EP0088365A1 - Tastatur - Google Patents

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EP0088365A1
EP0088365A1 EP83102067A EP83102067A EP0088365A1 EP 0088365 A1 EP0088365 A1 EP 0088365A1 EP 83102067 A EP83102067 A EP 83102067A EP 83102067 A EP83102067 A EP 83102067A EP 0088365 A1 EP0088365 A1 EP 0088365A1
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EP
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key
contact
tilt axis
keyboard according
plate
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Hans-Joachim Viebrantz
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Preh GmbH
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Preh GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/12—Push-buttons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/705—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by construction, mounting or arrangement of operating parts, e.g. push-buttons or keys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2217/00—Facilitation of operation; Human engineering
    • H01H2217/01—Off centre actuation

Definitions

  • the invention relates to a keyboard with keys arranged in recesses of a carrier plate and with electrical contacts of a contact plate below the keys, a tilt axis being provided between the key and the carrier plate, the side surface of the key head opposite the tilt axis being retracted for the tilting movement and the key base below the spring force of the contact.
  • Such a keyboard is described in DE-AS 24 59 464.
  • the keys are formed in one piece with the carrier plate.
  • a connection piece between the button and the carrier plate forms the tilt axis.
  • the object of the invention is to propose a keyboard of the type mentioned, in which the keys have a symmetrical tilt behavior.
  • a tilt axis is provided on both sides of the key, that each tilt axis is formed by an edge of the recess in the support plate, and that the key rests on the tilt axis at an obtuse angle , which is formed between the side surface of the key head and a stop surface of the key foot projecting under the carrier plate relative to the key head.
  • the tilting behavior and thus the switching behavior of the button is the same whether it is pressed more on one side or more on the other side.
  • the key tilts around one tilt axis without the other tilt axis influencing this. Otherwise, the button tilts around the other tilt axis.
  • the design of the tilt axes does not involve any additional restoring forces that have to be overcome during operation and that result in different actuation forces for the individual Keyboard keys. The necessary actuation force depends solely on the design of the contact plate.
  • the stop surfaces are at acute angles to the plane of the carrier plate when the key is not actuated. This ensures that the tilt axis does not move when the button is pressed.
  • the acute angles are preferably dimensioned such that the stop surface rests on the carrier plate when the contact is closed. This does not affect the pressure point behavior of the contact plate.
  • FIG. 1 shows a partial view of a keyboard in section.
  • the keyboard has a plurality of similar keys in a common carrier plate 2.
  • the carrier plate 2 is provided with a recess 3 in which the key 1 is seated.
  • the carrier plate 2 has 3 edges 4 and 5 in the recess.
  • a contact plate 6 is arranged below the carrier plate 2.
  • the contact plate 6 has a rubber mat 7 with knobs 8 and a printed circuit board 9 which is fastened below the rubber mat 7.
  • a conductor disk 10 is glued into the knob 8 and connects two electrical conductor tracks 11 and 12 of the printed circuit board 9 when the knob 8 is pressed down.
  • the key 1 lies in the recess 3 and stands on the knob 8 with a central contact attachment point 13 of its foot 14.
  • the foot 14 jumps under the support plate 2. From the attachment point 13, the foot 14 runs in slopes 15 and 16, which are at an angle W1 to the plane of the support plate 2.
  • the foot 14 merges with stop faces 17 and 18 into side faces 19 and 20 of a head 21 of the key 1.
  • the stop surface 17 and the side surface 19 and the stop surface 18 and the side surface 20 form an obtuse angle W2 in their transition region.
  • the transition areas are pressed against the edges 4 and 5 by the spring force of the knob 8.
  • the edges 4 and 5 run in a radius R around a point P.
  • the radius r is substantially larger than that of a fillet at the apex of the angle W2. It is thereby achieved that the key both in its stop surface 17 or 18 and in its side surface 19th or 20 has a line of contact with the edge 4 or 5.
  • the line of contact B of the stop surface 17 or 18 becomes effective when the button 1 is pressed as a tilt axis.
  • the line of contact Z of the side surface 19 or 20 is effective when the key 1 is reset and improves the centering of the key 1 in its initial position.
  • the stop surfaces 17 and 18 form an acute angle W3 with the plane of the carrier plate 2.
  • the acute angles W1 and W3 are approximately the same size and are, for example, 12 °.
  • the side surfaces 19 and 20 are curved in a radius R around the pump P. The radius R is dimensioned such that the side surfaces 19 and 20 do not strike the edge of the recess 3 before the conductor disk 10 connects the conductor tracks 11 and 12.
  • the edges 4 and 5 can be formed with sharp edges in such a way that the lines of contact K and Z practically coincide.
  • the edge 4 or 5 lies directly in the apex of the obtuse angle W2 formed between the stop surface 17 or 18 and the side surface 19 or 20.

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Abstract

Bei einer Tastatur mit in Ausnehmungen einer Trägerplatte (2) angeordneten Tasten (1) und mit elektrischen Kontakten einer Kontaktplatte (6) unterhalb der Tasten (1) ist zwischen der Taste (1) und der Trägerplatte (2) eine Kippachse vorgesehen. Für ein symmetrisches Schaltverhalten ist an beiden Seiten der Taste (1) eine Kippachse vorgesehen. Die Kippachsen sind von Kanten (4, 5) gebildet, an denen die Taste (1) mit stumpfen Winkeln (W2) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit in Ausnehmungen einer Trägerplatte angeordneten Tasten und mit elektrischen Kontakten einer Kontaktplatte unterhalb der Tasten, wobei zwischen der Taste und der Trägerplatte eine Kippachse vorgesehen ist, die der Kippachse gegenüberliegende Seitenfläche des Tastenkopfes für die Kippbewegung eingezogen ist und der Tastenfuß unter der Federkraft des Kontakts steht.
  • Eine derartige Tastatur ist in der DE-AS 24 59 464 beschrieben. Bei dieser Tastatur sind die Tasten einstückig mit der Trägerplatte ausgebildet. Ein Verbindungsstück zwischen Taste und Trägerplatte bildet die Kippachse.
  • Ungünstig ist bei der Tastatur nach der DE-AS 24 59 464, daß die Tastenbewegung nicht symmetrisch ist, so daß das Betätigungsverhalten bei einem Druck auf die eine Seite der Taste anders ist als bei einem Druck auf die andere Seite der Taste.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tastatur der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der die Tasten ein symmetrisches Kippverhalten aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Tastatur der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an beiden Seiten der Taste eine Kippachse vorgesehen ist, daß jede Kippachse von einer Kante der Ausnehmung der Trägerplatte gebildet ist, und daß an der Kippachse die Taste mit einem stumpfen Winkel anliegt, der zwischen der Seitenfläche des Tastenkopfes und einer Anschlagfläche des gegenüber dem Tastenkopf unter die Trägerplatte vorspringenden Tastenfußes gebildet ist.
  • Das Kippverhalten und damit das Schaltverhalten der Taste ist gleich, ob diese mehr an der einen oder mehr an der anderen Seite betätigt wird. Im einen Fall kippt die Taste um die eine Kippachse, ohne daß die andere Kippachse dies beeinflußt. Im andern Fall kippt die Taste um die andere Kippachse. Zugleich ist dabei eine Hebelwirkung gegeben. Die Gestaltung der Kippachsen bringt keinerlei zusätzliche Rückstellkräfte mit sich, die bei der Betätigung überwunden werden müssen und die zu unterschiedlichen Betätigungskräften der einzelnen Tasten der Tastatur führen könnten. Die notwendige Betätigungskraft ist allein von der Gestaltung der Kontaktplatte abhängig.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung stehen die Anschlagflächen bei nichtbetätigter Taste in spitzen Winkeln zur Ebene der Trägerplatte. Damit ist sichergestellt, daß die Kippachse bei der Betätigung der Taste nicht wandert. Vorzugsweise sind die spitzen Winkel dabei so bemessen, daß die Anschlagfläche bei geschlossenem Kontakt an der Trägerplatte anliegt. Damit wird das Druckpunktverhalten der Kontaktplatte nicht beeinflußt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen. Die Figur zeigt eine Teilansicht einer Tastatur im Schnitt.
  • In der Figur ist lediglich eine einzige Taste 1 der Tastatur dargestellt. Je nach dem Einsatzbereich weist die Tastatur eine Mehrzahl gleichartiger Tasten in einer gemeinsamen Trägerplatte 2 auf.
  • Die Trägerplatte 2 ist mit einer Ausnehmung 3 versehen, in der die Taste 1 sitzt. Die Trägerplatte 2 weist in der Ausnehmung 3 Kanten 4 und 5 auf. Unterhalb der Trägerplatte 2 ist eine Kontaktplatte 6 angeordnet.
  • Die Kontaktplatte 6 weist eine Gummimatte 7 mit Noppen 8 und eine Leiterplatte 9 auf, die unterhalb der Gummimatte 7 befestigt ist. In die Noppe 8 ist eine Leiterscheibe 10 eingeklebt, welche beim Niederdrücken der Noppe 8 zwei elektrische Leiterbahnen 11 und 12 der Leiterplatte 9 verbindet.
  • Die Taste 1 liegt in der Ausnehmung 3 und steht mit einem mittigen Kontaktanschlagspunkt 13 ihres Fußes 14 auf der Noppe 8 auf.
  • Der Fuß 14 springt unter die Trägerplatte 2 vor. Vom Anschlagpunkt 13 aus verläuft der Fuß 14 in Schrägen 15 und 16, die zur Ebene der Trägerplatte 2 in einem Winkel W1 stehen.
  • Der Fuß 14 geht mit Anschlagflächen 17 und 18 in Seitenflächen 19 und 20 eines Kopfes 21 der Taste 1 über. Die Anschlagfläche 17 und die Seitenfläche 19 sowie die Anschlagfläche 18 und die Seitenfläche 20 bilden in ihrem Übergangsbereich einen stumpfen Winkel W2. Die Übergangsbereiche sind durch die Federkraft der Noppe 8 gegen die Kanten 4 bzw. 5 gedrückt.
  • Die Kanten 4 und 5 verlaufen beim Ausführungsbeispiel in einem Radius R um einen Punkt P. Der Radius r ist im Ausführungsbeispiel wesentlich größer als der einer Ausrundung im Scheitel des Winkels W2. Dadurch ist erreicht, daß die Taste sowohl in ihrer Anschlagfläche 17 bzw. 18 als auch in ihrer Seitenfläche 19 bzw. 20 eine Berührungslinie mit der Kante 4 bzw. 5 aufweist. Die Berührungslinie B der Anschlagfläche 17 bzw. 18 wird beim Drücken der Taste 1 als Kippachse wirksam. Die Berührungslinie Z der Seitenfläche 19 bzw. 20 wird bei der Rückstellung der Taste 1 wirksam und verbessert die Zentrierung der Taste 1 in ihrer Ausgangslage.
  • Die Anschlagflächen 17 und 18 bilden mit der Ebene der Trägerplatte 2 einen spitzen Winkel W3. Die spitzen Winkel W1 und W3 sind etwa gleich groß und betragen beispielsweise 12°. Die Seitenflächen 19 und 20 sind in einem Radius R um die Pumpe P gekrümmt. Der Radius R ist so bemessen, daß die Seitenflächen 19 bzw. 20 nicht am Rand der Ausnehmung 3 anschlagen, bevor die Leiterscheibe 10 die Leiterbahnen 11 und 12 verbindet.
  • Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:
    • Wird im in der Figur rechten Bereich auf den Tastenkopf 21 gedrückt, dann kippt dieser um die von der Berührungslinie K der Anschlagfläche 17 gebildete Kippachse. Dabei wird vom Anschlagpunkt 13 die Noppe 8 zusammengedrückt bis die Leiterscheibe 10 die elektrischen Leiterbahnen 11 und 12 verbindet. Erst wenn die Kippbewegung um den Winkel W3 durchgeführt ist, trifft die Anschlagfläche 17 von unten auf die Trägerplatte 2. Die Schräge 16 erlaubt den erforderlichen Tastenhub, ohne daß die Taste vor dem Ende des Hubes auf die Gummimatte 7 aufstößt. Nach dem Loslassen des Kopfes 21 wird die Taste 1 durch die Rückstellkraft der Noppe 8 in die gezeigte Stellung zurückbewegt und an den Berührungslinien Z der Seitenflächen 19 und 20 zentriert.
    • Wird der Tastenkopf 21 in seinem in der Figur linken Bereich beaufschlagt, dann erfolgt die Verschwenkung um die Berührungslinie K der Anschlagfläche 18 in der vorbeschriebenen Weise. Das Schaltverhalten und die notwendige Betätigungskraft ist in beiden Fällen gleich.
    • Wird der Tastenkopf 21 in der Mitte beaufschlagt, dann können sich die beiderseitigen Scheitel von den Kanten 4 und 5 bzw. den beiden Berührungslinien Z lösen. Durch den Anschlagpunkt 13 wird die Noppe 8 zusammengedrückt.
  • In einer weiteren Ausführung der Erfindung können die Kanten 4 und 5 in der Weise scharfkantig ausgebildet sein, daß die Berührungslinien K und Z praktisch zusammenfallen. In diesem Falle liegt die Kante 4 bzw. 5 direkt im Scheitel des zwischen der Anschlagfläche 17 bzw. 18 und der Seitenfläche 19 bzw. 20 gebildeten stumpfen Winkels W2.

Claims (8)

1. Tastatur mit in Ausnehmungen einer Trägerplatte angeordneten Tasten und mit elektrischen Kontakten einer Kontaktplatte unterhalb der Tasten, wobei zwischen der Taste und der Trägerplatte eine Kippachse vorgesehen ist, die der Kippachse gegenüberliegende Seitenfläche des Tastenkopfes für die Kippbewegung eingezogen ist und der Tastenfuß unter der Federkraft des Kontaktes steht, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Taste (1) eine Kippachse (K) vorgesehen ist, daß jede Kippachse (K) von einer Kante (4, 5) der Ausnehmung (3) gebildet ist und daß an der Kippachse (K) die Taste mit einem stumpfen Winkel (W2) anliegt, der zwischen der Seitenfläche (19, 20) des Tastenkopfes (21) und einer Anschlagfläche (17, 18) des gegenüber dem Tastenkopf (21) unter die Trägerplatte (2) vorspringenden Tastenfußes (14) gebildet ist.
2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (4, 5) in einem Radius (r) verläuft, der größer als eine Ausrundung des Scheitels des stumpfen Winkels (W2) ist, und daß die Anschlagfläche (17, 18) in einer Berührungslinie (K) und die Seitenfläche (19, 20) in einer weiteren Berührungslinie (Z) an der Kante (4, 5) anliegen.
3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der stumpfen Winkel unter der Federkraft des Kontaktes (8, 10, 11, 12) an den Kanten (4, 5) anliegen.
4. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (17,18) bei nichtbetätigter Taste (1) in spitzen Winkeln (W3) zur Ebene der Trägerplatte (2) stehen.
5. Tastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel (W3) so bemessen sind, daß die Anschlagfläche (17, 18) bei geschlossenem Kontakt (10, 11, 12) an der Trägerplatte (2) anliegt.
6. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die den Kippachsen (K) gegenüberliegenden Seitenflächen (20, 19) des Tastenkopfes (21) in einem Radius (r) gekrümmt sind.
7. Tastatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenfuß (14) von seinem mittigen Kontakt-Anschlagpunkt (13) ausgehende, im spitzen Winkel (W1) zur Ebene der Trägerplatte (2) verlaufende Schrägen (15, 16) aufweist.
8. Tastatur nach Anspruch 7 und Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel (W1, W3) gleich groß sind.
EP83102067A 1982-03-10 1983-03-03 Tastatur Expired EP0088365B1 (de)

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EP0088365B1 EP0088365B1 (de) 1986-10-22

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