Membrantastatur

Abstract

 Die Membrantastatur besitzt eine Stützplatte mit senkrecht von ihrem Boden abstehenden Stiften (11). Diese Stifte ragen durch Öffnungen (22) einer Codierplatte (20) hin­durch und über deren Oberfläche hinaus und bilden damit Abstandhalter für eine Membran (30). Zusätzlich dienen sie zur Halterung und Ausrichtung der Codierplatte (20)

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Membrantastatur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Eine solche Membrantastatur ist aus der US-PS 4 365 130 bekannt. Sie hat - von unten nach oben - folgenden Aufbau:
- eine Stützplatte aus relativ hartem Material
- darüber liegt eine dünne Schicht aus Klebstoff und
- darüber eine Codierplatte aus flexiblem, elektrisch isolierendem Material.

[0003] Die Codierplatte besitzt an ihrer Oberseite elektrische Schaltkontaktflächen und Leiterbahnen, die in herkömm­licher Weise, beispielsweise mittels Siebdruck- oder Ätztechnik aus Kupfer, Silber oder sonstigem leitfähigen Material aufgebracht sind. Über der Codierplatte ist eine Abstandhalteschicht aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, wobei diese Schicht gegenüberliegend zu den Schaltkontaktflächen Aussparungen besitzt. Darüber liegt eine flexible Membran, die gegenüberliegend zu den Aussparungen an ihrer Unterseite elektrisch leitfähige Bereiche aufweist. Darüber befindet sich schließlich ein Deckel, der wiederum gegenüberliegend zu den Schalt­kontaktflächen Aussparungen besitzt.

[0004] Ein elektrischer Kontakt wird dadurch geschlossen, daß die flexible Membran beispielsweise per Fingerdruck niedergedrückt wird, so daß ein elektrisch leitfähiger Bereich durch die Aussparungen der Abstandhalteschicht hindurchragt und die zugehörigen Schaltkontaktflächen auf der Codierplatte elektrisch miteinander verbindet.

[0005] Ähnliche Membrantastaturen sind auch aus folgenden Druck­schriften bekannt:
- DE-OS 30 12 717
- US-PS 4 405 849
- US-PS 4 385 215.

[0006] Die Verwendung einer eigenen Abstandhaltefolie ist auf­wendig. Zum einen muß ein zusätzliches Bauteil gefertigt werden und zum anderen muß dieses bei der Montage präzise ausgerichtet und fixiert werden, damit er sich beim späteren Betrieb nicht verschiebt.

[0007] Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden (vgl. EP-A1-0 124 862, DE-OS 26 23 229, US-PS 4 391 845), statt einer Abstandhaltefolie unmittelbar auf die Codierplatte Abstandhalter bzw. sog. Spacer aufzubringen und zwar in Form von aufgedruckten (z.B. Siebdruck) Isolierschichten oder in Form von aufgeklebten Distanzstücken.

[0008] Das Aufdrucken oder Aufkleben von Spacern hat allerdings folgende Nachteile:
Es wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich, der neben dem aufwendigen Ausrichten einer Siebdruckmaschine auch Trocknungs- oder Aushärtzeiten mit sich bringt. Weiterhin ist es beim Siebdruck nicht immer sicherzustel­len, daß Schichten ausreichender Dicke aufgedruckt werden.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Membrantastatur der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei vereinfachtem Aufbau sehr funktionssicher ist.

[0010] Die Funktionssicherheit bezieht sich darauf, daß Fehlkon­takte verhindert werden und daß die einzelnen Bauteile der Membrantastatur nicht mehr gegeneinander verrutschen können. Weiterhin soll die Membrantastatur einfach herzu­stellen und zu montieren sein.

[0011] Die oben angegebene Aufgabe wird durch die im Patentan­spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Aus­gestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0012] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­beispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt der Membrantastatur nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt einer Einzelheit nach einer Weiter­bildung der Erfindung;

Fig. 3, 4 und 5 Draufsichten der Membrantastatur bei fortge­ lassener Membran zur Darstellung der Anordnung der Stifte und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Variante der bei der Erfindung verwendeten Stützplatte.

[0013] Die Membrantastatur der Fig. 1 besteht nur noch aus drei Grundkomponenten, nämlich einer Stützplatte 10, einer Codierplatte 20 und einer Membran 30. Die Stützplatte 10, die beispielsweise auch das Gehäuse einer elektro­technischen Funktionsgruppe, beispielsweise das Gehäuse eines Fernbediensenders für Fernsehgeräte, das Gehäuse eines Taschenrechners oder das Gehäuse einer Wähltastatur bei Telefonapparaten sein kann, ist aus elektrisch nicht leitendem Material, wie z.B. Kunststoff und weist senk­recht von seinem Boden abstehende Stifte 11 auf. Vorzugs­weise sind diese Stifte einstückig mit der Stützplatte verbunden. Sie können jedoch auch als separate Teile her­gestellt sein und nachträglich aufgeklebt, eingesetzt, eingeschraubt, vernietet usw. sein. Der Querschnitt der Stifte 11 kann kreisförmig, quadratisch, rechteckig, dreieckig oder von sonstiger Form sein.

[0014] In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 hat die Stützplatte 10 Seitenwände 15, deren obere Stirnfläche in einer Ebene mit der oberen Stirnfläche der Stifte 11 liegt. Weiterhin haben diese Seitenwände 15 an ihrem oberen Ende eine Verbreiterung 17, welche ihrerseits eine Abschrägung 16 besitzt, die nach innen, d. h. zur gegenüberliegenden Seitenwand weist.

[0015] Weiterhin besitzt die Membrantastatur eine Codierplatte 20, die Schaltkontaktflächen 21 sowie nicht dargestellte Leiterbahnen besitzt. Die Schaltkontaktflächen sind in herkömmlicher Weise gestaltet, beispielsweise entsprechend den Schaltkontaktflächen der US-PS 4 365 130 oder der US-PS 4 391 845. Die Codierplatte 20 selbst ist aus elek­trisch isolierendem Material. Sie kann auch aus einer dünnen, flexiblen Folie bestehen. Die Schaltkontaktflächen und die Leiterbahnen sind in herkömmlicher Weise, bei­spielsweise durch Ätzen oder Aufdrucken aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Die Codierplatte 20 besitzt mehrere Öffnungen 22, die so angeordnet sind, daß jeweils durch eine der Öffnungen einer der Stifte 11 hindurchragt. Die Codierplatte 20 wird dabei so in die Stützplatte 10 eingesetzt, daß ihre Unterseite auf dem Boden der Stützplatte aufliegt. Durch die Stifte 11 ist sie gegen seitliches Verrutschen gesichert. Weiterhin ist sie dadurch gegenüber der Stützplatte zentriert.

[0016] Die dritte Baugruppe ist die Membran 30, die aus ela­stischem Material besteht und zumindest gegenüberliegend zu den Schaltkontaktflächen 21 an ihrer Unterseite elek­trisch leitfähig ist. Beim Ausführungsbeispiel der Neue­rung ist die Membran 30 an ihrer gesamten Unterseite elektrisch leitfähig, beispielsweise durch eine Beschich­tung aus leitfähigem Lack. Die Membran 30 liegt auf der oberen Stirnseite der Stifte 11 und an den Rändern der Seitenwände 15 auf. Die Länge der Stifte 11 ist so ge­wählt, daß die Stifte soweit aus der Codierplatte 20 herausragen, daß sie die Membran in einem solchen Ab­stand oberhalb der Schaltkontaktflächen halten, daß einerseits unerwünschte Berührungen zwischen der Membran und der Schaltkontaktflächen 21 bei mechanischen Er­schütterungen vermieden werden und andererseits die Membran 30 durch Fingerdruck an ausgewählten "Schalt­punkten" in Richtung der Pfeile 32 die Schaltkontakt­flächen 21 des ausgewählten Schaltkontaktes berühren und damit elektrisch miteinander verbinden.

[0017] Die Verbreiterung 17 der Seitenwände 15 wirkt zusammen mit den Abschrägungen 16 als Schnappverschluß, der die Codierplatte 20 gegen ein Herausfallen sichert.

[0018] Als weitere Sicherung kann die Codierplatte 20 an der Stützplatte 10 angeklebt sein und insbesondere im Bereich der Stifte 11. Mit anderen Worten kann zwischen dem Innen­durchmesser der Öffnungen 22 und dem Außendurchmesser der Stifte 11 ein Klebstoff vorhanden sein.

[0019] Nach der in Fig. 2 gezeigten Weiterbildung der Erfindung können die Stifte 11 durch Warmverstauchung oder Ultra­schallverschweißung einen verdickten Kopf 12 erhalten, wodurch die Codierplatte 20 auch im Bereich der Stifte formschlüssig gegen ein Herausfallen gesichert ist. Hier ist bei der Fertigung der Stützplatte darauf zu achten, daß die Länge der Stifte 11 so gewählt ist, daß durch die beim Warmverstauchen erfolgte Verkürzung noch ein aus­reichender Abstand zwischen der Unterseite 31 der Membran 30 und den Schaltkontaktflächen 21 verbleibt.

[0020] Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Varianten für die Anordnung der Stifte 11 (und der Öffnungen 22) bezüg­lich der Schaltkontaktflächen 21. Die Schaltkontaktflächen sind in diesen Figuren lediglich als Kreise dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß jegliche bekannte Formen von Schaltkontaktflächen hier verwendet werden können.

[0021] In den Fig. 3 und 4 ist eine "Vierpunktabstützung" vorge­sehen, d. h. die Membran wird bezüglich jeder Schalt­kontaktfläche 21 durch vier Stifte abgestützt. Da in den Figuren 3 und 4 die Schaltkontaktflächen 21 zeilen- und spaltenweise in gleichförmiger Teilung angeordnet sind, können bei beiden Ausführungsbeispielen die Stifte 11 rotationssymmetrisch bezogen auf die Mitte des Schalt­kontaktflächen angeordnet sein, d.h. sie liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt auch der Mittelpunkt der Schalt­kontaktfläche ist.

[0022] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 liegen die Stifte 11 an Schnittpunkten von Diagonalen 23, die die Mittelpunkte von diagonal benachbarten Schaltkontaktflächen 21 mitein­ander verbinden. Bezogen auf die zeilen- und spaltenweise Anordnung der Schaltkontaktflächen 21 bilden die um eine Schaltkontaktfläche angeordneten Stifte 11 also ein Quadrat.

[0023] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 handelt es sich eben­falls um eine "Vierpunktabstützung". Die einzelnen Stifte 11 liegen dabei jedoch auf Geraden 24, welche die Mittel­punkte der Schaltkontaktflächen 21 zeilen- und spaltenwei­se verbinden. Weiterhin liegen die Stifte 11 so auf die­sen Linien, daß sie jeweils genau auf der Mitte zwischen zwei benachbarten Schaltkontaktflächen liegen. Die eine Schaltkontaktfläche umgebenden Stifte spannen damit eben­falls ein Quadrat auf, das gegenüber den Quadraten der Fig. 3 jedoch um 45° gedreht ist.

[0024] In Fig. 5 ist eine "Dreipunktabstützung" gezeigt, d. h. pro Schaltkontaktfläche 21 ist die Membran nur durch drei Stifte 11 abgestützt. Diese spannen daher bezüglich der jeweiligen Schaltkontaktfläche 21 ein Dreieck auf. Sofern der Abstand der Schaltkontaktflächen 21 in Zeilen- und Spaltenrichtung gleich ist, werden damit gleichseitige Dreiecke gebildet, in deren Flächenschwerpunkt der Mittel­punkt der Schaltkontaktflächen liegt.

[0025] Ist dagegen - wie in Fig. 5 gezeigt - der Abstand in Zeilen- und Spaltenrichtung verschieden, so werden gleich­schenklige Dreiecke gebildet, wie durch die Linien 25, 26 und 27 angedeutet. Weiterhin liegen die Stifte 11 auf Linien 26, die zeilenweise genau in der Mitte zwischen benachbarten Zeilen von Schaltkontaktflächen verläuft.

[0026] Fig. 6 zeigt noch eine Weiterbildung der Stützplatte 10. Diese hat zur Versteifung senkrecht von ihrem Boden ab­stehende Stege 13 und 14, wobei an Kreuzungspunkten der Stege 13 und 14 je ein Stift 11 nach oben absteht. Die Codierplatte liegt dann nur auf der oberen Stirnseite der Stege auf. Auch hier sind die Seitenwände 15 - ähnlich wie in Fig. 1 - hochgezogen, so daß ihre Stirnflächen in einer Ebene mit den Stirnflächen der Stifte 11 liegt. Die Membran liegt dann also auch hier auf den Stiften 11 und den Stirnflächen der Seitenwände 15 auf.

Ansprüche

1. Membrantastatur mit einer Stützplatte, einer darauf angeordneten Codierplatte, die elektrische Schalt­kontaktflächen aufweist und mit einer flexiblen Membran, die im Abstand gegenüberliegend zur Codier­platte angeordnet ist und zumindest gegenüberliegend zu den Schaltkontaktflächen elektrisch leitfähige Bereiche aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Codierplatte (20) seitlich neben den Schalt­kontaktflächen (21) Öffnungen (22) aufweist, durch welche Stifte (11) aus elektrisch nicht leitendem Material hindurchragen und daß sich die Stifte (11) von der Stützplatte (10) bis zur Membran (30) er­ strecken, wobei sie über die Oberfläche der Codier­platte hinausragen.

2. Membrantastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Stifte (11) einstückig mit der Stütz­platte (10) verbunden sind.

3. Membrantastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Stifte (11) einen verdickten Kopf (12) aufweisen, der die zugeordnete Öffnung (22) seitlich überlappt.

4. Membrantastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen dem Innendurchmesser der Öffnungen (22) und dem Außendurchmesser der Stifte (11) ein Klebstoff vorhanden ist.

5. Membrantastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (22) und die Stifte (11) in der Draufsicht rotationssymmetrisch zu den Mittelpunkten der Schaltkontaktflächen (21) angeordnet sind.

6. Membrantastatur nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Öffnung (22) und Stifte (11) in einem gleichförmigen Raster angeordnet sind und zwar so, daß sie auf den Kreuzungspunkten von Diago­nalen (23) liegen, die die Mittelpunkte benachbarter Schaltkontaktflächen (21) verbinden.

7. Membrantastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­net, daß die Öffnungen (22) und Stifte (11) in einem gleichförmigen Raster angeordnet sind und zwar so, daß sie auf Geraden (24) liegen, welche die Mittel­ punkte der Schaltkontaktflächen (21) zeilen- und spaltenweise verbinden und wobei weiterhin die Öff­nungen (22) und Stifte (11) zu den Mittelpunkten der jeweils unmittelbar benachbarten Schaltkontakt­flächen gleichen Abstand haben.

8. Membrantastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22) und die Stifte (11) so rings um die jeweiligen Schalt­kontaktflächen (21) angeordnet sind, daß Verbindungs­linien (25, 26, 27) ein Dreieck bilden, in welchem der Mittelpunkt der zugeordneten Schaltkontaktflächen (21) liegt.

9. Membrantastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (10) von ihrem Boden vertikal abstehende Stege (13, 14) auf­weist, wobei an Kreuzungspunkten der Stege jeweils ein Stift (11) über die Oberkante der Stege absteht.

10. Membrantastatur nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß Seitenwände (15) der Stützplatte (10) in einer Ebene mit der oberen Stirnseite der Stifte (11) liegen.

11. Membrantastatur nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Seitenwände (15) der Stützplatte (10) einen verdickten Kopf (17) aufweisen, der eine Abschrägung (16) aufweist, die nach innen, d. h. zur gegenüberliegenden Seitenwand hin geneigt ist.

12. Membrantastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (30) an ihrer gesamten Unterseite elektrisch leitfähig ist.

13. Membrantastatur nach Anspruch 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Membran (30) aus einem homogenen, elektrisch leitfähigen Material besteht.

Zeichnung