DE2163450A1 - Tastenfeldschalter zur Betätigung einer Vielzahl von Kontakten - Google Patents

Description

I. 137

Augsburg, den 20. Dezember 1971

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International Business Machines Corporation, Armonk,

N.Y. 10 504, V.St.A.

Tastenfeldschalter zur Betätigung einer Vielzahl von

Kontakten

Die Erfindung betrifft einen Tastenfeldschalter zur Betätigung einer Vielzahl von Kontakten.

Bei bekannten Geräten solcher Art muß eine Pufferschaltung vorgesehen sein, welche einen zur Datenübertragung

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geeigneten Serien-Ausgangscode erzeugt. Außerdem müssen bei derartigen Geräten außer der erforderlichen logischen Schaltung Kreise zur Sicherstellung der richtigen zeitlichen Ordnung der abgegebenen Serien-Ausgangscodes und Schutzschaltungen vorgesehen sein, welche verhindern, daß gleichzeitig mehrere Tasten gedrückt werden können. Es muß also mit anderen Worten Vorsorge getroffen sein, daß einerseits beim Drücken einer Taste alle zur Abgabe eines Serienausgangscodes erforderlichen Kontaktgaben auch tatsächlich stattfinden und daß Störungen ausgeschlossen werden, welche ihre Ursache in versehentlicher gleichzeitiger Betätigung mehrerer Tasten haben. Es bedarf keiner Erwähnung₃ daß durch das Vorhandensein der erforderlichen logischen Schaltungen und der zusätzlichen Sicherheitsschaltungen der Aufbau eines Tastenfeldes kompliziert wird und dadurch die Kosten einer solchen Einrichtung erhöht werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Tastenfeldschaltern der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart einen einfacheren und billigeren Aufbau zu erzielen und trotzdem sicherzustellen, daß beim Drücken einer Taste der abzugebende Serien-Ausgangscode zeitlich richtig eingeordnet ist und daß durch das versehentliche Drücken mehrerer Tasten gleichzeitig keine Störungen ausgelöst werden.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Tastenfeldschalter der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart durch eine leitende Membran, eine Vielzahl von im Kreis stehenden Sektorzungen, von denen mindestens zwei auf verschiedenen Radien von der Kreismitte endigen, und mindestens eine Taste mit Verteiler zur Bewegung der Membran in Anlage an den Sektorzungen derart gelöst, daß beim Drücken der Taste mindestens zwei der Sektorzungen ^u verschiedenen Zeitpunkten mit der Membran in Berührung kämmen. Gemäß der Erfindung ragt eine Sektorzunge eines kreisförmigen Tastenbereiches in die Kreismitte und eine weitere Sektorzunge dieses kreisförmigen Tastenbereiches endet auf einem Radius, der größer ist als die Radien, auf welchen die übrigen Sektorzungen dieses kreisförmigen Tastenbereiches endigen.

Der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter stellt eine verbesserte Konstruktion eines Drückerschalters dar, mit welcher es möglich ist, durch Betätigung einer einzigen Taste eine Vielzahl von AusgangsSignalen jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten auszulösen.

Mit d?m erfindungs gemäßen Tastenfeldschalter ist es also möglich, ohne das Vorhandensein einer besonderen

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Umsetzschaltung und einer besonderen Decodierschaltung durch Betätigung einer einzigen Schalttaste einen Serien-Ausgangs code zu erzeugen, wobei durch Betätigen der Taste die elektrisch leitende Membran nacheinander Kontakt mit den verschiedenen Sektorzungen des Schalters bekommt, die ihrerseits auf einer Schalterkarte über eine doppelseitige Verdrahtung mit Abgriffstiften verbunden sind, an welchen der jeweils erzeugte Serien-Ausgangscode unmittelbar abgegriffen werden kann.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters liegt darin, daß infolge der versetzten Anordnung der radial inneren Sektorzungenenden beim Drücken der Taste die leitende Membran zwangläufig an zeitlich hintereinander· liegenden Zeitpunkten mit diesen Sektorzungenenden in Berührung kommt und dadurch zwangläufig auf mechanische Weise sichergestellt ist, daß beim Drücken einer einzigen Taste trotzdem eine Vielzahl von Impulsen in Form eines Serien-Ausgangscodes abgegeben werden.

Ein weiterer bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters liegt darin, daß auf mechanische Weise sichergestellt wird, daß der beim Drücken einer Taste abzugebende Serien-Ausgangscode zwangläufig zeitlich

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richtig eingeordnet wird und auf mechanischem Wege vermieden wird, daß mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt werden können, so daß sonst für solche Zwecke vorgesehene kostspielige logische Schaltungen in Portfall kommen können.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist ein Tastenfeldschalter der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran einer Vielzahl von kreisförmigen Tastenbereichen zugeordnet ist, deren Sektorzungen jeweils derart auf verschiedenen Radien dieser Tastenbereiche endigen, daß sie beim Drücken der dem betreffenden Tastenbereich zugeordneten Taste jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten mit der Membran in Berührung kommen und dadurch eine Bitfolge in einem Code festlegen, daß ferner jeweils eine der Sektorzungen eines Tastenbereiches an eine positive Spannungsquelle und eine andere Sektorzunge desselben Tastenbereiches an eine negative Spannungsquelle angeschlossen ist, daß weiter die Membran derart an Spannungssummiermittel angeschlossen ist, daß die Spannungen aller mit der Membran in Berührung stehenden Sektorzungen aufsummiert werden, so daß die Aufeinanderfolge dieser Spannungssummierungen einen durch Drücken der betreffenden Taste ausgelösten Seriencode bildet.

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Der Vorgang der Bitabgabe vollzieht sich so, daß beim Drücken der betreffenden Taste zunächst der Verteiler zusammengedrückt wird und dadurch die elastische Membren zunächst in der Mitte des kreisförmigen Tastenbereiches Kontakt mit dem radial am weitesten innen gelegenen Sektorzungenende bekommt, worauf sie nacheinander mit den radial weiter außen gelegenen Sektorzungenenden Kontakt bekommt, bis die Taste voll durchgedrückt ist und alle Sektorzungenenden Kontakt mit der elastischen Membran haben.

Die Erfindung wird nunmehr in ihren Einzelheiten unter Bezug auf die anliegende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform beispielsweise beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 die schematische Ansicht einer

Schaltfeldkarte für ein Tastenfeld mit acht Tasten zur Erzeugung von acht verschiedenen Serien-Ausgangs codes ,

Fig. 2 einen maßstäblich größeren

schematischen Querschnitt durch

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einen Teil der in Pig. I dargestellten Schaltfeldkarte,

Fig. 3 ein Spannungsverlaufdiagramm,

welches den Spannungsverlauf am Ausgang der in Fig. 1 dargestellten Schaltfeldkarte zeigt, wenn die Taste 100 betätigt wird,

Fig. ¹J eine schematische Ansicht der

Sektorzungenanordnung eines kreisförmigen Tastenbereiches, wobei diese Sektorzungenanordnung derart getroffen ist, daß die beim Drücken der betreffenden Taste erzeugte Serienimpulsfolge zeitlich richtig eingeordnet wird und daß außerdem durch das Drücken mehrerer Tasten gleichzeitig keine Störung hervorgerufen wird, und

Fig. 5 ein Schaltschema einer doppel-

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seitigen Verdrahtung in Verbindung mit einer Sektorzungenanordnung eines erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters zur Kombination zweier Codes, wobei Vorsorge
getroffen ist, daß die erzeugte Serien-Impulsfolge sowohl mechanisch als auch elektronisch zeitlich richtig eingeordnet wird.

Wie Fig. 1 zeigt, sind auf einer Tastenfeldkarte 12 Tastenbereiche 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 und 111 durch Goldplattierung oder in anderer Weise als leitende Felder angebracht. Mit Bezug auf den Tastenbereich 000
wird nunmehr eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung gegeben und die Figur zeigt, daß einzelne Sektorzungen A, B, C, D, E, F jeweils radial innen auf verschiedenen Radien des kreisförmigen Tastenbereiches endigen. Die gleichen
Bezugsbuchstaben beziehen sich auch auf die Sektorzungen der anderen Tastenbereiche. Demgemäß endigt die Sektorzunge A auf dem kleinsten Radius und die Sektorzunge F
auf dem größten Radius, während die Sektorzungen B bis E jeweils auf im Uhrzeigersinn zunehmend größeren Radien

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endigen. Durchführungsöffnungen für Leiter J bis P sind in gleicher Weise den einzelnen Sektorzungen P bis A zugeordnet und verbinden jeweils die SektorZungenanordnungen und die auf der Oberseite der Schalterfeldkarte 12 angeordneten Lötaugenmuster mit den an der Unterseite der Schalterfeldkarte angeordneten Lotaugenmustern. In den Fig. 1 und 5 sind jeweils die auf der Oberseite der Schalterfeldkarte 12 angeordneten Lötaugenmuster in voll ausgezogenen Linien eingezeichnet, während die an der Unterseite der Schalterfeldkarte 12 angeordneten Lötaugenmuster in gestrichelten Linien eingezeichnet sind.

Die einzelnen Sektorzungen A bis P der einzelnen Tastenbereiche 000 bis 111 sind über eine doppelseitige Verdrahtung und über Durchführungen der Tastenfeldkarte entweder an einen +12 V-Spannungsstift 26 oder an einen -12 V-Spannungsstift 27 angeschlossen. Auf der Tastenfeldkarte 12 ist eine elastische, elektrisch leitende Membran in Form einer Schicht 16 befestigt, wobei diese Befestigung an den Membranrändern erfolgt und insbesondere aus Fig. 2 gut ersichtlich ist. Ein Abgriffstift 36 ist einerseits über einen Widerstand J>*\ mit einem unter Erdpotential stehenden Kontakt 35 und außerdem mit einer Kontaktstelle 28 verbunden.

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Wie nachstehend in Verbindung mit Fig. 3 noch näher beschrieben werden, wird, ist von den Sektorzungenpaaren A, B bzw. C, D und E, P jeweils eine Sektorzunge mit dem die
Spannung +12 V führenden Stift 26 und die andere Sektorzunge mit dem die Spannung -12 V führenden Stift 27 verbunden, wobei jeweils für jeden Tastenbereich die einzelnen Sektorzungen A bis P über jeweils verschieden bemessene
Widerstände 31 bis 33 bzw. kl bis 43 mit den ihnen zugehörigen Spannungsquellen verbunden sind.

Die durch den Stift 26 versinnbildlichte Spannungsquelle von +12 V ist über den Widerstand 31 und über
die Leitung 301 mit der Sektorzunge 00OP verbunden und
von da über die Durchführung OOOJ und über die Leitung sowie über die Durchführung 001J mit der Sektorzunge 001P und von da über die Leitung 303 und über die Durchführung 01OJ mit der Sektorzunge 010 P und von da über die Leitung 304 und über die Durchführung OHJ mit der
Sektorzunge OHP und von da über die Leitung 305 mit der Sektorzunge HlE und von da über die Durchführung IHK
und die Leitung 306 sowie über die Durchführung HOK
mit der Sektorzunge HOE und von da über die Leitung 307 und über die Durchführung 101K mit der Sektorzunge 101E

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und von da über die Leitung 308 und über die Durchführung lOOK mit der Sektorzunge lOOE verbunden.

Die bei 26 anliegende + 12 V-Spannungsquelle ist über eine Leitung 30 und über einen Widerstand 32 sowie über eine Leitung 311 an die Sektorzunge 001D angeschlossen und von da über eine Durchführung 001L sowie über ein Lötauge bzw. eine Leitung 312 und über die Durchführung 00OL an die Sektorzunge 00OD sowie von da über die Leitung 313 mit der Sektorzunge lOOD und von da über die Durchführung lOOL und die Leitung 314 sowie über die Durchführung 1O1L mit der Sektorzunge 101D und über die Leitung 315 und die Durchführung HOM mit der Sektorzunge HOC und von da über die Leitung 316 und die Durchführung IHM mit der Sektorzunge HlC sowie von da mit der Sektorzunge 00OD und über die Leitung 317 sowie über die Durchführung 01OM mit der Sektorzunge 01OC und von da über die Leitung 318 und die Durchführung OHM mit der Sektorzunge OHC verbunden.

Außerdem ist die bei 26 anliegende +12 V-Spannungsquelle über einen Widerstand 33 und eine Leitung 321 mit der Sektorzunge OIOB und von da über eine Durchführung 01ON und die Leitung 328 sowie die Durchführung OHP mit der

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Sektorzunge OlIA verbunden. Von der Sektorzunge OIOB führt eine Leitung 324 zur Sektorzunge HOB und von da über die Durchführung HON und über die Leitung 327 sowie über die Durchführung HlP zur Sektorzunge HlA. Von der Sektorzunge HOB geht die Verbindung über die Durchführung HON sowie die Leitung 325 und über die Durchführung 101P zur Sektorzunge 101A sowie von da über die Leitung und über die Durchführung lOON zur Sektorzunge lOOB. Außerdem führt von der Sektorzunge OIOB über die Durchführung 01ON und die Leitung 322 sowie über die Durchführung 001P eine Verbindung zur Sektorzunge 001A und von da über die Leitung 323 und die Durchführung 0ON zur Sektorzunge 0OB.

Die bei 27 angedeutete -12 V-Spannungsquelle ist über einen Widerstand 41 und eine Leitung 401 mit der Sektorzunge 0OE und von da über eine Durchführung 00OK sowie eine Leitung 402 und eine Durchführung 001K mit der Sektorzunge 001E sowie von da über eine Leitung und über eine Durchführung 01OK mit der Sektorzunge 01OE und von da über eine Leitung 404 und eine Durchführung OHK mit der Sektorzunge OHE sowie von da über eine Leitung mit der Sektorzunge HlP und weiter von da über eine Durchführung HlJ sowie eine Leitung 406 und eine Durch-

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führung llOJ mit der Sektorzunge HOP sowie von da über eine Leitung 407 und eine Durchführung 101J mit der Sektorzunge 101P sowie von da über eine Leitung 408 und über eine Durchführung lOOJ mit der Sektorzunge lOOP verbunden.

Die bei 27 angedeutete Anschlußklemme für die Spannung von -12 V ist außerdem über einen Widerstand 42 und eine Leitung 421 mit der Sektorzunge 001C und von dort über eine Durchführung 001M und eine Leitung 424 sowie über eine Durchführung 00OM mit der Sektorzunge 00OC und von da über eine Leitung 425 mit der Sektorzunge lOOC sowie von da über eine Durchführung lOOM und eine Leitung 426 sowie eine Durchführung 101M mit der Sektorzunge 101C und von da über eine Leitung 427 und eine Durchführung HOL mit der Sektorzunge HOD sowie von da über eine Leitung 428 und eine Durchführung HlL mit der Sektorzunge HlD verbunden. Von der Sektorzunge 001C führt ein Weg über eine Durchführung 001M und eine Leitung sowie eine Durchführung 01OL zur Sektorzunge OIOD und von da über eine Leitung 423 und über eine Durchführung OHL zur Sektorzunge OHD.

Schließlich ist die bei 27 anstehende Spannung von -12 V über einen Widerstand 43 und eine Leitung 430 an

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die Sektorzunge OIOA und von da über eine Durchführung OIOP und eine Leitung 437 sowie über eine Durchführung OOOP an die Sektorzunge OOOA angeschlossen. Von der Sektorzunge OIOA führt ein Weg über eine Durchführung OIOP und eine Leitung sowie eine Durchführung OHN zur Sektorzunge OHB und von da über eine Leitung 433 und eine Durchführung OHN sowie eine Leitung 436 und eine Durchführung 1O1N zur Sektorzunge 1O1B. Von der Sektorzunge HlB führt eine Verbindung über eine Durchführung IHN und eine Leitung 434 sowie über eine Durchführung HOP zur Sektorzunge HOA sowie von da über eine Leitung 435 und über eine Durchführung lOOP zur Sektorzunge lOOA.

Die in Pig. I in gestrichelten Linien dargestellten Lotäugen, Leitungen und Verdrahtungen befinden sich an der Rückseite der Tastenfeldkarte 12 und diejenigen Schaltelemente, die in Pig. I in ausgezogenen Linien dargestellt sind, sind an der Vorderseite 13 der Tastenfeldkarte 12 angeordnet. Die verschiedenen Durchführungen J bis P führen durch die Tastenfeldkarte 12 hindurch und verbinden deren beide Oberflächen 13 und 17 miteinander. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist unterhalb der Verteilerschicht 15 die elastische und elektrisch leitende Membranschicht 16 angeordnet.

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Fig. 3 zeigt den Spannungsverlauf am Stift 36, welcher jeweils der Summe sämtlicher Spannungsabfälle zwischen den Stiften 26 und 27 zur Erde 35 hin über die Membran beim Drücken der Taste 110 entspricht. Bevor das als Knopf ausgebildete Betätigungselement des Tastenfeldes niedergedrückt wird, hat der am Stift 36 dargebotene Ausgang den in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 9 bezeichneten Wullpegel. Wird die Taste gedrückt, so wird zuerst die radial am weitesten innen auf dem kleinsten Radius des kreisförmigen Tastenbereiches endigende Sektorzunge OHA unter Strom gesetzt. Kommt die Sektorzunge HOA in Berührung mit der Membran 16 ₃ so fließt Strom von der negativen Spannungsquelle 27 über die Widerstände 43 und 3^ zum Erdanschluß 35, was zur Folge hat, daß am Stift 36 eine negative Ausgangsspannung dargeboten wird, die in Fig. 3 bei 9A als negativpoliges Signal angedeutet ist. Wird die Taste weiter durchgedrückt, so vergrößert sich die Fläche des Kontaktbereiches zwischen der Membran und der Tastenfeldkarte 12 so weit, daß nunmehr die Sektorzunge HOB mit der Membran 16 Kontakt nimmt. In diesem Augenblick ist die an dem Stift 26 anliegende Spannung von +12 V über die Widerstände 33 und ~$k an die Erdklemme 35 angeschlossen. Die in Fig. 3 bei 9B angedeutete Ausgangsspannung hat folglich den Wert Null und versinnbildlicht

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die Spannungsverzweigung zwischen den Widerständen 33 und 43. Erreicht der Kontaktbereich der Membran l6 die Sektorzunge HOC, so fließt nunmehr Strom von der positiven Spannungsquelle über den Widerstand 32 und wird zu dem Strom hinzuaddiert, der über die Sektorzungen HOA und HOB fließt, so daß nunmehr am Stift 36 eine positive Ausgangsspannung 9C dargeboten wird. Bekommt die Sektorzunge HOD Kontakt mit der Membran l6, so fließt Strom über den Widerstand 42 zur negativen Spannungsquelle. Wird dieser zu den anderen Strömen hinzuaddiert, so ergibt dies am Widerstand 34 einen Nullstrom und an dem Stift 36 wird nunmehr eine Nullspannung 9D dargeboten. Kommt zuletzt die Membran l6 in Berührung mit den Sektorzungen HOE und HOP, welche an den größten Radien des Tastenbereiches endigen, so fließt Strom über alle Widerstände 31 bis 33 und 41 bis 43 und eine Aufaddierung dieser Ströme ergibt am Stift 36 wiederum einen Nullausgang 9¥. Wird der Tastenknopf losgelassen, so vollzieht sich dieselbe Reihenfolge der soeben geschilderten Vorgänge in umgekehrter Richtung. Der Umfang des Kontaktbereiches der Membran 16 wird also nunmehr kleiner und kleiner, bis überhaupt kein Kontakt mehr vorhanden ist und am Stift nunmehr wieder ein Nullausgang 8 erscheint.

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Zusammenfassend ist also festzustellen, daß die einzelnen Sektorzungen A bis P eines gegebenen Tastenbereiches, beispielsweise des Tastenbereiches 110, entweder über den Widerstand 12K an die Spannungsquelle von +12 V oder über den Widerstand 12K an eine Spannungsquelle von -12 V angeschlossen sind. Jede Bitstellung in dem Serien-Ausgangscode wird also jeweils von zwei aufeinanderfolgenden Sektorzungenformen festgelegt, deren eine an die positive Spannung und deren andere an die negative Spannung angeschlossen ist. In Abhängigkeit von der Zeitfolge, in welcher der Anschluß der einzelnen Sektor zungen an diese Spannungsquellen erfolgt, wird also jeweils ein positiv gerichteter oder ein negativ gerichteter Stromfluß in Impulsform durch die Membran 16 hindurch erfolgen, wobei diese Impulse die Code-Ausgangsbits darstellen. Die Membran 16 ist über den 1K-Widerstand 3^ an die Erdklemme 35 angeschlossen, an welchem die Ausgangsspannung dargeboten wird. Ein derartiges Tastenfeld weist also insgesamt 2N + 1 Widerstände auf, worin N die Zahl der Bits eines Codes bedeutet. Wird die Taste losgelassen, so wird der Code in umgekehrter Richtung erzeugt und diese Eigenschaft des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters kann zur Fehlerkontrolle verwendet werden.

Bei der Darstellung in Pig. I ist beispielsweise

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bei der Taste 000 die Anordnung so getroffen, daß jede Sektorzunge A bis F, jeweils von Zunge zu Zunge im Uhrzeigersinn auf einem weiter außen liegenden Radius endigt. Tatsächlich ist es jedoch nicht notwendig, die Anordnung so zu treffen, daß jeweils nebeneinanderliegende Sektorzungen auch jeweils an aufeinanderfolgenden Radien endigen.

Für die Erzeugung von Seriencodes ist es bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters nur wesentlich, daß jeweils zwei einem bestimmten Bit des Ausgangscodes zugeordnete Sektorzungen auf nebeneinandergelegenen Radien endigen. Während also beispielsweise die Sektorzungen A und B auf nebeneinandergelegenen Radien endigen müssen, brauchen sie im Hinblick auf die jeweils benachbarten Sektorzungen nicht auf nebeneinandergelegenen Radien zu endigen.

Eine das Tastenfeld bedienende Bedienungsperson wünscht im allgemeinen irgendeine Kontrolle, die ihr zeigt, daß beim Niederdrücken einer bestimmten Taste auch wirklich alle Sektorzungen des betreffenden Tastenbereiches nacheinander Kontakt mit der Membran bekommen haben. Eine solche Kontrolle kann entweder mittels einer Signallampe

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oder eines Signalsummers oder mittels einer Fernsehbildanzeige gegeben werden. Für die Erzeugung eines solchen Kontrollimpulses kann eine zusätzliche Sektorzunge vorgesehen sein, die auf einem Radius endigt, welcher größer ist als alle anderen Radien, auf welchen die der logischen Schaltung zugeordneten Sektorzungen endigen.

Anhand der Fig. 4 wird nunmehr dargelegt, wie gemäß der Erfindung jeweils für jede einzelne Taste des Tastenfeldes mechanische Mittel vorgesehen sind, welche sicherstellen, daß die erzeugten Serien-Ausgangscodes zeitlich richtig eingeordnet werden und welche sicherstellen, daß das gleichzeitige Drücken zweier Tasten keine Störung hervorruft. Unter der Voraussetzung, daß wiederum je Tastenbereich sechs Sektorzungen 52 bis 57 vorgesehen sind, zeigt die Figur, daß zu diesen Sektorzungen zwei weitere sogenannte Arbeitssektorzungen 51 und 58 hinzugefügt sind. Die eine Arbeitssektorzunge 51 reicht weiter in die Mitte 50 des Tastenbereiches als alle anderen Sektorzungen und wird folglich beim Drücken der Taste zuerst und mit Bezug auf die anderen Sektorzungen verhältnismäßig früh mit der Membran Kontakt bekommen. Diese Arbeitssektorzunge 51 kann folglich als Sicherheits-

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einrichtung dagegen benutzt werden, daß gleichzeitig noch andere Tasten gedrückt werden. Dies kann dadurch geschehen, daß bei Kontaktnahme der Arbeitssektorzunge über einen nicht dargestellten Widerstand ein schwacher Strom fließt und daß alle diese Ströme über einen gemeinsamen Widerstand geführt werden. Ein Spannungsdiskriminator kann dann sofort feststellen, ob von mehr als nur einem Tastenbereich die Arbeitssektorzungen 51 mit der Membran 16 Kontakt haben und folglich mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt wurden. Soll keine solche Schutzeinrichtung gegen gleichzeitiges Drücken mehrerer Tasten vorgesehen sein, so ist es trotzdem wünschenswert, die Mitte der Schaltzungenanordnung beispielsweise mit einer Füllung aus goldplattiertem Kupfer auszufüllen, so daß außer den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Sektorzungen, die eine ungefähre Weite von 0,13 mm haben, keine Hohlräume sich der Kontaktmembran darbieten, die größer sind als diese Zwischenräume. Dies ist in erster Linie deshalb erforderlich, damit bleibende Verformungen der Membran ausgeschlossen werden. Selbstverständlich endigen die Datensektorzungen 52 bis 57 radial weit genug von dieser Mittelfüllung oder von dem Mittelteil 50 der Arbeitssektorzunge 51, um sicherzustellen, daß beim

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Niederdrücken der Taste keine dieser Sektorzungen von der Membran 16 berührt wird, bevor diese die Mittelfüllung bzw. den Mittelteil 50 der Arbeitssektorzunge 51 berührt hat. Die andere Arbeitssektorzunge 58 endigt radial noch weiter außerhalb der Mitte des betreffenden Tastenbereiches, so daß sichergestellt ist, daß diese Arbeitssektorzunge zuletzt Kontakt mit der Membran 16 bekommt und folglich dazu benutzt werden kann, den abgegebenen Serienausgangscode zeitlich richtig einzuordnen. Wird die Schutzmaßnahme gegen gleichzeitiges Drücken mehrerer Tasten nicht angewandt, so kann diese zeitliche Einordnung auch dadurch erfolgen, daß gemeinsame Daten der Membran über diese Arbeitssektorzunge 58 zugeführt werden.

Unter Bezug auf Fig. 4 wird nunmehr eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters in Abwandlung in Verbindung mit einer batteriebetätigten Datenstation beschrieben. Bei batteriebetriebenen Datenstationen ist es wichtig, daß die Batterie immer nur dann benutzt wird, wenn Tasten gedrückt sind, und daß während der Leerläufe der Datenstation, d.h. in den Intervallen zwischen dem Niederdrücken der Tasten die Batterie geschont wird. Wird der erfindungsgemäße Tastenfeldschalter in

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einer solchen batteriebetriebenen Datenstation benutzt, so wird der Code durch die Sektorzungen 52 bis 57 erzeugt und die Sektorzungen 51 oder 58 sämtlicher Tastenbereiche des Tastenfeldes werden parallel zueinander so geschaltet, daß sie beispielsweise ein Zungenrelais betätigen, welches die Batterie an die elektronischen Kreise der Datenstation anschließt. Ist der Stromverbrauch niedrig genug, so können beispielsweise die parallelgeschalteten Sektorzungen 51 oder 58 selbst dazu benutzt werden, um beispielsweise die Membran an die Batterie-Erdklemme anzuschließen.

Unter Bezug auf Fig. 5 wird nunmehr eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tastenfeldschalters beschrieben. In Fig. 5 ist nur ein einziger Tastenbereich von einer Vielzahl von Tastenbereichen innerhalb eines Tastenfeldes dargestellt. Die Sektorzungen 62, 64 und 66 sind als an Leitungen 61, 63 und 65 und einen Schaltungsblock 60 angeschlossene Elemente dargestellt, welch letzterer beispielsweise den Ausgangscode 12 einer Datenstation 3 von 14 Datenstationen enthält. Die Schaltung 6O kann ferner mit Vorrichtungen versehen sein, welche eine richtige zeitliche Einordnung der abgegebenen Serien-

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ausgangscodes und die Verhinderung eines gleichzeitigen Drückens mehrerer Tasten sicherstellen. Die Sektorzungen bis 79 sind in gleicher Weise als an einen Schaltkasten angeschlossen dargestellt, was über eine doppelseitige Verdrahtung geschieht, welche Leitungen 8l bis 89 und 91 bis 93, 98 und 99 enthält. Der Schaltkasten 70 versinnbildlicht beispielsweise die Ausgangsstifte eines ASCII-, BCD- oder eines EBCDIC-Gerätes. Wie ersichtlich, endigen die Sektorzungen 62, Sk und 66 auf einem größeren Radius als demjenigen, auf welchem die Sektorzungen 71 bis 79 endigen. Auf diese Weise ist es möglich, zwei Ausgangscodes von einem einzigen Tastenbereich aus zu erzeugen und dabei außerdem noch damit die mechanische richtige zeitliche Einordnung der abgegebenen Serienausgangscodes und die mechanische Verhinderung gleichzeitigen Drückens mehrerer Tasten sicherzustellen. Auf diese Weise kann also zum Beispiel der im Schaltkreis 60 erzeugte Code "3 von I²I" eine elektronische zeitliche Einordnung und ein elektronisches gleichzeitiges Betätigen mehrerer Schalter beinhalten. Dann kann der in der Schaltung 70 erzeugte Code zeitlich durch die Kontaktgabe der drei kurzen Sektorzungen 62, 64 und 66 eingeordnet werden, welche durch die elektronische Einordnung an diesen Kontakten versinnbildlicht ist.

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Aus den obigen Darlegungen geht hervor, daß zahlreiche verschiedene Kombinationen von kurzen und langen Sektorzungen möglich sind, die durch doppelseitige Verdrahtung mit den verschiedensten Geräten verbunden sein können und daß es dadurch möglich ist, die verschiedensten Serien-Ausgangscodes zu erzeugen und auf die verschiedenste Weise sicherzustellen, daß die abgegebenen Serien-Ausgangscodes zeitlich richtig eingeordnet werden und daß verhindert wird, daß das gleichzeitige Drücken mehrerer Tasten Störungen verursacht.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. /Tastenfeldschalter zur Betätigung einer Vielzahl von Kontakten, gekennzeichnet durch eine leitende Membran (16), eine Vielzahl von im Kreis stehenden Sektorzungen (A ... P), von denen mindestens zwei auf verschiedenen Radien von der Kreismitte endigen, und mindestens eine Taste mit Verteiler zur Bewegung der Membran in Anlage an den Sektorzungen derart, daß beim Drücken der Taste mindestens zwei der Sektorzungen zu verschiedenen Zeitpunkten mit der Membran in Berührung kommen.

2. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (16) einer Vielzahl von kreisförmigen Tastenbereichen (000 ... 111) zugeordnet ist, deren Sektorzungen (A ... P) jeweils derart auf verschiedenen Radien dieses Tastenbereiches endigen, daß sie beim Drücken der dem betreffenden Tastenbereich zugeordneten Taste jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten mit der Membran in Berührung kommen und dadurch eine Bitfolge in einem Code festlegen, daß ferner jeweils eine der Sektorzungen (z.B. P) eines Tastenbereiches an eine

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Sb

positive Spannungsquelle (28) und eine andere Sektorzunge (z.B. E) desselben Tastenbereiches an eine negative Spannungsquelle (27) angeschlossen ist, und daß die Membran derart an Spannungssummiermittel (31 ... 34, 41 ... 43) angeschlossen ist, daß die Spannungen aller mit der Membran in Berührung stehenden Sektorzungen aufsummiert werden, so daß die Aufeinanderfolge dieser Spannungssummierungen einen durch Drücken der betreffenden Taste ausgelösten Seriencode bildet.

3. Tastenfeldschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltertastenachse(n) durch die Mitte des bzw. der kreisförmigen Tastenbereiche geht bzw. gehen.

4. Tastenfeldschalter nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Vielzahl von kreisförmigen Tastenbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Tastenbereiche mindestens zwei Gruppen bilden, wobei die Sektorzungen der einen Gruppe in anderen Radien der kreisförmigen Tastenbereiche endigen als diejenigen der anderen Gruppe, und daß die eine Gruppe an einem Code zugeordnete Abgriffstifte angeschlossen ist, während die andere Gruppe an einem anderen Code

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zugeordnete Abgriffstifte angeschlossen ist.

5. Tastenfeldschalter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Anzeige der Kontaktnahme der jeweils radial innersten Sektorzunge (50, 51) einer Gruppe zur zeitlichen Einordnung des durch Drücken der Taste erzeugten Codes.

6. Tastenfeldschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß eine Sektorzunge (51) eines kreisförmigen Tastenbereiches bis in die Kreismitte ragt und daß eine weitere Sektorzunge (58) dieses kreisförmigen Tastenbereiches auf einem Radius endet, der größer ist als die Radien, auf welchen die übrigen Sektorzungen (52... 57) dieses kreisförmigen Tastenbereiches endigen (Fig. 4).

7. Tastenfeldschalter nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Mitte des kreisförmigen Tastenbereiches ragende Sektorzunge (50, 51) mit Mitteln zusammenwirkt, die eine gleichzeitige Kontaktgabe solcher bis in die Mitte reichender Sektorzungen verschiedener Tastenbereiche erfassen, um eine gleichzeitige Abgabe

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zweier Codes zu verhindern.

8. Tastenfeldschalter nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Endradien der anderen Sektorzungen eines Tastenbereiches endigende Sektorzunge (58) dieses Tastenbereiches als mechanisches Mittel zur richtigen zeitlichen Einordnung des durch die Tastenbetätigung abgegebenen Codes dient.

9. Tastenfeldschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für batteriebetriebene Datenstationen dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der Sektorzungen jeweils eines Tastenbereiches auf einem Radius endet, der nicht den Endradien der anderen Sektorzungen entspricht, und daß diese Sektorzunge an die Batterie angeschlossen ist und dazu dient, einen Betrieb der Datenstation nur dann zu gestatten, wenn diese Sektorzunge Kontakt hat.

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