgemässen Drucktastenschalter.
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In den Figuren 1 und 2 sind Querschnitte durch zwei Schalter dargesto.lt, wie sie typisch für den Stand der Technik sind. Der Schalter gemäss Fig. 1 umfasst eine Schaltungsplatte 1 mit zwei Elektroden 2 und 2', die auf die Schaltungsplatte aufgedruckt sind, ein federndes Rückstellglied wie z.B. eine Zylinderfeder 3, einen Rahmen 4, eine in dem Rahmen gehaltene Taste 5, die einen damit einstückig ausgebildeten, nach unten ragendes TastenstcLEfe 6 aufweist, und ein leitendes Kunststoffteil 7, das am unteren Ende des Tastenstiftes 6 befestigt ist und eine Fläche hat, die gross genug ist, beide Elektroden 2 und 21 gleichzeitig zu bedecken. Die andere, in Fig. 2 dargestellte Bauart eines bekannten Schalters umfasst eine Schaltungsplatte 1 mit zwei Elektroden 2 und 21 die auf die Schaltungsplatte aufgedruckt sind, ein Rückstellglied wie z.B. eine Zylinderfeder 3, einen Rahmen 4, eine Taste 5, die von dem Rahmen gehalten wird und einstückig mit einem nach unten ragenden Tastenstift 6 ausgebildet ist, sowie eine leitende Kunstofflage 7·, die von einer Zwischenlage 8 zwischen der Schaltungsplatte 1 und der Kunststofflage 71 getragen wird, wobei die Zwischenlage 8 die Kunststofflage 71 in geringem Abstand über den Elektroden 2 und 21 hält.
Die Schalter gemäss den Figuren 1 und 2 werden geschlossen, wenn durch die Kunststofflage 71 bzw. das Kunststoffteil 7 der Kontakt zwischen den Elektroden 2 und 2* geschlossen wird. Dies erfolgt auf Grund einer senkrechten Verschiebung des Kunststoffteils bzw. der Kunststofflage in Richtung auf die Elektroden 2 und 2' auf der Schaltungsplatte 1 durch ein Niederdrücken der Taste 59 Diese bekannten Schalter haben die bereits oben erwähnten Nachteile.
Figur 3 zeigt eine Tastatur für einen elektronischen Tischrechner, wobei die Tastatur aus erfindungsgemässen Drucktastenschaltern aufgebaut ist. Tasten 30 werden von einem Rahmen
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in der Weise gehalten, dass sie in senkrechte Richtung verschoben werden können. Unterhalb des Rahmens 31 befindet sich eine Bahn 32 aus elastischem, elektrisch leitendem Material mit einer Mehrzahl von kugelkalottenförmigen Vorsprüngen 33, wobei sich ein solcher Vorsprung 33 jeweils unterhalb jeder zugehörigen Taste 30 befindet. Unterhalb der Bahn 32 befindet sich eine Isolierstofflage 34 mit Löchern 35, wobei die Lage jedes Loches 35 der Lage des zugehörigen kugelkalottenförmigen Vorsprungs 33 entspricht. Unterhalb der Isolierstofflage 34 ist eine Schaltungsplatte mit einer aufgedruckten Schaltung .37 bzw. aufgedruckten Leiterbahnen angeordnet. Die Schaltungsplatte 36 ist ferner mit je einem kleinen Loch 38 für jeden Schalter versehen. Unterhalb der Schaltungsplatte 36 befindet sich ein Staubfilter 39.
In den Figuren 4 und 5 sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgeraässen Drucktastenschalters dargestellt. In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
Der Drucktastenschalter nach Fig. 4 umfasst eine Schaltungsplatte 9 mit darauf ausgebildeten Elektroden 10 und 10'. Über der Schaltungsplatte 9 wird von einer Zwischenlage 12 in Form einer Lochplatte eine leitende Kunststofflage 11 aus Kunstharz gehalten, in der ein kugelkalottenformxger Vorsprung II1 ausgebildet ist, der sich unmittelbar oberhalb der Elektrode 10' befindet. Die andere Elektrode 10 ist in leitendem Kontakt mit der leitenden Kunststofflage 11. Oberhalb der Kunststoff lage 11 befindet sich ein Rahmen mit einem Loch 14; durch das Loch 14 ragt ein Tastenstift 16, der einstückig mit einer Taste 15 ausgebildet ist. Die Taste xf ist in dem Loch 14 des Rahmens 13 so angeordnet, dass sie in senkrechte Richtung verschoben werden kann.
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Beim Niederdrücken der Taste 15 drückt das untere Ende des Ansatzes 16 der Taste 15 auf den kugelkalottenförmigen Vorsprung II1 der leitenden Kunststofflage 11 und verformt ihn. Dadurch wird der Vorsprung 11' in Kontakt mit der Elektrode 10' gebracht, so dass die Elektrode* 10 und 10' elektrisch miteinander verbunden werden. Wenn die leitende Kunststofflage 11 mit dem daran ausgebildeten kugelkalottenförmigen Vorsprung II1 ausreichende Elastizität hat, biegt sich der kugelkalottenförmige Vorsprung II1 schlagartig durch. Insbesondere springt der Vorsprung II1 beim Niederdrücken der Taste 15 solange nicht um, bis eine vorbestinmte Kraft auf die Taste aufgebracht ist. Sobald dieser vorbestimmte Wert überschritten wird, erfährt der Vorsprung II1 eine plötzliche Biegeverformung. Wenn die auf die Taste 15 aufgebrachte Kraft aufgehoben wird, kehrt der kugelkalottenförmige Vorsprung schnell in seine Ausgangslage und Ausgangs form zurück, wodurch er sich schnell von der festen Elektrode 10' löst und den zugehörigen elektrischen Kreis öffnet. In dieser Weise wird der elektrische Kreis geschlossen und geöffnet. Da die Schaltvorgänge sehr schnell erfolgen, ist ein zuverlässiger Betrieb des Schalters sichergestellt. Ferner kann auf die bei den bekannten Schaltern verwendete Zylinderfeder zur Rückführung der Taste verzichtet werden,was unter dem Kostengesichtspunkt einen wesentlichen Vorteil darstellt.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Aus führungsbeispiel, bei dem ebenfalls eine leitende Kunststofflage mit einem kugelkalottenförmigen Vorsprung verwendet wird, ist die leitende Kunststofflage 11 in Ruhestellung des Schalters weder mit der Elektrode 10 noch mit der Elektrode 10' in Kontakt. Zum Schliessen des Schalters wird der Vorsprung in Kontakt mit beiden Elektroden 10 und 10' auf der Schaltungsplatte unterhalb des Vorsprungs gebracht. Im übrigen sind Arbeits-
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weise und Wiäcung des in Fig. 5 dargestellten Schalters die gleichen wie die des Schalters nacl* Fig. 4.
Die Geschwindigkeit des Umschnappens bzw. -springens des Vorsprungs sowie die Rückstellkraft für die Taste können durch geeignete Auswahl der Härte und Dicke der leitenden Kunststofflage sowie der Form und der Abmessungen des kugelkalottenförmigen Vorsprungs festgelegt werden.
Die Figuren 6a und 6b zeigen weitere mögliche Formen des kugelkalottenförmigen Vorsprungs 11'. Diese und andere Formen können so ausgewählt werden, dass die Auslegungswerte für Schaltkraft und Hub usw. des Drucktastenschalters erreicht werden.
In den Figuren. 7a bis 7d sind Zwischenstufen des Schaltvorgangs bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Drucktastensehalters dargestellt. Dieser Drucktastenschalter umfasst eine Schaltungsplatte 9 mit Elektroden 10 und 10', die darauf nach Art einer gedruckten Schaltung ausgebildet sind, eine leitende Kunststofflage 11 mit einem kugelkalottenfirmigen Vorsprung 20, der für eine zweistufige Verformung einen biegsamen, abgesäbzten Rand aufweist, sowie eine Zwischenlage 12 in Form einer Lochplatte, die die Kunststofflage 11 von der gedruckten Schaltung auf der Schaltungsplatte isoliert. Zum Schliessen des zugehörigen elektrischen Kreises wird bei diesem Ausführungsbeispiel der kugelkalottenförmige Vorsprung 20 der leitenden Kunststofflage 11 aufgrund seiner Biegsamkeit mit den Elektroden 10 und 10' in Kontakt gebracht.
Fig. 7a zeigt den Schalter in seiner "Aus"-Stellung, wobei kein Druck auf den kugelkalottenförmigen Vorsprung 20 ausgeübt wird. Sobald Druck auf dei kugelkalottenförmigen Vor-
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sprung 20 ausgeübt wird, um den Schalter einzuschalten, biegt sich die leitende Kunststofflage 11 um den biegsamen, abgesetzten Rand des kugelkalottenförmigen Vorsprungs 20, wie dies in Fig. 7b gezeigtyist. Als erster Verformungsschritt wird danach der biegsame, abgestzte Rand in Kontakt mit der Schaltungsplatte 9 gebracht, wie dies in Fig. 7c gezeigt ist. In diesem Augenblick kommt der biegsame, abgesetzte Rand in Kontakt mit den Elektroden 10 und 10' auf der Schaltungsplatte 9, so dass der Schalter eingeschaltet ist. Danach erfährt die leitende Kunststofflage 11 den zweiten Deformationsschritt, wie er in Fig. 7d dargestellt ist. Auf diese Weise wird auch nach dem Schliessen des Schalters für ausreichenden Bewegungsspielraum gesorgt.
Wenn die mit dem kugelkalottenförmigen Vorsprung 20 versehene Kunststofflage 11 ausreichende Elastizität hat, springt der kugelkalottenförmige Vorsprung 20 schnell in seine ausgelenkte Lage. Darüber hinaus springt er bei der Aufbringung von Druck solange nicht um, bis eine vorbestimmte Druckkraft erreicht ist. Danach erfährt er eine sprungartige Verformung, sobald diese Grenze überschritten ist.
Wenn die aufgebrachte Druckkraft abgesetzt wird, kehrt der kugelkalottenförmige Vorsprung 20 schnell in seine Ausgangslage zurück, wobei er sich von den Elektroden 10 und 10! trennt, so dass der zugehörige elektrische Kreis geöffnet wird. Axf diese Weise wird der elektrische Kreis geschlossen und geöffnet. Da dies durch schnelle Schaltvorgänge erfolgt, ist ein zuverlässiger Betrieb sichergestellt. Ferner kann auch der Punkt, an dem der Schaltvorgang einsetzt (Fig. 7c)e während der Gesamtverschiebung von dem Zustand in Fig. 7a zu dem Zustand in Fig. 7d, die dem Gesamthub des Drucktastenschalters entspricht, in der Weise geeignet festgelegt werden, dass ein ausreichendes Schalt spiel für die Verschiebung vom Zustand gemäss Fig. 7c in den Zusstand gemäss Fig. 7d vorhan-
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den ist. Dadurch wird eine äusserst feinfühlige Bedienung erreicht, die nur geringe Schaltkräfte erfordert. Da ferner der kugelkalottenförmige Vorsprung 20 mit grosser Rückstellkraft versehen sein kann, ist eine Rückstellfeder zum Rückstellen der Taste wie bei bekannten Drucktastenschaltern nicht erforderlich, worin ein wesentlicher Kostenmässiger Vorteil besteht.
In Fig. 8 ist eine Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Elektrode 10 und die leitende Kunststofflage 11 in dauerndem Kontakt miteinander, und beim Einschalten des Schalters wird lediglich der biegsame, abgesetzte Rand des kugelkalottenfömigen Vorsprungs 20 der leitenden Kunststofflage 11 in Kontakt mit der anderen Elektrode 10· gebracht.
Die Figuren 9 und 10 zeigen Ausführungsbeispiele von Drucktastenschaltern, bei denen von den vorbeschriebenen Anordnungen Gebrauch gemacht wird. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist eine Taste 44, die aus isolierendem Material besteht, in einer Öffnung angeordnet, die in der Oberseite eines Rahmes 13 in der Weise ausgebildet ist, dass die Taste in senkrechter Richtung verschoben werden kann. Unterhalb der Taste 44 befindet sich eine der vorbeschriebenen Anordnungen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 umfasst die Schalteranordnung eine Schaltungsplatte 9 mit Elektroden 10 und 10' sowie zugehörige Zuleitungen, eine leitende Kunststofflage 11 und eine Zwischenlage 12, die die leitende Kunststoff lage 11 im ausgeschalteten Zustand des Schalters gegenüber den Elektroden isoliert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 ist die Elektrode 10 in ständigem Kontakt mit der leitenden Kunststoff— lage 11, und beim Einschalten des Schalters wird der biegsame, abgesetzte Rand des kugelkalottenförmigen Vorsprungs 20 der leitenden Kunststofflage 11 lediglich in Kontakt mit der anderen Elektrode 10· gebracht. Bei Betätigung dieser Ausführungsbeispiele
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durch Niederdrücken der Taste 44 wird die leitende Kunststofflage 11 durchgebogen und während des ersten Verformungsschrittes mit den Elektroden 10 und 10' bzw. nur der Elektrode 10' in Kontakt bebracht, wobei der zweite Verformungsschritt lediglich für das Schaltspiel nach dem Schliessen des Schalters vorgesehen ist. Auf diese Weise wird das Schliessen und öffnen des zugehörigen elektrischen Kreises bewirkt.
Die Geschwindigkeit des Umspringens und die Rückstellkraft für die Taste können in geeigneter Weise durch entsprechende Wahl der Steifigkeit und Dicke der leitenden Kunst-stofflage sowie deform und der Abmessungen des biegsamen, abgesetzten Randes des kugelkalottenförmigen Vorsprungs festgelegt werden.
Die Figuren 11a bis lic zeigen mögliche Formen der kugelkalottenformxgen Vorsprünge mit biegsamem, abgesetztem Rand für die zweistufige Verformung. Diese und andere Formen können in geeigneter Weise so ausgewählt werden, dass die Auslegungswerte für Schaltkraft, Hub usw. des Drucktastenschalters erreicht werden. Wenn eine Mehrzahl von Drucktastenschaltern zu einer Tastatur für einen elektronischen Tischrechner, einer Telefontastatur oder dgl. zusammengefasst werden, kann die Produktivität ferner dadurch verbessert werden, dass lediglich eine Lage mit einer Mehrzahl von darin in entsprechenden Abständen ausgebildeten kugelkalottenformxgen Vorsprüngen als leitende Kunststofflage 11 verwendet wird.
Die Figuren 12 und 13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Drucktastenschalters. Jedes dieser Ausführungsbeispiele umfasst einen Rahmen 51, eine Taste 52 aus isolierendem Material, die in senkrechter Richtung bewegbar in einer öffnung in der Oberseite des Rahmens 51 verschiebbar ist, eine leitende Kunststofflage 53, die unterhalb der Taste angeordnet ist und ein® kugelkalottenformxgen Vorsprung auf-
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weist, Elektroden 54 und 54' , die dem kugelkalottenf örmi.gen Vorsprung gegaiiber liegen und auf einer Schaltungsplatte 56 angeordnet bzw. ausgebildet sind, ein kleines Loch in der Schaltungsplatte 56 sowie eine Zwischenlage 57 in Art einer Lochplatte, die zur elektrischen Isolierung der Kunststofflage 53 sowie für Zuleitungen zu den Elektroden 54 und 54' vorgesehen ist.
Wenn im Betrieb die Taste 52 durch darauf ausgeübten Druck niedergedrückt wird, erfährt der kugelkalottenförmige Vorsprung der leitenden Kunststofflage 53 eine elastische Deformation und wird in Kontakt mit den Elektroden 54 und 54' gebracht, so dass der zugehörige elektrische Kreis geschlossen wird. Wenn der ausgeübte Druck aufgehoben wird, wird der elektrische Kreis geöffnet. Dies erfolgt durch die elastische Rückstellkraft der leitenden Kunststofflage 53 sowie durch die Wirkung des kleinen Loches 55 in der Schaltungsplatte Auf diese Weise wird der elektrische Kreis geschlossen und geöffnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ist die leitenden Kunststofflage 53 für einstufige Verformung ausgebildet, wobei der Schalter am Ende des gesamten Schalthubes geschlossen ist, wogegen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 eine zweistufige Verformung der leitenden Kunststofflage 53 vorgesehen ist, um ein Schaltspiel nach dem Schliessen des Schalters zu erreichen. Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Aufgabe und die Wirkung des kleinen Loches 55 in der Schaltungsplatte 56 die gleichen.
Die Figuren 14 und 15 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Drucktastenschalters. Jedes dieser Ausführungsbeispiele umfasst einen Rahmen, eine Taste aus isolierendem Material, die in senkrechter Richtung bewegbar
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in einem in der Oberseite des Rahmens 51 ausgebildeten Loch angeordnet istf eine leitende Kunststofflage 53, die unterhalb der Taste 52 angeordnet ist und einen kugelkalottenförmigen Vorsprung aufweist, Elektroden 54 und 54·, die auf der Schaltungsplatte 56 ausgebildet bzw. angeordnet sind und dem kugelkalottenförmigen Vorsprung gegenüberliegen, ein kleines Loch 55 sowie eine Zwischenlage 57 nach Art einer Lochplatte, die zur elektrischen Isolierung der leitenden Kunststofflage 53 sowie für Leitungen von den Elektroden 54 und 54' vorgesehen ist, und ·- einen gewebeartigen Isolator 58 aus Fasern, der als Filter dient.
Wenn im Betrieb die Taste 52 durch aufgebrachten Druck niedergedrückt wird, wird der kugelkalottenformige Vasprung der leitenden Kunststofflage 53 elastisch verformt und in Kontakt mit den Elektroden 54 und 54' gebracht, so dass der zugehörige elektrische Kreis geschlossen wird. Wenn der aufgebrachte Druck abgestzt wird, wird der elektrische Kreis geöffnet. Dies erfolgt durch die elastische Rückstellkraft der leitenden Kunststofflage 53 und wird durch die Wirkung des kleben Loches 55 in der Schaltungsplatte 56 unterstützt. Auf diese Weise wird der elektrische Kreis geschlossen und geöffnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist die leitende Kunststofflage 53 für einstufige Verformung ausgelegt, wobei der Schalter am JSnde des vollständigen Hubes geschlossen ist, wogegen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 eine zweistufige Verformung der leitenden Kunststofflage 13 vorgesehen ist, um ein Schalterspiel nach dem Schliessen des Schalters zu erreichen. Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Aufgabe und die Wirkung des kleinen Loches 55 in der Schaltungsplatte 56 sowie des Filters 58 die gleichen. Das Loch 55 hat die Auf-
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gäbe, beim Rückstellen Luft in den Raum zwischen der Schaltungsplatte 56 und der leitenden Kunststofflage 53 eintreten zu lassen, damit die Rückstellung nicht durch Unterdruck in diesem Raum behindertest. Die Aufgabe des Filters 58 ist es, das Eidringen von Staub vnd Schmutzteilchen in den Raum unterhalb des kugelkalottenförmigen Vorsprungs durch das Loch 55 zu verhindern.
Für das gewebeähnliche, isolierende Filter 58 aus Fasern kann poröses oder netzartiges Material verwendet werden, das den Durchtritt von Luft aber nicht von in der Luft enthaltenem Staub erlaubt. Zu diesem Zweck ist Filz am besten geeignet! aber auch Kunststoff wie z.B. Urethanschaum mit kleinen, gleichmässig verteilten Poren kann vorteilhaft verwendet werden. Das Filter kann sich über die gesamte Rückseite der Schaltungsplatte 56 oder nur über das kleine Loch 55 erstrecken.
Durch den erfindungsgemäss vorgesehenen kalottenförmigen Vorsprung in der leitenden Kunststofflage sowie das kleine Loch in der Schaltungsplatte wird das Problem der Schalterschwingungen und der Aufprallfolgen beseitigt. Auch das Flattern des Schalters wird auf einen Kleinstwert gebracht. Ferner ist eine zuverlässige Rückstellung sichergestellt. Darüber hinaus kann durch das vorzugsweise vorgesehene Filter ein Kontaktversagen durch Ansammlung von Staub auf den Kontakten verhindert werden. Daher stellt der erfindungsgemässe Drucktastenschalter einen Schalter mit hervorragender Zuverlässigkeit und Stabilität dar.
Die Fig. 16 und 19 zeigen Muster von Leiterbahnen,· die auf der Schaltungsplatte ausgebildet sein können. Fig. 16 zeigt ein Muster, wie es bisher bekannt war. Bei einem derartigen, einfachen Muster aus zwei voneinander getrennten Recltecken besteht die Gefahr, dass ein gleichmässiger und stabiler Kontakt
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zustand nicht erreicht wird, der von der Form und der Zusammensetzung des leitenden Materials, das in Kontakt mit den Elektroden gebracht wird, abhängt, so dass zum Zeitpunkt der Kontaktherstellung die Gefahr eines Flatterns besteht. Die Figuren 17 bis 19 zeigen Muster von Leiterbahnen, durch die ein derartiges Flattern verhindert wird. Durch Kombinationen von kämm—ähnlichen Mustern der zwei auf die Schaltungsplatte gedruckten Elektroden ist ein stabiler Kontakt dieser Elektroden" mit der leitenden Kunststofflage sichergestellt, so dass es möglich ist, den Drucktastenschalter mit hoher Zuverlässigkeit auszustatten.
Patentansprüche:
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Claims (1)

  1. Pat ent an Sprüche
    Drucktastenschalter, gekennzeichnet durch eine leitende, elastische Lage (11, 53) mit einem kugelkalottenförmigen Vorsprung (II1, 20, 33), der bei Aufbringung einer ISaft so verformbar ist, dass er in Kontakt mit einer oder mehreren Elektroden (10, 10·, 54, 54') kommt und dadurch den Schalter schliesst.
    2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelkalottenförmige Vorsprung (20) einenbiegsamen, abgesetzten Rand aufweist, so dass der Vorsprung eine zweistufige Verformung bei Aufbringung einer verformenden Kraft auf den Vorsprung erfährt.
    3. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Schaltungsplatte (9, 36, 56) für eine gedruckte Schaltung, auf der die Elektroden (10, 10', 54, 54·) fest aufgedruckt sind, und eine Taste (15, 30, 52), die senkrecht bewegbar oberhalb des kugelkalottenförmigen Vorsprungs angeordnet ist und diesen verformen kann, wobei der kugelkalottenförmige Vorsprung durch Niederdrücken der Taste verformt und mit den festen Elektroden in Kontakt gebracht wird und dadurch den Schalter elektrisch leitend macht.
    4. Drucktastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Schaltungsplatte (9, 36, 56) auf-gedruckten festen Elektroden (10, 10', 54, 54') ein kammförmiges Muster haben.
    >. Drucktastenschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsplatte (36, 56) ein kleines
    409809/0540
    7341521
    Loch (38, 55) zum Durchlassen von Luft aufweist.
    6. Drucktastenschalter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Filter (39, 58) aus Faserstoff auf der Unterseite der Schaltungsplatte.
    7. Drucktastenschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine isolierende Zwischenlage (12, 34, 57) mit einem Loch zwischen der Schaltungsplatte und der leitenden Lage.
    409809/0540
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