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Tastenschaltersystem
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Die Erfindung betrifft ein Tastenschaltersystem, insbesondere für
Bedienungsfeld er nachrichtentechnischer Geräte, mit gewölbten und federnden Kontaktelenenten
aus elektrisch leitendem Material, die nach Auslenkung durch eine Normaßkraft vorbestimmter
Größe elastisch in eine entgegengesetzte Lage umschnappen, äeweils mit auf einer
Trägerplatte angeordneten festen Kontakten in Bührung kommen und bei Druckentlastung
selbsttätig in ihre Ausgangslage zurückschnappen.
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Aus der DT-OS 2- 263 321 ist bereits ein Tastenschalter bekannt, der
eine elektrisch leitende und aus federndem Material bestehende Kontaktscheibe aufweist,
die derart gewölbt ist, daß sie bei einem Betätigungsdruck in die entgegengesetzte
Lage umschnappt, zwei Kontaktfelder elektrisch leitende überbrückt und bei Druckentlastung
selbständig in ihre Anfangslage zurückschnappt. Mit dieser Anordnung können nur
zwei Kontakte elektrisch miteinander verbunden werden.
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In dem D2-GM 7 435 360 ist eine Tastatur beschrieben, bei dem ein
kegel- oder trichterförmiges, federndes Kontaktelement mit seinem rohrförmigen Ansatz
in Ausnehmungen einer Trägerplatte eingesetzt und auf deren Rückseite mit Leiterbahnen
elektrisch verbunden ist. Beim Niederdrücken eines Druckknopfes kontaktiert jedes
Kontaktelement mit seinen Außenbereichen mit einer oder mehreren Kontaktanschlußflächen
auf der Vorderseite der Trägerplatte. Bei dieser Anordnung ist eine beidseitig metallkaschierte
Trägerpiatte erforderlich.
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Dem D1-GM 7 437 240 entnimmt man ein Tastenschaltersystem, bei dem
erste Erhebungen auf der Innenseite eines gewölbten, elektrisch leitenden Schaltelements
auf isolierten oder leitenden Feldern einer Trägerplatte aufliegen und zweite Erhebungen
sich in einem geringen Abstand von zugeordneten isolierten Kontaktfeldern auf der
Trägerplatte befinden und bei Betätigung einer
Drucktaste mit diesen
kontaktieren. Diese Schaltelemente sind mit streifenförmigen Bahnen miteinander
verbunden und werden durch Stanzen gemeinsam aus einem Metallstreifen hergestellt.
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Das anschließende exakte Wölben der aneinanderhängenden Schaltelemente
ist technologisch schwierig und aufwendig, so daß die zusammenhängenden Schaltelemente
nur selten in der Betätigung gleich sind. Zudem können mit dieser Schalteranordnung
nur vier Kontakte bzw. zwei Stromkreise geschaltet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tastenschaltersystem
der oben erwähnten Gattung zu erstellen, das einfach in der Herstellung ist und
die Anzahl der mit einem Tastendruck einschaltbaren Stromkreise weiter erhöht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kontaktelement
auf der Innenseite der Wölbung mit ersten Erhebungen, die in der Ausgangslage des
Kontaktelements einen gewissen Abstand von zugeordneten festen Kontakten auf der
Trägerplatte aufweisen, und mit einer zweiten Erhebung versehen ist, deren Abstand
von einer leitenden Schicht größer als derige der ersten Erhebung » on ihren zugehörigen
festen Kontakten ist, und daß bei der Auslenkung des Kontaktelements aus der Ausgangslage
zuerst die ersten Erhebungen mit den zugeordneten festen Kontakten und nach dem
Umschnappen des Kontaktelements die zweite Erhebung mit der leitenden Schicht in
Berührung kommen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß das vorgeschlagene Tastenschaltersystem leicht herzustellende Kontaktelemente
aufweist, die bei ihrer Betätigung weitgehend gleiche Eigenschaften besitzen und
damit eine sichere Kontaktgabe gewährleisten, und die Einschaltung von wenigstens
drei Stromkreisen erlaubt. Zudem wird nur eine einseitig metallbeschichtete Trägerplatte
benötigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt eines
Ausschnitts eines Tastenschaltersystems nach der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht
auf ein Kontakt element und Fig. 3 einen Querschnitt eines Kontaktelements.
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Das vorgeschlagene Tastenschaltersystem besteht aus einer isolierenden
Trägerplatte 1 mit einer Vielzahl von zu Gruppen angeordneten festen Kontakten 2
(Fig. 1). ueber der Trägerplatte 1 befindet sich eine Isolierfolie 4 gleicher Erstreckung
wie die Trägerplatte 1 mit einer Vielzahl von Aussparungen 5, die äeweils mit den
festen Kontakten 2 korrespondieren. Weiter ist über der Isolierfolie 4 eine leitende
Schicht 3 gleicher Erstreckung wie die Trägerplatte 1 mit einer Vielzahl von Aussparungen
14 angeordnet, die ebenfalls jeweils mit den festen Kontakten 2 korrespondieren.
Uber jeder Gruppe von festen Kontakten 2 ist je ein Kontaktelement 6 angeordnet,
das vorzugsweise aus einer runden, nach oben gewölbten federnden Platte aus elektrisch
leitendem Material besteht (Fig. 2, 3). Dieses Kontaktelement 6 weist drei radial
über seinen Rand hinausragende Auflagefüße 7 auf, die mit ihren freien Enden durch
die Aussparungen 14 der leitenden Schicht 3 hindurch auf der Isolierfolie s aufliegen.
Zur Fixierung der Kontaktelemente 6 in einer bestimmten Position über den jeweiligen
zugehörigen Gruppen von festen Kontakten 2 ist über der Isolierfolie 4 eine isolierende
Distanzscheibe 8 mit Aussparungen 9 angeordnet, die so bemessen sind, daß die Kontaktelemente
6 an ihrem Rand abgestützt werden, wobei ein entsprechender Raum für die Auflagefüße
7 vorgesehen ist. Über die Distanzscheibe 8 ist zum Schutz vor Feuchtigkeit und
Staub eine Abdeckfolie 10 aufgeklebt.
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Jedes Kontaktelement 6 weist auf seinen Auflagefüßen 7 dicht am Rand
des Kontaktelementes 6 äe eine erste Erhebung 11 auf, die mit einem zugeordneten
festen Kontakt 2 der Trägerplatte 1 korrespondiert und in der Ausgangslage des Kontaktelements
6 einen gewissen Abstand von diesem aufweist. Eine zweite Erhebung 12 ist in der
Mitte eines jeden Kontaktelements 6 angeordnet und weist einen Abstand von der leitenden
Schicht 3 auf, der größer als der Abstand der ersten Erhebungen 11 von den zugehörigen
festen Kontakten 2 ist.
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Beim Niederdrücken einer Taste 13, die über jedem Kontaktelement 6
zentral angeordnet ist, bewegt diese das gewölbte Kontaktelement 6 aus der Ausgangslage
in Richtung auf die Ebene der Trägerplatte 1. Bei dieser Bewegung kontaktieren zuerst
die ersten Erhebungen 11 auf den Auflagefüßen 7 mit den zugehörigen
festen
Kontakten 2 auf der Trägerplatte. Die Aussparungen 14 der leitenden Schicht 3 sind
dabei so bemessen, daß während des Schaltvorgangs kein elektrischer Kontakt zwischen
der leitenden Schicht 3 und dem Kontaktelement 6 auftreten kann. An einem gewissen
Punkt des Schaltweges schnappt dann das Kontaktelement 6 schlagartig in die zur
Ausgangslage entgegengesetzte Lage um, bringt die zweite Erhebung 12 in Berührung
mit der leitenden Schicht 3 und stellt damit eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen den festen Kontakten 2 und der leitenden Schicht 3 her.
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Dieses schlagartige Umklappen des Kontaktelements 6 vermittelt der
Bedienungsperson ein eindeutiges Tastempfinden für den Schaltvorgang und bewirkt
eine sichere Kontaktgabe der zweiten Erhebung 12 mit der leitenden Schicht 3. In
diesem Schaltzustand stehen auch die Kontaktflächen zwischen den ersten Erhebungen
11 und den festen Kontakten 2 unter einem erhöhten Kontaktdruck, so daß auch bei
diesen eine sichere Kontaktgabe gewährleistet ist.
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Nach dem Aufheben des Druckes auf die Taste 13 bewirkt die Federelastizität
des Kontaktelements 6 ein schnelles undKprellfreies Zurückkehren in die Ausgangslage,
wodurch die elektrisch leitende Verbindung zwischen den festen Kontakten²und der
leitenden Schicht 3 aufgehoben wird.
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Die nach unten weisenden Erhebungen 11, 12 auf dem Kontaktelement
6 werden vorzugsweise auf einfache Weise dadurch hergestellt, daß in das Material
des Kontaktelements 6 von der Oberseite her entsprechende Vertiefungen eingdrückt
werden. Die festen Kontakte 2 auf der isolierenden Trägerplatte 1 werden bevorzugt
in gedruckter Schaltungstechnik hergestellt und sind mit nicht dargestellten elektrischen
Schaltkreisen und die leitende Schicht 3 mit einem Massepotential verbunden. Wenn
auf der Trägerplatte 1 genügend Platz für ein isoliertes Aufliegen der Auflagefüße
7 des Kontaktelementes 6 vorhanden ist, kann die vorgesehene Isolierfolie 4 auch
entfallen.
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Das obige Tastenschaltersystem ist insbesondere für Bedienungsfeld
er von nachrichtentechnischen Geräten vorgesehen. Die einzelnen Schaltbereiche mit
Tasten 13 rund Kontaktelementen 6 werden dabei äe nach Anwendungsfall angeordnet,
und zwar vorzugsweise in matrixförmiger Form in Spalten und Zeilen.