Tastaturanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tastaturanordnung mit einer einteiligen Matte aus gummielastischem Material auf einer Trägeranordnung, wobei Schaltorgane trägeranordnungsseitig vorgesehen sind, mit der Matte zu ihrer Betätigung zusammenwirkend.

Es sind Schaltmattentastaturen dieser Art bekannt, bei welchen die Matte mit den Tastenbereichen auf einer Trägeranordnung eines Gerätes angeordnet ist, wobei die Trägeranordnung so ausgebildet ist, dass sie die Matte von der Bedienungsseite her betrachtet, soweit abdeckt, dass nur die Tastenbereiche der Matte zugänglich sind. Zur Montage wird die Matte grundsätzlich zwischen einen ersten Teil der Trägeranordnung mit entsprechend vorgesehenen Schaltorganen und einer Abdeckung als zweiten Teil und mit den entsprechenden Oeffnungen für den Tastenbereichzugriff eingeklemmt montiert. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass zwischen der Abdeckung mit den entsprechenden Oeffnungen für den Zugriff zu den Tastenbereichen und der gummielastischen Matte Hohlräume entstehen, die mit Bezug auf Schmutzansammlung und entsprechende Reinigbarkeit unerwünscht sind.

Es sind weiter Tastaturanordnungen bekannt, bei denen die Matte die abschliessende Abdeckung der Trägeranordnung bildet. Dabei sind entweder zusätzliche Federorgane vorgesehen, die die Mattentasten nach Betätigung rückholen und/oder die Tastenbereiche der Matte sind bewegungsmässig nicht geführt, so dass bei ihrer Betätigung unsichere Schaltzustände entstehen.

Der Nachteil des Vorsehens zusätzlicher, den Aufwand für eine derartige Anordnung erhöhender Federorgane und der Nachteil von Anordnungen, bei denen die Matte noch zusätzlich abgedeckt wird, werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass

• - die Matte die abschliessende Abdeckung der Trägeranordnung bildet und
• - die Matte Tastenbereiche und Auflagebereiche zur Auflage der Trägeranordnung umfasst, wobei die Tastenbereiche über mindestens je eine Federbrücken-mattenpartie mit den sie umgebenden Auflagebereichen verbunden sind.

Der Nachteil angeführter Matten-Tasten und der Nachteil von Anordnungen, bei denen die Matte noch zusätzlich abgedeckt wird, werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass

• - die Matte die abschliessende Abdeckung der Trägeranordnung bildet und
• - Bewegungsführungen für Tastenbereiche der Matte vorgesehen sind.

Es wird nun weiter vorgeschlagen, dass an jedem Tastenbereich mindestens ein Schalterteil zur Signalführung angebracht ist. Dadurch wirken die Tastenbereiche unmittelbar mit den daran angeordneten schaltaktiven Partien als Teile vorgesehener Schaltorgane.

Sind die vorgesehenen Schaltorgane zur Schaltung elektrischer Signale vorgesehen, so wird vorgeschlagen, dass der Schalterteil aus einem leitenden Kunststoff besteht, wie aus leitendem Silikonkautschuk.

Vorzugsweise werden dabei die Matte und der Schalterteil aus demselben Grundmaterial hergestellt, und der Schalterteil zur elektrischen Leitung behandelt.

Damit wird eine äusserst einfache Schaltmatte-Schaltorgan-Kombination erzielt.

Bei Tastaturanordnungen ist es im weiteren wesentlich, dass die Bedienungsperson über ein bestimmtes Kriterium die Rückmeldung darüber erhält, ob die Betätigung einer Taste auch zum angestrebten Schalten eines Signals geführt hat oder nicht. Dies wird nun an der oben definierten erfindungsgemässen Matte so realisiert, dass die Federbrücken-Mattenpartien so ausgebildet werden, dass bei Betätigung eines Tastenbereiches gegen die Trägeranordnung hin in Abhängigkeit des Betätigungsweges schnappend ein Betätigungsdruckmaximum durchlaufen wird.

Damit erfolgt die Tastenbereich-Betätigung erst gegen einen mit dem Betätigungsweg zunehmenden Reaktionsdruck und bei Durchlaufen einer bestimmten Tastenbereichsposition und des ihr zugeordneten Reaktionskraftmaximums, schnappt die Taste in ihre schaltaktive Position: Das Ueberwinden des Betätigungsdruckmaximums wirkt via betätigenden Finger einer Bedienungsperson rückmeldend zurück.

Vorzugsweise ragen im weiteren die Tastenbereiche in Mattenquerschnitt auf die der Trägeranordnung abgekehrte Mattenseite auf, d.h. auf die Betätiguiigsseite der Matte, entweder indem die Tastenbereiche mit Bezug auf mattensenkrechte Achsen koaxial, grundsätzlich zylinder-oder kegelstumpfförmig vorspringen, oder sich auf eine Seite von den Auflagebereichen kontinuierlich oder geknickt geneigt vorheben, d.h. zu besagten mattensenkrechten Achsen schiefwinklig aufragen.

Zur Realisation des obgenannten rückmeldenden Betätigungs-Schnappeffektes wird vorgeschlagen, dass die Federbrücken-Mattenpartien bezüglich einer vorgesehenen Tastenbereichs-Betätigungsrichtung, in Mattenquerschnittsrichtung betrachtet, mindestens in einer Komponente in Betätigungsrichtung ausgerichtet sind.

Dadurch wird erreicht, dass bei Betätigung eines Tastenbereiches die Betätigungskraft mindestens in der einen Komponente in Richtung der den Tastenbereich und den umliegenden Auflagebereich verbindenden Federbereich liegt, so dass sie die Brückenpartie aus gummielastischem Material nicht nur als Biegkraft, sondern, und insbesondere als Stauchkraft beansprucht, womit der oben definierte, angestrebte Betätigungskraft/Betätigungswegverlauf realisiert wird.

Dabei können vorzugsweise die Federbrücken-Mattenpartien in Mattenquerschnittsrichtung betrachtet und bei ruhendem Tastenbereich eben und geneigt die Tastenbereiche mit den Auflagebereichenverbinden, oder können zur Verstärkung des oben definierten Schnappeffektes konkav gegen die Trägerseite der Matte hin gebogen sein.

Zur Beeinflussung des Betätigungsdruck/-Wegverlaufes wird weiter vorgeschlagen, dass die Federbrücken-Mattenpartien in Tastenbereich-Ruheposition durch Vorspannorgane an der Trägeranordnung vorgespannt sind.

Sollen die Tastenbereiche vornehmlich in Richtung einer Mattensenkrechten betätigbar sein, oder in mindestens zwei Richtungen diesbezüglich nach Wunsch abkippend, so wird vorgeschlagen, dass die Federbrücken-Mattenpartien die Tastenbereiche vollständig umschliessen.

Ist hingegen eine Tastaturanordnung so ausgebildet, dass sich die Tastenbereiche geknickt-oder kontinuierlich aus den Auflagebereichen hervorheben, praktisch schanzenartig, so wird vorgeschlagen, dass die Federbrücken-Mattenpartien die Tastenbereiche nur teilweise umschliessen.

Vorzugsweise weisen die Tastenbereiche auf die andere Seite aufragend, d. h. die der Bedienungsseite entgegengesetzte, Führungsaus- und/oder Einformungen auf, und die Trägeranordnung zugeordnete Führungsflächen.

In diesem Sinne werden vorzugsweise die Tastenbereiche mit auf die andere Seite vorragenden kolbenartigen Führungsverlänger_ungen, allenfalls mit Zentralbohrung, versehen, wobei die Trägeranordnung dann zugeordnete Zylinderführungen und/oder allenfalls Kolbenführungen aufweist.

Durch diese Anordnung wird eine zu mattensenkrechten Achsen koaxiale Tastenbereichsführung sichergestellt, auch wenn die tastenbereichsumgebenden Federbrücken-Mattenpartien an sich ein seitliches Abkippen der Tastenbereiche bei ihrer Betätigung zuliessen.

Soll nun bei solchen von Federbrückenpartien umgebenen Tastenbereichen nicht nur eine, wie definiert koaxiale Betätigung möglich sein, sondern ist es erwünscht, 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 Trägeranordnung kolbenartige Ausformungen aufweisen und die Trägeranordnung oder die Tastenbereiche Führungsflächen, wobei Abschlusspartien der kolbenartigen Ausformungen und die Führungsfläche derart gewölbt ausgebildet sind, dass bei Relativbewegung von Tastenbereich und Trägeranordnung ein seitliches, gleitendes Abkippen der kolbenartigen Ausformung mit Bezug auf die Führungsfläche erfolgt, m.a.W. ein Abkippen des Tastenbereiches auf die eine oder andere Seite, je nach Wirkungsrichtung der Betätigungskraft.

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.

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.

Die beschriebene Anordnung weist, wie bereits erwähnt, den grossen-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 ausser_- ordentlich vorteilhaft sein, wenn die Matte sich bei ihrem Einsatz durch einen mattenspezifischen Schaltcode praktisch zu erkennen gibt.

Dies wird dadurch erreicht, dass an der Matte nicht tastenbereichbetätigbare Schaltkontakte vorgesehen sind, zur mattenspezifischen Kontaktierung vom Ge,gen- kontakt an der Trägeranordnung.

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.

Sind die Tastenbereiche steuerknüppelartig aufragend und kippbar ausgebildet und am trägeranordnungsseitigen Knüppelende Kontaktpartien vorgesehen, weiter an der Trägeranordnung tastenbereichspezifisch mehrere Gegenkontakte, durch selektives Tastenbereichabkippen_'selek_- tiv über die Kontaktpartie verbindbar, so wird praktisch mit der genannten Matte und entsprechend daran vorgesehenen Tastenbereichen ein Zweikoordinantenschalter geschaffen, in dem je nach angesteuerter Tastenbereichabkipprichtuhg die einen oder anderen Schaltverbindungen erstellt werden.

Eine bekannte Tastaturanordnung sowie die erfindungsgemässe Anordnung werden anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

• Fig, 1 einen Schnitt durch eine bekannte Tastaturanordnung,
• Fig. 2 einen Schnitt analog zu Fig. 1, durch einen Teil einer erfindungsgemässen Anordnung,
• Fig. 3 einen Schnitt analog zu Fig. 1, durch eine weitere 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 erfindungs_- gemässen Anordnungen, gemäss den Fig.2 bis 21 sowie den noch folgenden von Fig. 23 bis 29,
• Fig. 23 bis 29 Ausschnitte aus weiteren Varianten der erfindungsgemässen Anordnung in Querschnittsdarstellüng,
• 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.

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 Brückenstücken 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 zugänglich.

In Fig. 2 ist nun eine erste, noch mit gewissen Nachteilen behaftete Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Anordnung 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 erste Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Anordnung weist, wie 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.

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.

Nachteilig an dieser ersten Anordnungsvariante ist, dass, wie beim linken Tastenbereich 2a dargestellt, der Freiheitsgrad der Tastenbereich-Betätigbarkeit für manche Einsatzartenzu 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.

In Fig. 3 und den folgenden Figuren sind nun Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Anordnung dargestellt, welche hinzu zu den bereits anhand von Fig.2 erläuterten Vorteilen eine eindeutige Bewegungsführung der Tastenbereiche ergeben. Hier sind die Tastenbereiche 11 mit gegen die Trägerplatte 14 ausragenden Führungskolben 12 versehen, welch letztere den einen Kontakt 13 eines elektrischen Schalters tragen.

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 bei19 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 bildet die Matte 15 und die gehäuseseitigen Teile eine dichte Einheit.

Mit dem selben Prinzip der unterseitig zur Führung verlängerten Tastenbereiche lassen sich verschiedene Konstruktionsvarianten realisieren.

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 an der Trägerplatte 14 einragt. An dieser Stelle soll betont werden, dass die ganze Mattenstrukturmit den beschriebenen Führungskolben hier einteilig ausgebildet ist. Wird als Mattenmaterial beispielsweise transparenter Silicongummi verwendet, so kann, wie in Fig. 5 dargestellt, der kolbenartig verlängerte Tastenbereich 30 an der Kolbenperipherie geführt sein 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.

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.

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.

In Fig. 7 ist eine beispielsweise Beschriftung der Tastenbereiche dargestellt. Um diese wie entsprechend einem zu ändernden Dateneingabeprogramm an einer Be- dienun^gskonsole zu ändern, kann bei der beschriebenen Anordnung mit sehr geringem Aufwand die Matte ausgewechselt werden.

In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung dargestellt. Ist ein Entfernen der dichtend abdeckend beschriebenen Matte, beispielsweise zur Reinigung oder zur Beschriftungsänderung unerwünschte 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 Schaltmatte und 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 gehaltert werden. Die anhand von Fig. 8 dargestellten mattenspezifischen Festschalter 55, 55a können selbstverständlich auch direkt an auswechselbaren Matten, wie 15 von Fig. 3, vorgesehen sein.

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.

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.

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 betätige 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.

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 Tastenbereich- betätigung 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.

In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform-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 kann dabei zusätzlich eine Führungsschablone 72 vorgesehen sein.

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.

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 Arretierungshaken 78 wird die Taste, wie in den Fig. 17 und 18 dargestellt, in der gewählten, abgekippten Position arretiert. Durch die umgekehrte Schiebebewegung mit leichtem Druck auf den Tastenbereich, wird die Arretierung wieder ausgeklinkt.

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.

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.

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.

Wie in Fig. 22 gezeigt, wird dadurch erreicht, dass zur Betätigung eines Tastenbereiches die Betätigungskraft K erst ansteigt, bis zum Erreichen einer Betätigungsposition S1, danach ein Maximum durchläuft und dann wieder abfällt. Die schaltwirksame Position wird dabei vorzugsweise, wie in Fig. 22 bei S_sbezeichnet, unmittelbar nach Durchlaufen des Maximums M vorgesehen oder, wie bei S , dargestellte, in einem dem Maxium M folgenden Minium. In Fig. 21 ist mit K die Richtung der Betätigungskraft dargestellt und in der Federbrücken-Mattenpartie 81 insbesondere die in Brückenpartie-Längsrichtung wirkende Komponente K₁. Insbesondere diese Komponente bewirkte 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.

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, um ihrerseits geringe Reibungsflächen an den Führungszylindern zu bilden.

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.

Zweck der Anordnung nach Fig. 26 ist es, die Matte so auszubilden, dass eine nur sehr geringe Einbautiefe erforderlich ist. Die Tastenbereichführung erfolgt dabei nur durch die Matte selbst. Damit aber ein Tastenbereich auch bei Schräglage zuverlässig 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 Kurzshhliessung 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.

Ueblicherweise ist weiter der tastenbereichseitige Kontakt pillenförmig.

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.

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.

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 W- 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.

Bei 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 Tastenbereicherealisiert wird. Wie diese Figuren zeigen, besteht ein Tastenbereich hier aus einer steifen Zone 100 und den flexiblen leichter biegbaren Federbrückenpartien 101.

Fig. 31 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen derartigen Tastenbereich in Ruheposition, Fig. 32 in betätigter Position.

Wie Fig. 32 zeigt, deformieren sich bei Betätigung des Tastenbereiches die Brückenpartien 1ü1. 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 10.2 nicht unten, sondern im mittleren oder oberen Bereich der Betätigungszone 100 befindet,
• - bei denen der Tastenbereich nicht eine viereckige, sondern eine andere Form aufweist.

In Fig. 31 sind Kontakte eingezeichnet, wobei das Beispiel eine Fläche aus leitendem Siliconkautschuk 103 und Kontaktbahnen 104 auf einer Leiterplatte zeigt. Ein anderes Schaltsystem kann analog angewendet werden.

_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.

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.

In Fig. 34 stützt sich der Tastenbereich 110 mit einer relativ starren Kipplagerpartie 112 am Träger 114 ab. Bei Betätigung der Taste wird 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.