EP0123184B1

EP0123184B1 - Keyboard arrangement

Info

Publication number: EP0123184B1
Application number: EP84103841A
Authority: EP
Inventors: Alain M. Bebié
Original assignee: Bebie+co
Current assignee: Bebie+co
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1984-04-06
Publication date: 1990-03-14
Anticipated expiration: 2004-04-06
Also published as: US4536625A; EP0123184A2; EP0123184A3; DE3481670D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tastaturanordnung nach den Oberbegriffen der Ansprueche 1 bzw. 2.The present invention relates to a keyboard arrangement according to the preambles of claims 1 and 2, respectively.

Es ist aus der DE-OS 2 540 011 eine Tastaturanordnung bekannt, bei der eine gummielastische Matte aufragende Tastenbereiche aufweist, die im Rahmen der Eigenelastizitaet des die Tastenbereiche umgebenden Mattenmaterials bezueglich der Traegeranordnung bewegbar sind, wobei die Tastenbereiche mit traegeranordnungsseitigen Schaltorganen fuer Signalpfade wirkverbunden sind. Die Traegeranordnung ist dabei so ausgebildet, dass sie die Matte, von der Bedienungsseite her betrachtet, soweit abdeckt, dass nur die Tastenbereiche der Matte zugaenglich sind. Zur Montage wird die Matte grundsaetzlich zwischen einen ersten Teil der Traegeranordnung mit den erwaehnten Schaltorganen und einer Abdeckung als zweiten Teil, mit den entsprechenden Oeffnungen fuer den Tastenbereichzugriff, eingeklemmt montiert. Diese Anordnung weist einterseits den Nachteil auf, dass zwischen der Abdeckung mit den entsprechenden Oeffnüngen fuer den Zugriff zu den Tastenbereichen und der gummielastischen Matte Hohlraeume entstehen, die mit Bezug auf Schmutzansammlung und entsprechende Reinigbarkeit unerwuenscht sind. Anderseits koennen die Tastenbereiche, je nach der Beanspruchung bei ihrer Betaetigung, linear oder kippend bewegt werden, was, da nur die ersterwaehnte Bewegung zuverlaessige Schalthandlungen bewirkt, du diesbezueglicher Unsicherheit fuehrt.A keyboard arrangement is known from DE-OS 2 540 011, in which a rubber-elastic mat has upstanding key areas that can be moved with respect to the carrier arrangement within the framework of the inherent elasticity of the mat areas surrounding the key areas, the key areas being operatively connected to switching elements for signal paths on the carrier arrangement side. The carrier arrangement is designed such that it covers the mat, viewed from the operator side, to such an extent that only the key areas of the mat are accessible. For assembly, the mat is basically clamped between a first part of the carrier arrangement with the mentioned switching elements and a cover as a second part, with the corresponding openings for the key area access. On the one hand, this arrangement has the disadvantage that cavities are created between the cover with the corresponding openings for access to the key areas and the rubber-elastic mat, which are undesirable with regard to dirt accumulation and corresponding cleanability. On the other hand, the key areas can be moved linearly or tilting, depending on the stress during their operation, which, since only the first-mentioned movement causes reliable switching operations, leads to this uncertainty.

Aus der US-PS 4 289 940 ist eine Tastaturanordnung der eingangs genannten Art bekannt. Dadurch, dass die hier bekannt gemachte Tastaturanordnung im wesentlichen gleich wie die aus der DE-OS 2 540 011 bekannte aufgebaut ist, aber die gummielastische Matte die Traegeranordnung dichtend abdeckt, wird hier der erwaehnte Nachteil bezueglich Schmutzansammlung und Reinigbarkeit behoben. Da aber auch gemaess der US-PS 4 289 940 die Tastenbereiche je nach ihrer Beanspruchung bei ihrer Betaetigung unterschiedlich bewegbar sind, verbleibt auch hier der erwaehnte Nachteil bezueglich Schaltsicherheit.A keyboard arrangement of the type mentioned at the outset is known from US Pat. No. 4,289,940. Because the keyboard arrangement made known here is constructed essentially the same as that known from DE-OS 2 540 011, but the rubber-elastic mat covers the carrier arrangement in a sealing manner, the mentioned disadvantage with regard to dirt accumulation and cleanability is eliminated here. However, since, according to US Pat. No. 4,289,940, the key areas can be moved differently depending on their stress when they are operated, the mentioned disadvantage with regard to switching reliability also remains here.

Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, diesen Nachteil bei einer solchen Tastaturanordnung eingangs genannter Art zu beheben.The aim of the present invention is to remedy this disadvantage with such a keyboard arrangement of the type mentioned at the beginning.

Dies wird bei einer solchen Tastaturanordnung, die sich nach dem Wortlaut des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 bzw. 2 auszeichnet, erreicht.This is achieved with such a keyboard arrangement, which is distinguished by the wording of the characterizing part of claims 1 and 2, respectively.

Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass die Tastenbereiche mindestens abschnittsweise durch duenner als die Tastenbereiche dimensionierte, freiliegende Federbereiche der Matte gehaltert sind.It is further proposed that the key areas are held at least in sections by exposed spring areas of the mat that are dimensioned thinner than the key areas.

Es wird nun weiter vorgeschlagen dass an jedem Tastenbereich mindestens ein Schalterteil zur Signalfuehrung angebracht ist. Dadurch wirken die Tastenbereiche unmittelbar mit den daran angeordneten schaltaktiven Partien als Teile vorgesehener Schaltorgane.It is now further proposed that at least one switch part for signal routing is attached to each key area. As a result, the key areas with the switching-active parts arranged thereon act as parts of the switching elements provided.

Sind die vorgesehenen Schaltorgane zur Schaltung elektrischer Signale vorgesehen, so wird vorgeschlagen, dass der Schalterteil aus einem leitenden Kunststoff besteht, wie aus leitendem Sikilonautschuk.If the switching elements provided for switching electrical signals are provided, it is proposed that the switch part be made of a conductive plastic, such as conductive silicon rubber.

Vorzugsweise werden dabei die Matte und der Schalterteil aus demselben Grundmaterial hergestellt und der Schalterteil zur elektrischen Leitung behandelt.Preferably, the mat and the switch part are made from the same base material and the switch part is treated for electrical conduction.

Damit wird eine aeusserst einfache Schaltmatte-Schaltorgan-Kombination erzielt. ₁ An extremely simple safety mat / switching element combination is thus achieved. ₁

Bei Tastaturanordnungen ist es im weiteren wesentlich, dass die Bedienungsperson ueber ein bestimmtes Kriterium die Rueckmeldung darueber erhaelt, ob die Betaetigung einer Taste auch zum angestrebten Schalten eines Signals gefuehrt hat oder nicht. Dies wird nun an der oben definierten erfindungsgemaessen Matte so realisiert, dass die Federbereich-Mattenpartien so ausgebildet werden, dass bei Betaetigung eines Tastenbereiches gegen die Traegeranordnung hin in Abhaengigkeit des Betaetigungsweges schnappend ein Betaetigungsdruckmaximum durchlaufen wird.In the case of keyboard arrangements, it is also essential that the operator receives feedback about a certain criterion as to whether pressing a key has also led to the desired switching of a signal or not. This is now realized on the mat according to the invention defined above in such a way that the spring area mat sections are designed such that when a button area is pressed against the carrier arrangement, depending on the actuation path, an actuation pressure maximum is snapped through.

Damit erfolgt die Tastenbereich-Betaetigung erst gegen einen mit dem Betaetigungsweg zunehmenden Reaktionsdruck, und bei Durchlaufen einer bestimmten Tastenbereichsposition und des ihr zugeordneten Reaktionskraftmaximums schnappt die Taste in ihre schaltaktive Position: Das Ueberwinden des Betaetigungsdruckmaximums wirkt via betaetigenden Finger einer Bedienungsperson rueckmeldend zurueck.This means that the key range is only pressed against a reaction pressure that increases with the actuation path, and when a certain key range position and the associated reaction force maximum are run through, the key snaps into its switching-active position: overcoming the actuation pressure maximum has a feedback effect via an operating finger of an operator.

Vorzugsweise ragen im weiteren die Tastebereiche in Mattenquerschnitt auf die der Traegeranordnung abgekehrte Mattenseite auf, d.h. auf die Betaetigungsseite der Matte, entweder indem die Tastenbereiche mit Bezug auf mattensenkrechte Achse koaxial, grundsaetzlich zylinder- oder kegelstumpffoermig, vorspringen, oder sich auf eine Seite von den Auflagebereichen kontinuierlich oder geknickt geneigt vorheben, d.h. zu besagten mattensenkrechten Achsen schiefwinklig aufragen.Preferably, the key areas in the mat cross section protrude onto the mat side facing away from the support arrangement, i.e. to the actuation side of the mat, either by projecting the key areas with respect to the axis perpendicular to the mat coaxial, basically cylindrical or truncated cone-shaped, or by continuously or kinking on one side from the support areas inclined, i.e. protrude obliquely to said matt vertical axes.

Zur Realisation des obgenannten rueckmeldenden Betaetigungs-Schnappeffektes wird vorgeschlagen dass die Federbereich-Mattenpartien bezueglich einer vorgesehenen Tastenbereichs-Betaetigungsrichtung, in Mattenquerschnittsrichtung betrachtet, mindestens in einer Komponente in Betaetigungsrichtung ausgerichtet sind.In order to implement the above-mentioned actuating snap effect, it is proposed that the spring area mat parts are oriented in at least one component in the actuation direction with respect to an intended key area actuation direction, viewed in the mat cross-sectional direction.

Dadurch wird erreicht, dass bei Betaetigung eines Tastenbereiches die Betaetigungskraft mindestens in der einen Komponente in Richtung der den Tastenbereich und den umliegenden Auflagebereich verbindenden Federbereich liegt, so dass sie die Federbereichpartie aus gummielastischem Material nicht nur als Biegekraft, sondern, und insbesondere, als Stauchkraft beansprucht, womit der oben definierte, angestrebte Betaetigungskraft/Betaetigungswegverlauf realisiert wird.It is thereby achieved that when a key area is actuated, the actuating force lies at least in one component in the direction of the spring area connecting the button area and the surrounding contact area, so that it stresses the spring area part made of rubber-elastic material not only as a bending force but, and in particular, as a compression force , with which the above-defined, desired actuation force / actuation path is realized.

Dabie koennen vorzugsweise die Federbereich-Mattenpartien in Mattenquerschnittsrichtung betrachtet und bei ruhendem Tastenbereich eben und geneigt die Tastenbereiche mit den Auflagebereichen verbinden, oder koennen zur Verstaerkung des oben definierten Schnappeffektes konkav gegen die Traegerseite der Matte hin gebogen sein.In this case, the spring area mat sections can preferably be viewed in the direction of the cross section of the mat and, when the button area is at rest, evenly and inclinedly connect the button areas with the support areas, or can be used for the amplifier kung of the snap effect defined above be concave towards the back of the mat.

Zur Beeinflussung des Betaetigungsdruck/-Wegverlaufes wird weiter vorgeschlagen, dass die Federbereich-Mattenpartien in Tastenbereich-Ruheposition durch Vorspannorgane an der Traegeranordnung vorgespannt sind.In order to influence the actuation pressure / path course, it is further proposed that the spring area mat parts are prestressed in the key area rest position by prestressing elements on the support arrangement.

Sollen die Tastenbereiche vornehmlich in Richtung einer Mattensenkrechten betaetigbar sein, oder in mindestens zwei Richtungen diesbezueglich nach Wunsch abkippend, so wird vorgeschlagen, dass die Federbereich-Mattenpartien die Tastenbereich vollstaendig umschliessen.If the key areas are to be actuatable primarily in the direction of a mat perpendicular, or if they tip over in at least two directions in this regard, it is proposed that the spring area mat parts completely surround the button area.

Ist hingegen eine Tastaturanordnung so ausgebildet, dass sich die Tastenbereiche geknickt oder kontinuierlich aus den Auflagebereichen hervorheben, praktisch schanzenartig, so wird vorgeschlagen, dass die Federbereich-Mattenpartie die Tastenbereiche nur teilweise umschliessen.If, on the other hand, a keyboard arrangement is designed in such a way that the key areas are bent or continuously stand out from the support areas, practically hill-like, it is proposed that the spring area mat part only partially enclose the key areas.

Vorzugsweise weisen die Tastenbereiche auf der Unterseite, d.h. auf der der Bedienungsseite entgegengesetzten Seite, Fuehrungsaus- und/ oder Einformungen auf, und die Traegeranordnung zugeordnete Fuehrungsflaechen.Preferably, the key areas on the bottom, i.e. on the side opposite to the operating side, guide formations and / or indentations, and guide surfaces assigned to the carrier arrangement.

In diesem Sinne weisen vorzugsweise die Tastenbereiche auf der Unterseite kolbenartige Fuehrungsverlaengerungen, allenfalls mit Zentralbohrung, auf, wobei die Traegeranordnung zugeordnete Zyliriderfuehrungen und/oder allenfalls Kolbenfuehrungen aufweist.In this sense, the key areas on the underside preferably have piston-like guide extensions, at most with a central bore, the carrier arrangement having associated cylinder guides and / or at most piston guides.

Durch diese Anordnung wird eine zu mattensenkrechten Achsen koaxiale Tastenbereichsfuehrung sichergestellt, auch wenn die tastenbereichsumgebenden Federbereich-Mattenpartien an sich ein seitliches Abkippen der Tastenbereiche bei ihrer Betaetigung zuliessen.This arrangement ensures that the key area is coaxial with respect to the axes perpendicular to the mat, even if the spring area mat parts surrounding the key area themselves allow the key areas to tilt laterally when they are actuated.

Soll nun bei solchen von Federbereichpartien umgebenen Tastenbereichen nicht nur eine, wie definiert koaxiale Betaetigung moeglich sein, sondern ist es erwuenscht, dass ein derartiger Tastenbereich in mindestens zwei bevorzugten Richtungen mit Bezug auf die genannte Achse abkippen kann, wie um zwei unterschiedliche Schaltfunktionen anzusteuern, so wird vorgeschlagen, dass die Tastenbereiche oder die Traegeranordnung kolbenartige Ausformungen aufweisen und die Traegeranordnung oder die Tastenbereiche Fuehrungsflaechen, wobei Abschlusspartien der kolbenartigen Ausformungen und eine gewoelbte Fuehrungsflaeche derart ausgebildet sind, dass bei Relativbewegung von Tastenbereich und Traegeranordnung ein seitliches, gleitendes Abkippen der kolbenartigen Ausformung in einer von mindestens zwei Bewegungsfuehrungen erfolt, m.a.W. ein Abkippen des Tastenbereiches auf die eine oder andere Seite, je nach Wirkungsrichtung der Betaetigungskraft.If, in such key areas surrounded by spring area parts, not only is a coaxial operation as defined possible, but it is desired that such a key area can tilt in at least two preferred directions with respect to the axis mentioned, as in order to control two different switching functions, so It is proposed that the key areas or the support arrangement have piston-like formations and the support arrangement or the key areas have guide surfaces, end portions of the piston-like formations and an arched guide surface being designed in such a way that when the key area and support arrangement move relative, a lateral, sliding tilting of the piston-like formations takes place of at least two movement guides, maW a tilting of the key area to one side or the other, depending on the direction of action of the actuating force.

Dabei werden den Tastenbereichen und der Traegeranordnung tastenbereichspezifisch mindestens zwei Schalter mit unterschiedlichen Schaltrichtungen zugeordnet, wobei die Schaltweglaenge dem Betaetigungsweg des Tastenbereiches entspricht.At least two switches with different switching directions are assigned to the key areas and the carrier arrangement, specific to the key area, the switching path length corresponding to the actuation path of the key area.

Werden im weiteren den Tastenbereichen in Ruheposition unterschiedlich vorgespannte Kontaktträger-Federpartien oder in Betätigungsrichtung unterschiedlich lange Kontaktträger zugeordnet, um in Funktion des Tastenbereich-Betätigungsweges sequentiell mindestens zwei Schaltfunktionen anzusteuern, so ergibt sich damit die Möglichkeit, komplexere Schaltfunktionen, beispielsweise im Sinne der Ansteuerung eines Umschalters mit brake-before-make-Funktion zu steuern.If, in the rest, contact key spring parts preloaded differently in the rest position or contact carriers of different lengths are assigned in the rest position in order to control at least two switching functions sequentially as a function of the key range actuation path, this results in the possibility of more complex switching functions, for example in terms of controlling a changeover switch to be controlled with brake-before-make function.

Um dabei eine und dieselbe Grundmatte für unterschiedlich anzusteuernde Funktionen einsetzen zu können, wird vorgeschlagen, dass an den Tastenbereichen der Trägeranordnung zugewandt, lösbar wie steckbar, wahlweise ausgebildete Kontaktträgerpartien anbringbar sind.In order to be able to use one and the same base mat for functions to be controlled differently, it is proposed that optionally formed contact carrier parts can be attached to the key areas of the carrier arrangement, detachable and pluggable.

Die beschriebene Anordnung weist, wie bereits erwähnt, den grossen zusätzlichen Vorteil auf, dass die Matte auf höchst einfache Art und Weise ausgewechselt werden kann. Werden nun beispielsweise an einer Rechner-Bedienungskonsole unterschiedliche Arbeiten an der Konsole den einzelnen Tastaturfeldern unterschiedliche Funktionen zugeordnet, so dass mit der Tastaturbeschriftung auch andere Schaltfunktionen durch eine und dieselbe Taste am Rechner auszulösen sind, so kann es ausserordentlich vorteilhaft sein, wenn die Matte sich bei ihrem Einsatz durch einen mattenspezifischen Schaltcode praktisch zu erkennen gibt.As already mentioned, the arrangement described has the great additional advantage that the mat can be exchanged in a very simple manner. If, for example, different work on the console is assigned to the individual keyboard fields on a computer operating console, so that other switching functions can also be triggered by one and the same key on the computer with the keyboard labeling, it can be extremely advantageous if the mat is attached their use can be recognized by a mat-specific switching code.

Dies wird dadurch erreicht, dass an der Matte nicht tastenbereichbetätigbare Schaltkontakte vorgesehen sind, sur mattenspezifischen Kontaktierung vom Gegenkontakt an der Trägeranordnung.This is achieved in that switch contacts which cannot be actuated by key areas are provided on the mat, via mat-specific contacting of the mating contact on the carrier arrangement.

Damit werden durch Einlegen unterschiedlicher Matten unterschiedliche Schaltbrücken erstellt, unabhängig von den vorgesehenen Tastenbereichsschaltern, womit praktisch, ohne dass dies der Bedienungsperson bekannt zu sein braucht, bei Einlegen unterschiedlicher Matten, beispielsweise am Rechner, unterschiedliche Programme definiert werden.Different switching bridges are thus created by inserting different mats, irrespective of the key area switches provided, which means that different programs are defined practically, without the operator needing to know this, when inserting different mats, for example on the computer.

Sind die Tastenbereiche steuerknüppelartig aufragend und kippbar ausgebildet und am trägeranordnungsseitigen Knüppelende Kontaktpartien vorgesehen, weiter an der Trägeranordnung tastenbereichspezifisch mehrere Gegenkontakte, durch selektiv geführtes Tastenbereichabkippen selektiv über die Kontaktpartie verbindbar, so wird praktisch mit der genannten Matte und entsprechend daran vorgesehenen Tastenbereichen ein Zweikoordinantenschalter geschaffen, in dem je nach angesteuerter Tastenbereichabkipprichtung die einen oder anderen Schaltverbindungen erstellt werden.If the key areas are designed in a stick-like manner and can be tilted and provided on the support arrangement-side stick ends, further on the support arrangement key area-specific multiple counter contacts, selectively connectable by tilting the key area via the contact part, a two-coordinate switch is practically created with the above-mentioned mat and corresponding key areas Depending on the key range tilt direction, one or the other switching connections are created.

Eine bekannte Tastaturanordnung sowie die erfindungsgemässe Anordnung werden anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.A known keyboard arrangement and the arrangement according to the invention are subsequently explained, for example, using figures.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine bekannte Tastaturanordnung,
Fig. 2 einen Schnitt analog zu Fig. 1, durch einen Teil einer weiteren bekannten Anordnung,
Fig. 3 einen Schnitt analog zu Fig. 1, durch eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 4 und 5 Ausschnitte aus weiteren Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Anordnung gemäss Fig. 3,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Anordnung, in Querschnittsdarstellung,
Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Teil einer bedruckten erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Anordnung,
Fig. 9 bis 21 Ausschnitte aus weiteren Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Anordnung im Querschnitt,
Fig. 22 ein Weg/Kraftdiagramm mit dem Verlauf der Tastenbereich-Betätigungskraft an erfindungsgemässen Anordnungen, gemäss den Fig. 3 bis 21 sowie den noch folgenden von Fig. 23 bis 29,
Fig. 23 bis 29 Ausschnitte aus weiteren Varianten der erfindungsgemässen Anordnung in Querschnittsdarstellung,
Fig. 30 eine Auf- und Seitensicht eines Tastenbereiches einer erfindungsgemässen Anordnung für seitliches Abkippen schanzenartig ausgebildet,
Fig. 31 und 32 Querschnitte durch die Anordnung gemäss Fig. 30, bei unbetätigter resp. betätigtem Tastenbereich,
Fig. 33 eine Seitenansicht der Anordnung gemäss Fig. 30, mit mehreren Tastenbereichen,
Fig. 34 eine weitere Realisationsform in Schnittdarstellung, der Anordnung von Fig. 33.

Show it:

1 shows a section through a known keyboard arrangement,
2 shows a section analogous to FIG. 1, through part of a further known arrangement,
3 shows a section analogous to FIG. 1, through a first embodiment variant of the arrangement according to the invention,
4 and 5 excerpts from further variants of the inventive arrangement according to FIG. 3,
6 shows a further embodiment variant of an arrangement according to the invention, in cross-sectional representation,
7 is a plan view of part of a printed arrangement according to the invention,
8 shows a cross-sectional representation of a further embodiment variant of the arrangement according to the invention,
9 to 21 excerpts from further embodiment variants of the arrangement according to the invention in cross section,
22 shows a path / force diagram with the course of the key area actuating force on arrangements according to the invention, according to FIGS. 3 to 21 and also the following ones from FIGS. 23 to 29,
23 to 29 cutouts from further variants of the arrangement according to the invention in cross-sectional representation,
30 is a top and side view of a key area of an arrangement according to the invention for tipping sideways in the form of a hill,
31 and 32 cross sections through the arrangement according to FIG. 30, with unactuated respectively. actuated key area,
33 is a side view of the arrangement according to FIG. 30, with several key areas,
34 shows a further form of realization in a sectional representation of the arrangement from FIG. 33.

Heute sind Tastaturanordnungen bekannt, wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt. Die Anordnung umfasst eine profilierte Matte 1, aus gummielastischem Material mit Tastenbereichen 2 und Auflagebereichen 3. Die Matte 1 liegt auf einer geräteseitigen Trägerplatte 4. Die Profilierung der Matte ergibt, wie aus der Fig. ersichtlich, bezüglich einer mattensenkrechten Achse A koaxial aufragende Tastenbereiche 2, die mit Brükkenstücken 5 mit den Auflagebereichen 3 verbunden sind. Dadurch entsteht, jedem Tastenbereich zugeordnet, ein durch Tastenbereichbetätigung komprimierbarer Hohlraum 6, worin, an der Trägerplatte 4, elektrische Kontakte 7 angeordnet sind, in Wechselwirkung mit an den Tastenbereichen 2 angeordneten Kontaktpartien 8. Die zapfenförmig aufragenden Tastenbereiche 2 sind weiter, für zur Achse A koaxiale Bewegungen, in einer Struktur 9 der Trägeranordnung geführt. Die Struktur 9 ist mit einem Lochungsmuster versehen und über der Matte 1 aufgelegt, derart, dass die Tastenbereiche 2 durch die Lochungen 10 durchragen. Auf diese Art und Weise wird sichergestellt, dass die Tastenbereiche 2 insbesondere koaxial zur Achse A beweglich sind. Die Hohlräume zwischen der Struktur 9 und der Matte 1 sind verschmutzungsanfällig, und einer Reinigung nur schlecht zuganglich.Keyboard arrangements are known today, as shown for example in FIG. 1. The arrangement comprises a profiled mat 1, made of rubber-elastic material with key areas 2 and support areas 3. The mat 1 lies on a device-side support plate 4. The profiling of the mat, as can be seen from the figure, results in key areas 2 which project coaxially with respect to an axis A perpendicular to the mat , which are connected with bridge pieces 5 to the support areas 3. This creates, assigned to each key area, a cavity 6 that can be compressed by actuating the key area, in which, on the carrier plate 4, electrical contacts 7 are arranged in interaction with contact areas 8 arranged on the key areas 2 coaxial movements, guided in a structure 9 of the carrier arrangement. The structure 9 is provided with a perforation pattern and placed over the mat 1 such that the key areas 2 protrude through the perforations 10. In this way it is ensured that the key areas 2 are movable in particular coaxially to the axis A. The cavities between the structure 9 and the mat 1 are susceptible to contamination and are difficult to clean.

In Fig. 2 ist nun eine weitere, mit gewissen Nachteilen behaftete bekannte Ausführungsvariante dargestellt. Wie aus der Entwicklung von Fig. 1 zu Fig. 2 ersichtlich, besteht hier die Anordnung wiederum aus einer Matte 1a aus gummielastischem Material, mit Auflagebereichen 3a zur Auflage auf eine Trägerplatte 4a und mit Tastenbereichen 2a zur Betätigung. Wiederum sind die Auflagebereiche 3a und die Tastenbereiche 2a durch Brückenpartien 5a derart verbunden, dass zwischen den Tastenbereichen 2a und der Trägerplatte 4a Hohlräume 6a entstehen. Darin sind am Tastenbereich 2a, und an der Trägerplatte 4a zusammenwirkende Kontakte 7a resp. 8a vorgesehen. Diese Anordnung weist, die der Quervergleich von Fig. 1 und 2 zeigt, keine betätigungsseitige Struktur entsprechend 9 von Fig. 1 auf, sondern die Matte 1a ist direkt auf der Trägerplatte 4a angeordnet. Die Matte 1a deckt die Trägerplatte 4a dichtend ab und ist einer Reinigung von aussen in ihrer Ganzheit offen zugänglich.A further known embodiment variant, which has certain disadvantages, is shown in FIG. 2. As can be seen from the development from FIG. 1 to FIG. 2, the arrangement here again consists of a mat 1a made of rubber-elastic material, with support areas 3a for resting on a carrier plate 4a and with key areas 2a for actuation. Again, the support areas 3a and the button areas 2a are connected by bridge parts 5a in such a way that cavities 6a are formed between the button areas 2a and the carrier plate 4a. In it are on the key area 2a, and on the carrier plate 4a interacting contacts 7a, respectively. 8a provided. 1 and 2, this arrangement does not have an actuation-side structure corresponding to 9 of FIG. 1, but the mat 1a is arranged directly on the carrier plate 4a. The mat 1a covers the support plate 4a in a sealing manner and is accessible in its entirety for cleaning from the outside.

Die Matte 1a kann weiter mit geringem Aufwand ausgewechselt werden, ist sie doch beispielsweise mittels Zapfen 9a auf die Trägerplatte 4a lediglich aufsteckbar. Dass der Herstellungsaufwand und damit die Kosten für eine derartige Anordnung im Vergleich zu derjenigen von Fig. 1 günstiger ist resp. sind, ist selbstverständlich. Zudem wird mit der Anordnung gemäss Fig. 2 der Vorteil erwirkt, dass dann, wenn gewisse, an einer Normträgerplatte 4a vorgesehene Kontakte 7a bei einer Geräteausführung nicht benötigt werden, dies dadurch berücksichtigt werden kann, dass die entsprechend zugeordneten Kontaktpartien 2a, wie bei 5b gestrichelt dargestellt, als passive Auflagebereiche vorgesehen werden.The mat 1a can further be replaced with little effort, since it can only be plugged onto the carrier plate 4a, for example by means of pins 9a. That the manufacturing effort and thus the cost of such an arrangement compared to that of Fig. 1 is cheaper. are taken for granted. In addition, the arrangement according to FIG. 2 has the advantage that if certain contacts 7a provided on a standard carrier plate 4a are not required in a device version, this can be taken into account by the correspondingly assigned contact parts 2a, as shown in dashed lines at 5b shown, are provided as passive support areas.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass, wie beim linken Tastenbereich 2a dargestellt, der Freiheitsgrad der Tastenbereich-Betätigbarkeit für manche Einsatzarten zu gross ist, indem die Tastenbereiche nicht nur koaxial zur Mattensenkrechten A betätigt werden, sondern, durch entsprechend schiefen Druck auch abgekippt werden können, was zu einer unsicheren Kontaktgabe zwischen den Kontaktpartien 7a und 8a führen kann. Immerhin muss bereits hier betont werden, dass gerade diese Möglichkeit bei der erfindungsgemässen Anordnung dazu ausgenützt werden kann, selektiv mit einem Tastenbereich mehrere unterschiedliche Schaltfunktionen anzusteuern, durch selektives, seitliches Abkippen.A disadvantage of this arrangement is that, as shown in the left key area 2a, the degree of freedom of the key area operability is too great for some types of use in that the key areas are not only actuated coaxially to the mat perpendicular A, but can also be tilted by correspondingly oblique pressure , which can lead to unsafe contact between the contact parts 7a and 8a. After all, it must already be emphasized here that precisely this possibility can be used in the arrangement according to the invention to selectively control several different switching functions with one key area by selective, lateral tilting.

In Fig. 3 und den folgenden Figuren sind nun Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Anordnung dargestellt, welche, die anhand von Fig. 2 erläuterten Vorteile beibehaltend, hinzu eine eindeutige Bewegungsführung der Tastenbereiche ergeben. Hier sind die Tastenbereiche 11 mit gegen die Trägerplatte 14 ausragenden Führungskolben 12 versehen, welche letztere den einen Kontakt 13 eines elektrischen Schalters tragen.3 and the following figures now show embodiment variants of the arrangement according to the invention, which, while retaining the advantages explained with reference to FIG. 2, additionally result in a clear movement control of the key areas. Here the key areas 11 are provided with guide pistons 12 protruding against the carrier plate 14, the latter having the one contact 13 of an electrical switch.

Die Kolben 12 sind in entsprechenden Einformungen einer Führungsstruktur 16 achsial geführt, die gleichzeitig als Unterlage für die Matte 15 dient. Die Matte 15 wird mittels Zapfen 18 auf die Führungsstruktur aufgesteckt. Die durch die Führungsstruktur 16 und die Kolben 12 gebildeten Gleitlager 19 weisen dabei wenig Spiel auf und, mit entsprechender Formgebung, wie bei 19 dargestellt, wird eine möglichst geringe Bewegungsreibung zwischen den Tastenbereichen 11 und der Führungsstruktur 16 sichergestellt. Im weiteren dürfen Hohlräume 17, in denen via Tastenbereiche 11 die Führungskolben 12 sich bewegen, untereinander nicht abgedichtet sein, da ansonsten bei deren Betätigung darin ein Druckaufbau entsteht. Durchgänge 20 zwischen diesen Hohlräumen 17 verhindern dies. Das gleiche Resultat wird erzielt, wenn nicht alle Auflagebereiche an der Struktur dichtend festgemacht sind, so dass die gesamte Mattenstruktur entstehende Ueberdrücke aufnehmen kann. Die Tastenbereiche 11 können, insbesondere in der Aufsicht, verschiedene Formen aufweisen und werden üblicherweise beschriftet. Zur Sicherstellung der Dichtheit zwischen Matte 15 und den darunterliegenden Teilen, vor allem im Randbereich der Matte, kann an einem Gehäuse 21 ein die Matte 15 dichtend überragender Klemmrand vorgesehen sein, allenfalls mit einem Dichtungsprofil (nicht dargestellt) am Mattenrand oder am Klemmrand. Auf diese Art und Weise bilden die Matte 15 und die gehäuseseitigen Teile eine dichte Einheit.The pistons 12 are guided axially in corresponding recesses in a guide structure 16 which also serves as a base for the mat 15. The mat 15 is by means of tenons 18 attached to the management structure. The slide bearings 19 formed by the guide structure 16 and the pistons 12 have little play and, with a corresponding shape, as shown at 19, the lowest possible friction between the key areas 11 and the guide structure 16 is ensured. Furthermore, cavities 17 in which the guide pistons 12 move via key areas 11 must not be sealed from one another, since otherwise a pressure build-up arises when they are actuated. Passages 20 between these cavities 17 prevent this. The same result is achieved if not all support areas are tightly attached to the structure, so that the entire mat structure can absorb the resulting excess pressures. The key areas 11 can have different shapes, particularly when viewed from above, and are usually labeled. To ensure the tightness between mat 15 and the underlying parts, especially in the edge area of the mat, a clamping edge sealingly projecting beyond the mat 15 can be provided on a housing 21, if necessary with a sealing profile (not shown) on the mat edge or on the clamping edge. In this way, the mat 15 and the housing-side parts form a tight unit.

Mit dem selben Prinzip der unterseitig zur Führung verlängerten Tastenbereiche lassen sich verschiedene Konstruktionsvarianten realisieren.Different construction variants can be realized using the same principle of the key areas extended on the underside for guidance.

Gemäss Fig. 4 ist auf der Unterseite eines Tastenbereiches 23 wiederum eine kolbenartige Fortsetzung vorgesehen, die jedoch nicht an ihrer Peripherie in einer Gegenstruktur geführt ist, sondern in ihrem achsialen Zentrumsbereich. Hierzu ist der kolbenartig verlängerte Tastenbereich 23 mit einer sich koaxial erstreckenden Einnehmung 24 versehen, in welche eine entsprechende Ausformung 25 and der Trägerplatte 14 einragt. An dieser Stelle soll betont werden, dass die ganze Mattenstruktur mit den beschriebenen Führungskolben hier einteilig ausgebildet ist. Wird als Mattenmaterial beispielsweise transparenter SiIicongummi verwendet, so kann, wie in Fig. 5 dargestellt, der kolbenartig verlängerte Tastenbereich 30 an der Kolbenperipherie geführt sind und eine koaxiale Einnehmung 32 aufweisen, worin eine betätigungsanzeigende Signallampe 34, wie eine Leuchtdiode, angeordnet wird. Anstelle von Kontaktpillen 13, beispielsweise in Fig. 3, können auch Noppen zur Betätigung von Folienschaltern vorgesehen sein. Mit den beschriebenen unterseitig verlängerten und präzise geführten Tastenbereichen können auch optische Signale, wie für optoelektrische Schaltsysteme, leicht geschaltet werden, indem über die Tastenbereichverlängerungen direkt optische Signale freigegeben, resp. unterbrochen werden, diese Verlängerungen als Masken in optischen Signalpfaden wirken.According to FIG. 4, a piston-like continuation is again provided on the underside of a key area 23, but is not guided in a counter structure on its periphery, but in its axial center area. For this purpose, the piston area 23, which is elongated in the manner of a piston, is provided with a coaxially extending recess 24, into which a corresponding shape 25 projects on the carrier plate 14. At this point, it should be emphasized that the entire mat structure with the guide pistons described here is formed in one piece. If, for example, transparent silicone rubber is used as the mat material, as shown in FIG. 5, the piston-like elongated key area 30 can be guided on the piston periphery and have a coaxial recess 32, in which an actuation-indicating signal lamp 34, such as a light-emitting diode, is arranged. Instead of contact pills 13, for example in FIG. 3, knobs can also be provided for actuating membrane switches. With the key areas extended and precisely guided on the underside, optical signals, such as for optoelectric switching systems, can also be switched easily by directly releasing optical signals via the key area extensions, or. interrupted, these extensions act as masks in optical signal paths.

Die beschriebenen Tastaturmatten sind von unten her auf ihrer Auflage fixiert. Ihre Tastenbereiche werden auf der Innenseite, d.h. der Geräteseite, geführt, so dass keine Gehäuseabdeckung notwendig ist und die Anordnung somit von aussen her eine hermetisch dichte Einheit ohne Ritzen mit dem Gehäuse bildet.The keyboard mats described are fixed on their support from below. Your key areas are on the inside, i.e. the device side, so that no housing cover is necessary and the arrangement thus forms a hermetically sealed unit from the outside without cracks with the housing.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung dargestellt. Sie weist Tastenbereiche 41 auf, zu ihrer Führung kolbenartig verlängert, mit Kontaktpillen 43, die auf Leiterbahnen 44 einer als gedruckte Schaltung ausgebildeten Trägerplatte 45 wirken. Die Fixierung der Matte erfolgt mittels Steckpillen 48, die in entsprechende Einformungen der gehäuseseitigen Führungsstruktur 51 eingesteckt werden. Die kolbenartig verlängerten Tastenbereiche 41 sind in entsprechenden Oeffnungen 49 der Führungsstruktur 51 gleitend geführt und Verbindungsöffnungen 50 verhindern, wie bereits beschrieben worden ist, das Entstehen von Ueberdruck bei Tastenbereich-Betätigung.6 shows a further exemplary embodiment of such an arrangement. It has key areas 41, extended in a piston-like manner for its guidance, with contact pills 43 which act on conductor tracks 44 of a carrier plate 45 designed as a printed circuit. The mat is fixed by means of plug-in pills 48 which are inserted into corresponding recesses in the guide structure 51 on the housing side. The piston-like elongated key areas 41 are slidably guided in corresponding openings 49 of the guide structure 51 and, as has already been described, connecting openings 50 prevent the formation of excess pressure when the button area is actuated.

In Fig. 7 ist eine beispielsweise Beschriftung der Tastenbereiche dargestellt. Um diese wie entsprechend einem zu ändernden Dateneingabeprogramm an einer Bedienungskonsole zu ändern, kann bei der beschriebenen Anordnung mit sehr geringem Aufwand die Matte ausgewechselt werden.An example of labeling of the key areas is shown in FIG. 7. In order to change this on a control panel as in accordance with a data input program to be changed, the mat can be replaced with very little effort in the arrangement described.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung dargestellt. Ist ein Entfernen der dichten abdeckend beschriebenen Matte, beispielsweise zur Reinigung oder zur Beschriftungsänderung unerwünscht, so wird, wie in Fig. 8 dargestellt, über die Matte 52 eine Abdeckmatte 53, ebenfalls aus gummielastischem Material bestehend, gelegt, die in ihren dem Tastenbereich entsprechenden Bereichen 54 nun beschriftet ist. Die Abdeckmatte 53 wird dabei entweder als reine Beschriftungsmatte lediglich auf die schaltaktive Matte 52 aufgelegt oder kann als beschriftungsspezifische Schaltmatte, wie in Fig. 8 dargestellt, wirken. Zum letztgenannten Zweck weist die Abdeckmatte 53 nach unten ragende Verlängerungen 55 auf, mit Kontakten 55a, zusammenwirkend mit einer oder mehreren Leiterbahnen auf der Trägerplatte 14. Dadurch, dass bei Abdeckmatten 53, beispielsweise unterschiedlich beschriftet für unterschiedliche Einsätze, die Verlängerungen 55 an unterschiedlichen Orten vorgesehen sind, zur Kurzschliessung unterschiedlicher Leiterbahnen auf der Trägerplatte 14, wird erreicht, dass durch Auflegen verschiedener Abdeckmatten 53, beispielsweise bei Bedienungskonsolen von Rechnern, entsprechend verschiedene Programmabläufe angesteuert werden. Falls erwünscht, wird die Abdeckmatte 53, wie in den Randbereichen dargestellt, ebenfalls mit der darunterliegenden eigentlichen Schaltmatteund dem Gehäuse abgedichtet. Mit den abdeckmattenspezifischen Kontakten 55a kann beispielsweise ein Datenverarbeitungssystem erkennen, welche Art Abdeckmatte 53 aufgelegt worden ist. Im mittleren Bereich kann die Abdeckmatte 53 durch einrastende Noppen 57 zusätzlich gehaltertwerden. Die anhand von Fig. 8 dargestellten mattenspezifischen Festschalter 55, 55a können selbstverständlich auch direkt an auswechselbaren Matten, wie 15 von Fig. 3, vorgesehen sein.8 shows a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention. If a removal of the dense, covering mat described is undesirable, for example for cleaning or for changing the inscription, then, as shown in FIG. 8, a covering mat 53, likewise made of rubber-elastic material, is placed over the mat 52, in its areas corresponding to the key area 54 is now labeled. The covering mat 53 is either simply placed on the switching active mat 52 as a pure labeling mat or can act as a labeling-specific switching mat, as shown in FIG. 8. For the latter purpose, the cover mat 53 has extensions 55 projecting downwards, with contacts 55a, cooperating with one or more conductor tracks on the carrier plate 14. The fact that with cover mats 53, for example labeled differently for different uses, the extensions 55 are provided at different locations are, for short-circuiting different conductor tracks on the carrier plate 14, it is achieved that different program sequences are controlled accordingly by placing different cover mats 53, for example in the case of computer operating consoles. If desired, the cover mat 53, as shown in the edge areas, is also sealed with the actual switch mat underneath and the housing. With the cover mat-specific contacts 55a, for example, a data processing system can recognize which type of cover mat 53 has been put on. In the central area, the cover mat 53 can also be held by snap-in knobs 57. The mat-specific fixed switches 55, 55a shown with reference to FIG. 8 can of course also be provided directly on interchangeable mats, such as 15 from FIG. 3.

Mit einer Abdeckmatte 53, wie in Fig. 8 dargestellt, muss die dadurch bewirkte Zunahme des Betätigungsdruckes für die Tastenbereiche berücksichtigt werden. Dazu kann die Abdeckmatte 53 mit Bezug auf die eigentliche Schaltmatte 52, insbesondere in den Brückenbereichen, Hohlräume 58 bildend, auf Abstand gehalten sein, was jedoch entsprechend dem gewählten Abdeckmattenmaterial und deren Dimensionierung nicht unbedingt notwendig ist.With a cover mat 53, as shown in Fig. 8 Darge the resulting increase in actuation pressure for the key areas must be taken into account. For this purpose, the cover mat 53 can be kept at a distance from the actual switch mat 52, in particular in the bridge areas, forming cavities 58, which, however, is not absolutely necessary in accordance with the selected cover mat material and its dimensions.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung. Bei Betätigung des Tastenbereiches entfernt sich ein tastenseitiger Kontakt 59 von einer Leiterplatte 60, so dass hier durch Tastenbereichbetätigung ein Kontaktunterbruch angesteuert wird. Es kann zusätzlich dazu ein bei Tastenbereichbetätigung schliessender Kontakt 61 vorgesehen sein.9 shows a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention. When the button area is actuated, a button-side contact 59 moves away from a printed circuit board 60, so that a contact interruption is triggered here by actuating the button area. In addition, a contact 61 which closes when the key area is actuated can be provided.

In den Fig. 10 und 11 sind weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei welchen schliessende und unterbrechende, durch einen Tastenbereich betätigte Kontakte nicht gleichzeitig, sondern sukzessiv während der Tastenbereichbewegung betätigt werden. So wird bespielsweise in Fig. 10 ein erster Ruhekontakt 62 unmittelbar bei Beginn der Tastenbereich-Betätigung geöffnet, danach schliesst ein Arbeitskontakt 63, bevor endlich ein weiterer Arbeitskontakt 64 geschlossen wird. Bei einer derart relativ komplizierten Tastenanordnung besteht die Tastenbereich-Unterseite aus mehreren Kunststoff- oder Gummiteilen, die beispielsweise steckbar und auswechselbar sind, wie mit den Teilen BCD in Fig. 10 dargestellt.10 and 11 show further exemplary embodiments in which closing and interrupting contacts actuated by a key area are not actuated simultaneously, but successively during the key area movement. For example, in Fig. 10 a first normally closed contact 62 is opened immediately at the start of the key area actuation, after which a normally open contact 63 closes before finally another normally open contact 64 is closed. With such a relatively complicated key arrangement, the bottom of the key area consists of several plastic or rubber parts which can be plugged in and exchanged, for example, as shown with the parts BCD in FIG. 10.

In Fig. 11 ist ein Beispiel dargestellt, bei welchem erste Arbeitskontakte 67 geschlossen werden, bevor Ruhekontakte 66 öffnen. In der Ruhelage des Tastenbereiches ist ein Membranprofil 65 derart vorgespannt, dass sich der zugeordnete Kontakt 66 bei Tastenbereichbetätigung nicht öffnet, bevor sich der Kontakt 67 geschlossen hat. Solche Anordnungen von zusätzlichen federnden Kontaktpartien mit allenfalls unterschiedlicher Federvorspannung in Tastenbereich-Ruhelage können auch dazu dienen, den Verlauf der Betätigungskraft für die Tastenbereiche zu beeinflussen. Das Membranprofil 65 von Fig. 11 kann dazu dienen, die notwendige Betätigungskraft zu reduzieren, das obenliegende Profil 68 die notwendige Kraft zu erhöhen. Je nach Formen und Dimensionen den Tastenbereichen zugeordneter, allenfalls federnder Organe kann die Betätigungs-Charakteristik dieser Tastenbereiche sehr vielfältig verändert werden. Wird das Vorsehen solcher federnder Organe, wie bereits ausgeführt, durch Steckzusammenbau einzelner derartiger Organe selektiv bei bestimmten Tastenbereichen vorgenommen, so kann dadurch auch erreicht werden, dass gewisse Tastenbereiche schwerer betätigbar sind als andere. Dies kann aus Bedienungssicherheit wünschbar sein.11 shows an example in which first make contacts 67 are closed before normally closed contacts 66 open. In the rest position of the key area, a membrane profile 65 is prestressed such that the associated contact 66 does not open when the button area is actuated before the contact 67 has closed. Such arrangements of additional resilient contact parts with possibly different spring preload in the key area rest position can also serve to influence the course of the actuating force for the key areas. The membrane profile 65 of FIG. 11 can serve to reduce the necessary actuating force, the overhead profile 68 to increase the necessary force. Depending on the shapes and dimensions of the key areas assigned, possibly resilient organs, the actuation characteristics of these key areas can be changed in a variety of ways. If the provision of such resilient organs, as already stated, is carried out selectively for certain key areas by plug-in assembly of individual such organs, it can also be achieved that certain key areas are more difficult to actuate than others. This may be desirable for operational safety.

In Fig. 12 ist eine weitere Auführungsform dargestellt. Ein nach oben d.h. gegen die Geräteaussenseite hin verlängerter Tastenbereich 69 kann in der Art eines Steuerknüppels in verschiedene Richtungen geneigt werden. Auf der Unterseite des Tastenbereiches 69 angeordnete Kontakte 70 werden dadurch durch ein leitendes Ende 71 des Tastenbereiches 69, z.B. aus leitendem Kunststoff, kurzgeschlossen. Die Anordnung der Kontakte 70 ist in Fig. 12 oben in Aufsicht dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass je nach Neigungsrichtung des steuerknüppelartigen Tastenbereiches 69 selektiv die leitende Partie 71 Kontakte 70 kurzschliesst. Um die Bewegung des Tastenbereiches 69 zu führen und zu begrenzen, ist dabei zusätzlich eine Führungsschablone 72 vorgesehen.Another embodiment is shown in FIG. One up i.e. Key area 69, extended towards the outside of the device, can be inclined in different directions in the manner of a control stick. Contacts 70 arranged on the underside of the key area 69 are thereby separated by a conductive end 71 of the button area 69, e.g. made of conductive plastic, short-circuited. The arrangement of the contacts 70 is shown in a top view in FIG. 12. It can be seen from this that, depending on the direction of inclination of the stick-like button area 69, the conductive part 71 selectively short-circuits contacts 70. In order to guide and limit the movement of the key area 69, a guide template 72 is additionally provided.

In Fig. 13 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt. Pro Tastenbereich sind zwei oder vier Schaltpositionen mit entsprechenden Schaltkontakten 73 an der Trägeranordnung vorgesehen. Je nachdem wie und auf welcher Seite der Tastenbereichoberfläche die Taste betätigt wird, springt ihre unterseitige Verlängerung mit einer Kontaktpille 73a, z.B. aus leitendem Kunststoff, geführt durch eine Führungsfläche 75 an der Trägeranordnung, nach links, rechts, allenfalls vorn und hinten. Die für diese Schaltart charakteristische Bewegung des Tastenbereiches wird teilweise auch durch die Brückenteilprofile 74 bestimmt. Bei nur zwei vorgesehenen Schaltbewegungen kann die Tastenbereichbewegung auch mit in Kulissen geführten Nocken präzisiert werden, wie beispielsweise in Fig. 16 dargestellt. In Fig. 14 ist der in Fig. 13 dargestellte Tastenbereich in eine Schaltposition gekippt, in Fig. 15 in die andere.Another embodiment is shown in FIG. Two or four switching positions with corresponding switching contacts 73 are provided on the carrier arrangement for each key area. Depending on how and on which side of the key area surface the key is actuated, its underside extension jumps with a contact pill 73a, e.g. made of conductive plastic, guided through a guide surface 75 on the carrier arrangement, to the left, to the right, if necessary at the front and rear. The movement of the key area which is characteristic of this type of switching is also determined in part by the bridge part profiles 74. If only two switching movements are provided, the movement of the key area can also be specified with cams guided in scenes, as shown for example in FIG. 16. In FIG. 14, the key area shown in FIG. 13 is tilted into one switching position, in FIG. 15 into the other.

In Fig. 16 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem der Tastenbereich in eine der Kontaktpositionen 76, ähnlich wie anhand der Fig. 13 bis 15 dargestellt, gekippt wird. Durch die Schiebebewegung von Nocken 77 unter Arretierungsshaken 78 wird die Taste, wie in den Fig. 17 und 18 dargestellt, in der gewählten, abgekippten Position arretiert. Durch die umgekehrte Schiebebewegung mit leichtem Druch auf den Tastenbereich, wird die Arretierung wieder ausgeklinkt.FIG. 16 shows an exemplary embodiment in which the key area is tilted into one of the contact positions 76, similar to that shown in FIGS. 13 to 15. The pushing movement of cams 77 under locking hooks 78 locks the button, as shown in FIGS. 17 and 18, in the selected, tilted position. The locking mechanism is released again by the reverse sliding movement with a slight push on the button area.

Die Fig. 19 und 20 zeigen Beispiele, bei denen die ineinander einrastenden Nocken oder Rippen 79 verhindern, dass die Tastenbereiche aus der Ruheposition ausgezogen werden können.19 and 20 show examples in which the interlocking cams or ribs 79 prevent the key areas from being pulled out of the rest position.

Gemäss Fig. 21 halten Nocken 80 den Tastenbereich in einer Lage etwas unterhalb seiner eigentlichen Ruhelage, so dass das Brückenprofil 81 bereits etwas deformiert und vorgespannt ist. Auf diese Art kann die Betätigungs-Charakteristik des Tastenbereiches beeinflusst werden. Die in Fig. 21 dargestellte Ausformung des Brückenprofils 81 kann jedoch auch bereits bei der Mattenherstellung vorgesehen werden.According to FIG. 21, cams 80 hold the key area in a position slightly below its actual rest position, so that the bridge profile 81 is already somewhat deformed and prestressed. In this way, the actuation characteristics of the key area can be influenced. The shape of the bridge profile 81 shown in FIG. 21 can, however, also be provided during the manufacture of the mat.

Wie anhand aller Ausführungsbeispiele gezeigt, sind die Tastenbereiche und Auflagebereiche verbindenden Brückenpartien als Federbrücken-Mattenpartien, d.h. mit der Matte einteilig, ausgebildet und sind in Mattenquerschnitt-Richtung betrachtet so angelegt, dass die Betätigungskraft mindestens in einer Komponente in Brückenlängsrichtung, d.h. stauchend, darauf wirkt.As shown by means of all the exemplary embodiments, the bridge areas connecting the key areas and support areas are designed as spring bridge mat areas, i.e. with the mat in one piece, designed and, viewed in the direction of the mat cross section, applied so that the actuating force in at least one component in the longitudinal direction of the bridge, i.e. upsetting, acts on it.

Wie in Fig. 22 gezeigt, wird dadurch erreicht, dass zur Betätigung eines Tastenbereiches die Betätigungskraft K erst ansteigt, bis zum Erreichen einer Betätugungsposition S_1' danach ein Maximum durchläuft und dann wieder abfällt. Die schaltwirksame Position wird dabei vorzugsweise, die in Fig. 22 bei S_s bezeichnet, unmittelbar nach Durchlaufen des Maximums M vorgesehen oder, wie bei S'g dargestellt, in einem dem Maximum M folgenden Minimum. In Fig. 21 ist mit K die Richtung der Betätigungskraft dargestellt und in der Federbrücken-Mattenpartie 81 insbesondere die in Brückenpartie-Längsrichtung wirkende Komponente K_l. Insbesondere diese Komponente bewirkt beim gummielastischen Mattenmaterial den anhand von Fig. 22 dargestellten Betätigungskraftanstieg mit anschliessendem Durchlaufen des Kraftmaximums M. Daraus ist ersichtlich, dass die Formgebung der Federbrücken-Mattenpartien 81 den Verschiebungsweg/-Kraftverlauf massgeblich beeinflusst. So beispielsweise auch die Vorspannung gemäss Fig. 21 oder die entsprechende Formgebung bei der Mattenherstellung.As shown in FIG. 22, the fact that the actuating force K increases for actuating a key area only increases until an actuation position S _{1 'is reached} thereafter Goes through maximum and then drops again. The switching-effective position, which is denoted by S _s in FIG. 22, is preferably provided immediately after passing through the maximum M or, as shown at S'g, in a minimum following the maximum M. In FIG. 21 the direction of the actuating force is represented by K and in the spring bridge mat section 81 in particular the component K _l acting in the longitudinal direction of the bridge section. In the case of the rubber-elastic mat material in particular, this component causes the actuation force increase shown in FIG. 22 with subsequent passage of the maximum force M. It can be seen that the shape of the spring bridge mat sections 81 has a significant influence on the displacement path / force curve. For example, the pretension according to FIG. 21 or the corresponding shape during mat production.

Fig. 23 zeigt eine viereckige unterseitige Tastenbereichverlängerung, die in einem runden geräteseitigen Führungszylinder, wie beispielsweise anhand von Fig. 3 dargestellt wurde, läuft. Dies ergibt eine geringe Reibungsfläche. Zusätzliche Führungsringe 85, wie im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 24 dargestellt, erlauben es, das Spiel zwischen trägeranordnungsseitiger Verlängerung des Tastenbereiches und Führungen an der Trägeranordnung weiter zu reduzieren, dabei die Gleitfähigkeit zu erhöhen. Diese Führungsringe 85 an der Tastenbereichverlängerung können an ihrer Peripherie Noppenflächen aufweisen oder ebenfalls eckig geformt sein, im ihrerseits geringe Reibungsflächen an den Führungszylindern zu bilden.FIG. 23 shows a square button area extension on the underside which runs in a round device-side guide cylinder, as was illustrated, for example, with reference to FIG. 3. This results in a small area of friction. Additional guide rings 85, as shown in the exemplary embodiment according to FIG. 24, make it possible to further reduce the play between the extension of the key area on the carrier arrangement side and guides on the carrier arrangement, thereby increasing the slidability. These guide rings 85 on the key region extension can have knob surfaces on their periphery or can also be angular in shape, in turn forming small friction surfaces on the guide cylinders.

Wie Fig. 24 zeigt, verhindern diese Ringe zusätzlich das Herausziehen eines Tastenbereiches. In Fig. 25 ergibt eine Verengung 86 in der trägeranordnungsseitigen Tastenbereichverlängerung eine gewisse Biegungsflexibilität einer Kontaktpartie 88, so dass sich diese auch bei Schräglage des Tastenbereiches und/oder der Gegenkontakte tragenden Leiterplatte 89 anpasst.As FIG. 24 shows, these rings additionally prevent a key area from being pulled out. In FIG. 25, a narrowing 86 in the key region extension on the carrier arrangement side results in a certain flexibility of bending of a contact part 88, so that this also adapts when the key region and / or the printed circuit board 89 carrying the counter contacts is inclined.

Fig. 26 zeigt in Verbindung mit einem schematisch dargestellten Tastenbereich, mögliche Kontaktanordnungen derart, dass nur eine sehr geringe Einbautiefe erforderlich ist. Damit ein Tastenbereich mit erhöhter zuverlässigkeit schaltend wirken kann, ist der tastenbereichseitige Kontakt 90 ringförmig und aus weichem Material gebildet. Die Leiterbahnen resp. Kontaktbahnen 91 auf der Leiterplatte bilden Kontakt-Sterne oder konzentrische Kreise. Die heute übliche Kontaktanordnung 91a auf der Leiterplatte würde bei schrägem Auftreffen des tastenbereichseitigen kontaktes je nach dessen Lage keine sichere Kurzschliessung erlauben. Mit der sternförmigen oder ringförmigen Leiterbahnanordnung ist eine derartige Kurzschliessung auf jeden Fall sichergestellt. Linkerhand ist eine prinzipielle Vergrösserung einer Partie des Kontaktsterns dargestellt, die zeigt, wie die Strahlen radial, getrennt ineinander greifen und mit der äusseren und inneren Stromzuführung verbunden sind.26 shows, in connection with a schematically represented key area, possible contact arrangements in such a way that only a very small installation depth is required. In order that a key area can have a switching effect with increased reliability, the contact area-side contact 90 is ring-shaped and made of soft material. The conductor tracks resp. Contact tracks 91 on the circuit board form contact stars or concentric circles. The contact arrangement 91a which is customary today on the printed circuit board would, depending on its position, not permit a safe short-circuit if the contact on the button area came into contact obliquely. Such a short circuit is ensured in any case with the star-shaped or ring-shaped conductor track arrangement. On the left is a basic enlargement of a part of the contact star, which shows how the rays interlock radially, separately and are connected to the external and internal power supply.

Ueblicherweise ist weiter der tastenbereichseitige Kontakt pillenförmig.Usually the contact on the key area is pill-shaped.

Die in Fig. 26 dargestellte Ringform dieses Kontaktes 90 ist deshalb bedeutend, weil sich ein solcher Ring in der Schräglage wesentlich leicher deformieren lässt als eine Pille. Diese Deformation bedeutet, dass sich der Ring der Fläche der darunterliegenden Leiterplatte anpasst, dass sich damit die Kontaktfläche vergrössert und der gewünschte Kurzschluss sichergestellt wird.The ring shape of this contact 90 shown in FIG. 26 is significant because such a ring can be deformed much more easily in the inclined position than a pill. This deformation means that the ring adapts to the area of the underlying circuit board, that the contact area is increased and the desired short circuit is ensured.

Durch die Kegelstumpf-Form der Tastenbereichunterseite 92 und die ebenfalls dort vorgesehene Höhlung 92a wird die Flexibilität des Kontaktringes 90 noch weiter erhöht. Die Fig. 27 und 28 zeigen weitere Ausführungsbeispiele. Bekannte Folienschalter bilden dann einen elektrischen Kontakt, wenn eine obere Folie auf eine untere gedrückt wird. Eine Noppe 93 oder ein Stift 94 mit kleinem Durchmesser an der Unterseite eines Tastenbereiches der Matte ist für die Betätigung derartiger Folienschalter vorteilhaft, da sich dadurch gegenüber einer grösseren Betätigungsfläche eine Reduktion der notwendigen Betätigungskraft ergibt.The flexibility of the contact ring 90 is further increased by the frustoconical shape of the button area underside 92 and the cavity 92a also provided there. 27 and 28 show further exemplary embodiments. Known film switches form an electrical contact when an upper film is pressed onto a lower one. A knob 93 or a pin 94 with a small diameter on the underside of a button area of the mat is advantageous for the actuation of such membrane switches, since this results in a reduction in the necessary actuation force compared to a larger actuation area.

Fig. 29 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optischen Schalters in einem optoelektrischen System. Unter dem Tastenbereich sind Lichtsender 95 und Detektoren 96, z.B. matrixartig, plaziert, so dass die Betätigung eines Tastenbereiches die Strahlunterbrechung in der X- und/oder Y-Achse bewirkt. Die Tastenbereichverlängerung kann mit einem Hohlraum 97 versehen sein, so dass dieser Bereich weich aufsetzt, da sich die Seitenwand um den Hohlraum 97 einbiegt.29 shows an exemplary embodiment of an optical switch in an optoelectric system. Under the button area are light emitters 95 and detectors 96, e.g. placed in a matrix, so that pressing a button area causes the beam to be interrupted in the X and / or Y axis. The key area extension can be provided with a cavity 97, so that this area is soft because the side wall bends around the cavity 97.

Bie den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 30 bis 33 ist die Matte derart profiliert, dass die Tastenbereiche bei ihrer Betätigung in einer bestimmten Weise abkippen, so dass keine zusätzlichen Führungen durch trägeranordnungsseitige Zusatzteile nötig sind und trotzdem eine präzise, eindeutige Beweglichkeit der Tastenbereiche realisiert wird. Wie diese Figuren zeigen, besteht ein Tastenbereich hier aus einer steifen Zone 100 und den flexiblen leichter biegbaren Federbrückenpartien 101.In the exemplary embodiments according to FIGS. 30 to 33, the mat is profiled in such a way that the key areas tilt in a certain way when they are actuated, so that no additional guides by additional parts on the carrier arrangement side are necessary and nevertheless a precise, unambiguous mobility of the key areas is realized. As these figures show, a key area here consists of a rigid zone 100 and the flexible, more flexible spring bridge parts 101.

Fig. 31 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen derartigen Tastenbereich in Ruheposition, Fig. 32 in betätigter Position.Fig. 31 shows a sectional view through such a key area in the rest position, Fig. 32 in the actuated position.

Wie Fig. 32 zeigt, deformieren sich bei Betätigung des Tastenbereiches die Brückenpartien 101. Der eigentliche Betätigungsbereich 100 bleibt dabei steif. Dünnstellen wirken als Scharnierpartien zwischen der Betätigungspartie 100 und den Auflagebereichen. Die Steifheit des Betätigungsbereiches 100 bewirkt die gewünschte Stabilisierung der Bewegung. Es sind auch Ausführungen möglich.

-bei welchen sich das Gelenk 102 nicht unten, sondern im mittleren oder oberen Bereich der Betätigungszone 100 befindet,
-bei denen der Tastenbereich nicht eine viereckige, sondern eine andere Form aufweist.

As shown in FIG. 32, the bridge parts 101 deform when the key area is actuated. The actual actuation area 100 remains stiff. Thin points act as hinge parts between the actuating part 100 and the support areas. The stiffness of the actuation area 100 effects the desired stabilization of the movement. Versions are also possible.

in which the joint 102 is not located below, but in the middle or upper region of the actuation zone 100,
- where the key area is not a square but a different shape.

In Fig. 31 sind Kontakte eingezeichnet, wobei das Beispiel eine Fläche aus leitendem Siliconkautschuk 103 und Kontaktbahnen 104 auf einer Leiterplatte 105 zeigt. Ein anderes Schaltsystem kann analog angewendet werden.In Fig. 31 contacts are drawn, the example of a surface made of conductive silicone rubber 103 and contact tracks 104 on one Printed circuit board 105 shows. Another switching system can be used analogously.

In Fig. 32 sind Zapfen oder vorstehende Rippen 106 eingezeichnet, die dazu dienen, die Matte auf ihrer Auflage zu fixieren. Die Durchgangsöffnung 107 dient dem Druckausgleich bei Betätigung eines Tastenbereiches.32, pins or protruding ribs 106 are drawn in, which serve to fix the mat on its support. The passage opening 107 serves to equalize the pressure when a key area is actuated.

Fig. 33 zeigt die Seitenansicht einer Matte mit entsprechend den Fig. 30 bis 32 ausgebildeten Tastenbereichen. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Oberflächen der Tastenbereiche beschriftet werden können.FIG. 33 shows the side view of a mat with key areas designed in accordance with FIGS. 30 to 32. It goes without saying that the surfaces of the key areas can be labeled.

In Fig. 34 stützt sich der Tastenbereich 110 mit einer relativ starren Kipplagerpartie 112 am Träger 114ab. Bei Betätigung derTastewird die Federpartie 116 gespannt, indem die Taste in angegebener Richtung so abkippt, dass die Kontaktpille 118 die darunterliegende Schaltstrecke schliesst. Die Federpartie 120 wird dabei gestaucht und erzeugt durch Schnappeffekt die Rückmeldung an den Bediener, dass ordnungsgemäss geschaltet wurde.In FIG. 34, the key area 110 is supported on the carrier 114 with a relatively rigid tilting bearing section 112. When the button is actuated, the spring section 116 is tensioned by tilting the button in the indicated direction so that the contact pill 118 closes the switching path underneath. The spring section 120 is compressed and, by means of a snap effect, generates feedback to the operator that the switch has been carried out correctly.

Claims

1. Keyboard arrangement having a rubber-elastic mat (15) which sealingly covers a support arrangement (14), key regions (11) being provided which protrude on the mat, (15) and can be moved relative to the support arrangement (14) within the scope of the inherent elasticity of the mat material surrounding the key regions (11), and the key regions (11) being operatively connected to switching elements (13), on the support arrangement side, for signal paths, characterized in that motion guides (12, 16) between the mat (15) and the support arrangement (14) are provided in such a way that the mobility of key region is limited to a predetermined movement.

2. Keyboard arrangement having a one-piece rubber-elastic mat which covers a support arrangement (105), at least one key region protruding on the mat being provided which can be moved relative to the support arrangement (105) within the scope of the inherent elasticity of the mat material surrounding the key region, and the key region being operatively connected to switching elements (103, 104), on the support arrangement side, for signal paths, characterized in that, in the key region, the mat is profiled to form a rigid actuating region (100) and a flexible thin portion (102) about which, upon actuation, the actuating region (100) executes a clearly defined tilting movement.

3. Keyboard arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the key regions (11) are held at least in certain areas by exposed spring regions of the mat (15) which are dimensioned to be thinner than the key regions (11).

4. Keyboard arrangement according 'to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one switch part (13), for signal transmission, is arranged on each key region (11).

5. Keyboard arrangement according to Claim 4, characterized in that, for electrical signals, the switch part (13) consists of conductive synthetic material, such as conductive silicone rubber.

6. Keyboard arrangement according to Claim 5, characterized jn that the mat (15) and the switch part (13) consist of the same basic material and the switch part (13) is treated for the purpose of electrical conduction.

7. Keyboard arrangement according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the spring-region mat parts (81) are designed in such a way that, when the key region is actuated (K) towards the support arrangement, an actuating pressure maximum (M) is passed through as a function of the actuating path(s) with a snap action.

8. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that, in the direction of the mat cross-section, the key regions (11) protrude on the mat side facing away from the support arrangement.

9. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, relative to axes perpendicular to the mat, the key regions (11) protrude coaxially.

10. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the key regions (100) project at an oblique angle to axes perpendicular to the mat.

11. Keyboard arrangement according to one of Claims 3 to 10, characterized in that, viewed in the direction of the mat cross-section, the spring-region mat parts (81) are aligned, at least in one component, in the actuating direction relative to a key-region actuating direction (K).

12. Keyboard arrangement according to one of Claims 3 to 11, characterized in that, when the key region (11) is at rest, the spring-region mat parts are flat and inclined in connecting the key regions (11) to bearing regions of the mat (15).

13. Keyboard arrangement according to one of Claims 3 to 11, characterized in that, when the key region is at rest, the spring-region mat parts (81) are curved concavely towards the support side.

14. Keyboard arrangement according to one of Claims 3 to 13, characterized in that in order to influence the actuating pressure/paths characteristic, the spring-region mat parts (81) are prestressed in the rest position of the key region by prestressing elements (80) on the support arrangement.

15. Keyboard arrangement according to Claim 1 and one of Claims 3 to 14, characterized in that the spring-region mat parts completely surround the key regions (11).

16. Keyboard arrangement according to Claim 2 and one of Claims 3 to 14, characterized in that the spring-action mat parts (101) partially surround the key regions (100).

17. Keyboard arrangement according to Claim 1 and one of Claims 3 to 15, characterized in that, on the underside, the key regions (11, 12) have guiding projections (12) and/or recesses (24) and the support arrangement (14) has associated guiding surfaces (16, 25).

18. Keyboard arrangement according to Claim 1 and one of Claims 3 to 15, 17, characterized in that, on the underside, the key regions (11, 23) have piston-like guiding extensions (12), possibly with a central bore (24), the support arrangement (14) having associated cylinder guides (16) and/ or, possibly, piston guides (25).

19. Keyboard arrangement according to Claim 1 and one of Claims 3 to 15, 17 and 18, characterized in that the key regions and/or the support arrangement have piston-like projections and the support arrangement and/or the key regions having guiding surfaces, end parts of the piston-like projections (73a) and an arched guiding surface (75) being designed in such a way that, upon relative movement of key region and support arrangement, the piston-like projection slides and tilts sideways into one of at least two motion guides, at least two switches having different switching path directions being associated with the key regions and the support arrangement in a manner specific to the key region, and the switching path length corresponding to the actuating path of the key region.

20. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 15, 17 to 19, characterized in that at least two switches, with different switching paths, are associated with the key regions and the support arrangement in a manner specific to the key region, the switching path corresponding to the actuating path of the key region.

21. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 20, characterized in that contact carrier parts (B, C, D) which are of any desired design such as to be releasable, such as plug-in, can be fitted to the key region, facing the support arrangement.

22. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 21, characterized in that switching contacts (55a) which are not actuable by the key region are provided on the mat (53) for the purpose of the static switching of mat-specific functions.

23. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the key regions are designed projecting and tiltable like a joystick (69), in that at least one contact part (71) is provided on that end of the joystick which is on the support arrangement side and a plurality of mating contacts (70) are provided on the support arrangement, which contacts can be connected selectively via the contact part (71) by selectively guided key-region tilting.

24. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 23, characterized in that contact parts on the key regions are resilient.

25. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 24, characterized in that contact parts on the key regions are rings coaxial to axes perpendicular to the mat.

26. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 25, characterized in that contact parts on the support arrangement are star-shaped.

27. Keyboard arrangement according to one of Claims 1 to 26, characterized in that the key regions are releasably locked in the actuated position.

28. Keyboard arrangement according to Claim 2 and one of Claims 3,14,16,20 to 27, characterized in that a punctiform or linear support (112) eccentric to the central axis of the key region is provided between key region (110) and support arrangement (114) as tilting bearing for the key region (110).