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Wähltastatur
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Die Erfindung betrifft eine Wähltastatur für fernmeldetechnische Geräte,
insbesondere Fernsprechgeräte, mit einer mechanischen Kontakteinrichtung aus mehreren,
matrixartig in zwei parallelen Ebenen jeweils parallel verlaufenden, sich von einer
Ebene zur anderen rechtwinklig kreuzenden, gegeneinander isolierten, eigenstabilen,
auf einer Trägerplatte festgelegten Leiterstreifen, weiterhin mit den Kreuzungspunkten
zugeordneten, senkrecht zur Matrixebene niederdrückbaren, an den Kreuzungspunkten
Kontakte bewirkenden Tasten, sowie mit an den Leiterstreifen einstückig mitgeformten
Anschlußfahnen für die unmittelbare, galvanische Verbindung der mechanischen Kontakteinrichtung
mit einer von einer Schaltungsplatte gebildeten elektronischen Kodierungseinrichtung.
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Mit einer solchen Wähltastatur hat der Fernsprechteilnehmer von seinem
Gerät aus die Möglichkeit, die amtsseitigen Einrichtungen zum Verbindungsaufbau
zu steuern.
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Während des Betätigens einer Taste werden dabei in der Wähltastatur
der jeweiligen Taste zugeordnete elektrische Wählkriterien eingestellt und in die
TeilnehmerschleIfe geschaltet, wo sie amtsseitig automatisch abgefragt und verarbeitet
werden können.
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Bei einer bekannten derartigen Wähltastatur (DAS .2 455 522) wirken
die Tasten jeweils auf den Kreuzungspunkten zugeordnete, im Ruhezustand konvex zu
den Tasten gewölbte, separate Kontaktplättchen. Diese Plättchen sind so auf der
Trägerplatte festgelegt, daß sie jeweils mit ihrem Randbereich einen Leiterstreifen
der ersten Matrixebene im Bereich eines Kreuzungspunktes galvanisch leitend berühren.
Unter dem Kontaktplättchen ist der betreffende Leiterstreifen mit einem Durchbruch
versehen. In diesen Durchbruch ragt ein Vorsprung des kreuzenden Leiterstreifens
der zweiten Ebene, der vom mittleren Bereich des Kontaktplättchens mit Abstand überwölbt
ist. Die Tasten erlauben es, durch Druck auf die gewölbte Fläche der Kontaktplättchen
diese soweit zu verformen, daß ihre Wolbung elastisch in die entgegengesetzte Richtung
umspringt. Dieser Effekt wird dazu benutzt, eine galvanische Verbindung des jeweiligen
Platte chens auch mit dem Kontaktvorsprung am Leiterstreifen der zweiten Matrixebene
herzustellen und auf diese Weise die sich kreuzenden Leiterstreifen galvanisch miteinander
zu verbinden, so lange die jeweilige Taste gedrückt bleibt. Beim Loslassen der Taste
springt das Kontaktplättchen elastisch in seine Ausgangsstellung zurUck und bringt
auch die Taste wieder in ihre Ruhelage.
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Die den Kreuzungspunkten der Leiterstreifen bzw. den Tasten zugeordneten
Kontaktplättchen, die mittels Tastendruck verformbar sind, benötigen zur Fixierung
ihrer korrekten Lage Führungselemente auf der Trägerplatte und müssen dort so festlegbar
sein, daß sie zumindest bis
zum Abschluß der Endmontage ihre Lage
nicht verändern können. Durch das Aufsetzen einer die Tastenköpfe umfassenden Abdeckplatte,
die der Führung der Tasten dient und mit der Trägerplatte verbindbar ist, können
sie durch Halteelemente an dieser Abdeckplatte schließlich endgültig fixiert werden.
Das Festlegen von beispielsweise zwölf separaten Kontaktplättchen auf der Matrix
wird als fertigungstechnisch nachteilig angesehen und stellt auch ein gewisses Risiko
für die Funktionssicherheit dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fertigungstechnisch
günstige, universelle, funktionssichere mechanische Kontakteinrichtung für eine
Wähltastatur mit elektronischer Kodierung zu schaffen, bei der auch der Nachteil
der separaten Kontaktplättchen vermieden ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jeder Kreuzungsstelle
wenigstens einer der beiden beteiligten Leiterstreifen mit einem einstückig angeformten
elastischen Kontaktarm versehen ist, über den die betreffenden Leiterstreifen mittels
der zugeordneten Taste miteinander kontaktierbar sind. Derartige, an wenigstens
einem der sich kreuzenden Leiterstreifen mitgeformte Kontaktarme benötigen keine
zusätzliche Montage und sind durch ihre Zuordnung stets richtig positioniert. Sie
brauchen nicht separat hergestellt und herangeschafft zu werden und können ihre.Funktionslage
auch nicht während des endgültigen Zusammenbaus der Tastatur verändern. Die Leiterstreifen
mit Kontaktarmen sind auf einfache Weise als Stanz-Biegeteile herstellbar.
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Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes können die Leiterstreifen
in beiden Matrixebenen im
Interesse einer einfachen Montage auf
den einander abgewandten Flächen einer Trägerplatte aus Isolierstoff angeordnet
sein. Die Trägerplatte stellt dabei selbst die isolation zwischen den sich kreuzenden
Leiter streifen dar und bestimmt die Lage der Matrixebenen.
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Die Trägerplatte kann zweckmäßig als Kunststoff-Spritzteil hergestellt
sein. Die Trägerplatte kann in den Bereichen der zwischen den beider Matrixebenen
vermittelnden Kontaktarme mit DurchbrUchen versehen sein, sodaß an diesen Stellen
die erwUnschten Kontakte herstellbar sind.
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An der Trägerplatte kann parallel über einer der Matrixebenen eine
Abdeckplatte mit den Kreuzungspunkten zugeordneten FUhrungsdurchbrüchen befestigt
sein, die einzeln gradlinig bewegbare Drucktasten enthält. Jede Taste kann einem
der Kontaktarme der ersten Matrixebene zugeordnet und von diesem in Richtung auf
ihre Ruhestellung vorgespannt sein. Abdeckplatte und Trägerplatte können mittels
angeformter Rastelemente miteinander verbunden sein.
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Wenn die als Stanzteile hergestellten Leiterstreifen mit einstückig
angeformten HaLtearmen versehen sind, können sie mit dieses formschlüssig' z.B.
mittels Rastverbindung, in DurchbrUchen der Trägerplatte verankert sein. Die Haltearme
können dazu senkrecht zur Matrixebene verlaufen. Mittels mehrerer solcher Haltearme
an jedem Leiterstreifen und entsprechend auf der Trägerplatte vorgesehener Befestigungsdurchbrüche
ist es möglich, jeden Leiterstreifen auf der Trägerplatte auf einfachste Weise,
durch Auflegen und Einsetzen der Haltearme, in korrekter Lage funktionssicher zu
befestigen. Die Leiterstreifen selbst können übrigens je nach Zweckmäßigkeit mit
ihrer Breitenausdehnung parallel oder rechtwinklig zur Montageebene orientiert sein.
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Die an den Leiterstreifen mitgeformten Kontaktfahnen zum direkten
Anschluß an eine Schaltungsplatte können so angeordnet sein, daß sie alle senkrecht
in eine parallel zur Matrixebene verlaufende Ebene eingreifen.
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Sie können auch als Kontaktmesser ausgebildet und in auf der Schaltungsplatte
vorgesehene, federnde Steckverbinder einsetzbar sein. Auf diese Weise ist das Auswechseln
von Schaltungsplatten, z.B. für unterschiedliche Wählverfahren, schnell und einfach
ohne Werkzeug möglich. Mechanischer und elektronischer Teil einer so aufgebauten
Wähltastatur sind praktisch mit einem Handgriff völlig von einander zu trennen und
auch wieder zusammenzusetzen.
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Es ist nun besonders vorteilhaft, die SchBlungsplatte in einem geringen
Abstand parallel zur Matrix ebene anzuordnen und dabei die Seite mit den Bauelementen
der Trägerplatte zuzuwenden. Die Bauelemente sind auf diese Weise im Raum zwischen
Trägerplatte und Leiterplatte mechanisch geschützt aufgenommen. Weiteren Schutz
gewährt die Trägerplatte, wenn sie mit einem nach der von den Tastenköpfen abgewandten
Seite offenen, kastenarti gen Rand versehen ist, der sie versteift und als Anlagekante
fUr die Schaltungsplatte der Wähltastatur geeignet ist. Der kastenartige Rand der
Trägerplatte kann mit zusätzlichen, der Rührung der Schaltungsplatte dienenden Vorsprüngen
versehen sein, die mit Ausklinkungen im Randbereich der Schaltungsplatte zusammenwirken.
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Beim Aufsetzen der Schaltungsplatte auf die offene Seite des kastenartigen
Randes der Trägerplatte finden sich die entsprechend angeordneten Kontaktmesser
mit den Steckverbindern auf der Leiterplatte zwangsläufig zusammen und stellen die
galvanische Verbindung zwischen den Tastkontakten und der Elektronik her. Schließlich
kann auch die Schaltungsplatte in ihrer endgültigen Stellung von am Rand der Trägerplatte
vorgesehenen Rast-
elementen übergriffen und so in ihrer Lage positioniert
sein. Genauso ist es natürlich auch möglich, sie mit dem mechanischen Teil der Wähltastatur
zu verschrauben.
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Es können mit Vorteil auch an beiden, jeweils eine Kreuzung bildenden
Leiterstreifen Kontaktarme vorgesehen sein, wobei sich die Kontaktarme des einen
der beiden Leiterstreifen jeweils wenigstens bis annähernd in die Ebene des anderen
erstrecken. Auf diese Weise braucht der die Kontaktbewegung ausführende Arm nicht
einmal in einen Durchbruch der Trägerplatt hinein versenkt zu werden.
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Auch Doppelkontakte mit hochwertiger Kontaktfunktion sind für eine
derartige Wähltastatur mit geringem Mehraufwand herstellbar, indem z.B. der jeweils
die Arbeitsbewegung ausführende Kontaktarm als rechteckiger, flacher Rahmen aus
zwei durch einen Steg verbundenen Einzelarmen an einem Leiterstreifen gebildet ist,
und an zwei Endbereichen des parallel zum Leiterstreifen verlaufenden Steges mit
jeweils einem von zwei an einem der Leiterstreifen der anderen Matrixebene vorgesehenen,
aus dieser Ebene herüberragenden Gegenkontakten zusammenwirken.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Wähltastatur in
vereinfachter, auseinandergezogener Perspektivdarstellung, Fig. 2 eine Seitenansicht
einer vervollständigten Tastatur nach Figur 1 im Schnitt, Fig. 3 ein Detail eines
Tastkontakts in vereinfachter Perspektivdarstellung,
Ig. 4 das
Detail nach figur 3 in Seitenansicht, im Schnitt.
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iie aus Figur 1 und 2 zu erkennen, besitzt der mechanlsche Teil der
Wähltastatur mehrere parallele, In zwei parallelen benen kreuzweise rerlaufende,
eine Iatri bildende Leiterstreifen 1...7. Jedem Kreuzungspunkt sei eine senkrecht
zur Matrixebene bewegbare Taste zugeordnet. Die Leiterstreifen 1, 2 und 3 der ersten,
den Tasten zugewandten .Iatrnx-bene besitzen be Xreuzungsstelle einen elastischen
Kontaktarm 9, der mittels Tastendruck gegen die zweite Ebene auslenkbar ist und
dabei Kontakt mit dem entsprechenden Leiterstreifen 4, 5, 6 oder 7 der zweiten Ebene
nerstellt. In Figur 1 ist eine Taste 8 am Kreuzungspunkt zwischen Leiterstrelfen
1 und 7 in Arbeitsstellung, und eine weitere Taste am Kreuzungspunkt zwischen Leiterstreifen
1 und 4 in herausgezogener Runestellung gezeichnet.
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Die Leiterstreifen sind zu beiden Seiten einer Trterplatte 10 aus
Kunststoff befestigt. Die lrägerplatte besitzt Durchbrüche, in die an dem Leiterstreifen
mitgeformte Halteelemente 11 eingreifen, von aenen in Figur 1 als Beispiel nur ein
verdrehbarer Lappen dargestellt ist. Weitere Durchbrüche 12 der Trägerplatte ermöglichen
die Kontaktgabe zwischen dem auf beiden Seiten der Trägerplatte voneinander isoliert
angeordneten Leiterstreifen mittels der die Durchbrüche durchsetzenden Kontaktarme.
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Die Tasten wirken direkt auf diese Kontaktarme und sind von diesen
auf die Ruhelage vorgespannt. Die Tasten sind aufgenommen und geführt in einer Abdeckplatte
13, die mit Rastelementen 14 an der Trägerplatte 10 befestigt ist.
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Die Leiterstreifen 1...7 sind mit senkrecht zur Matrix ebene abgewinkelten
Kontaktmessern 15 versehen, die mit Steckverbindern 16 auf einer die Kodlerschaltung
-thaltenden Leiterplatte 17 korrespondieren. Slbstverständlich ist es auch möglich,
derartige Kontaktmesser an beiden Enden oder im mittleren Bereich eines jeweiligen
Leiterstreifens anzubringen und Leiterstreifen durch isolierende Unterbrechungen
in mehrere unabhängige Abschnitte zu unterteilen. Auf diese Weise können bestimmte
Tasten für von der Kodierungsschaltung unabhängige Sonderfunktionen genutzt werden.
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Die Schaltungsplatte ist so am mechanischen Teil der Tastatur angeordnet,
daß die darauf enthaltenen Bauelemente 18, von denen als Beispiel nur zwei 1rfiderstände
dargestellt sind, zwischen Trägerplatte und Schaltungsplatte mechanisch geschützt
sind. Die im wesentlichen ebene Trägerplatte 10 im dargestllten Ausführungsbeispiel
bildet einen kastenartigen, nach der von den Tasten abgewandten Seite offenen Rand
19, der eine umlauf ende Anlagekante 20 für die Schaltungsplatte im richtigen Abstand
zu den Kontaktmessern 15 an den Leiterstreifen bildet. Durch diesen Rand ist der
die Bauelemente auf der Schaltungsplatte enthaltende Raum auch nach den Seiten weitgehend
abgeschlossen.
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Der kastenartige Rand der Trägerplatte weist über die Auflageebene
für die Schaltungsplatte hinausgehende Führungsvorsprünge 21 auf, die in Ausklinkungen
22 am Rand der Schaltungsplatte eingreifen und so die Lage der Schaltungsplatte
beim Aufsetzen positionieren.
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Die Vorsprünge sind mit Rastelementen 23 kombiniert, die die Schaltungsplatte
in ihrer Funktionslage übergreifen und eine lösbare Verbindung zwischen Schaltungs-und
Trägerplatte herstellen. Die Schaltungsplatte ist
mit einer nicht
dargestellten Anschlußleitung versehen und z.B. durch Steckanschlüsse galvanisch
mit der Schaltung eines Fernsprechgerätes verbinbar.
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Wie in Figur 3 und 4 zu sehen, können auch beide an einer Kreuzung
beteiligten Leiterstreifen mit Kontaktarmen 9 versehen sein und es ist auch die
Bildung von Doppelkontakten möglich. Auch die für den Eingriff in die Trägerplatte
bestimmten Halteelemente 11, hier als Rastzungen dargestellt, können jeweils paarweise
angeordnet sein.
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Der die Arbeitsbewegung ausführende Kontaktarm ist hier, an einem
Leiterstreifen der ersten Matrixebene aus zwei parallelen Einzelkontaktarmen und
einem deren freie Enden verbindenden Steg 27 gebildet. Dieser rahmenförmige, bewegliche
Kontaktarm wirkt mit zwei starren Gegenkontakten 25 zusammen, die von Kontaktarmen
am entsprechenden Leiterstreifen der zweiten Ebene gebildet sind. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel durchsetzen die starren Gegenkontakte die Trägerplatte in Richtung
auf die erste Matrixebene. Der bewegliche Kontaktarm braucht in diesem Fall bei
seiner Arbeitsbewegung nicht in den Durchbruch der Matrix hinein bewegt zu werden.
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Der Angriffspunkt P für die Taste 8 liegt auf dem parallel zum Leiterstreifen
verlaufenden Steg 24, in der Mitte zwischen den Gegenkontakten 25, und ermöglicht
eine elastische Betätigung des Doppelkontakts.
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4 Figuren 10 Patentansprüche