DE1590550A1 - Tastatur - Google Patents

Description

STANDAED EIiEKTRIK LORENZ AG

Stuttgart-Zuf fenhausen _H _. _ _ _ _ _n

Hellmuth-Hirth-Str .42 I O ü 0 O O U

ISE/Reg. 2903 F.Th. Bilek - 3

Dr. Expl.

Tastatur

Die Priorität der Anmeldung Nr. 287 049 in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 11.Juni 1963 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit Markierung von Kreuzpunkten.

Tastaturen werden an zahlreichen Maschinen gebraucht, z.B. Rechenmaschinen, Telephone und Überwachungseinrichtungen an Werkzeugmaschinen. Eine Arbeitsweise der Tastaturen besteht darin, dass man von jeder Taste einen Draht zu einem Speicherelement zieht, das Kennungsmittel für einen besonderen Zahlenwert enthält. Das bedeutet eine aufwendige Verkabelung und erfordert eine verschwenderische Vervielfachung der Speicherelemente. Es ist daher allgemein üblich, codierte Zeichenkombinationen zur Kennzeichnung des Zahlenwertes der einzelnen Tasten zu verwenden. Es kann z.B. zur Kennzeichnung des Zahlenwertes ^N1^H die erste und die zweite Ader eines fünfadrigen Kabels gleichzeitig -markiert werden, der Zahlenwert "2" kann die erste und die dritte Ader markiert werden, usw. im (2 aus 5)-Code.

Zur Erzeugung solcher Codekombinationen wurden Tastaturen als Kreuzungs-Einrichtungen hergestellt. Das bedeutet, dass die Tastatur selektiv die Anlegung elektrischer Potentiale an die Schnittpunkte einer Matrix aus horizontalen und vertikalen Vielfachen steuert. Wenn z.B. eine Taste am Schnittpunkt eines ersten horizontalen und eines ersten vertikalen Vielfachs gedrückt ist, dann sind diese beiden Vielfache zur Kennzeichnung des Zahlenwertes ^M1ⁿ markiert. Wenn die Taste am Schnittpunkt des ersten horizontalen und zweiten vertikalen Vielfachs gedrückt ist,

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dann kennzeichnet diese Markierung eine "2". Auf diese Art markiert jede Taste die Vielfache an ihrem Schnittpunkt, wenn sie gedrückt ist. Bei diesen Anordnungen bestand die Schwierigkeit in erster Linie in der Umsetzung der mechanischen Bewegung der Taste in entsprechende elektrische Markierungen, weil diese Umsetzung teuere und komplizierte Glieder erfordert,

Gegenstand der Erfindung ist eine neue, verbesserte Tastatur. Die erfindungsgemässe Tastatur vermeidet die Nachteile der geschilderten, bekannten Tastaturen. Die erfindungsgemässe Tastatur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtsbewegung einer Taste in eine mechanische Längsbewegung umgesetzt wird. Die Anordnung enthält eine Grundplatte, die ein Koordinatensystem aus horizontalen und vertikalen Führungsrillen besitzt. In jeder Führungsrille liegt eine vorzugsweise sinusförmig gewellte Drahtfeder. Die Kuppen der Federwelle erscheinen an den Schnittpunkten der Führungsrillen. Eine Taste liegt unmittelbar über jedem Schnittpunkt und liegt frei auf den Kuppen der Federwellen auf. Wird eine der Tasten gedrückt, dann wird die Kuppe der Drahtfeder herabgebogen. Dies veranlasst die Feder, sich auszudehnen, und erzeugt somit eine Längsbewegung. Am Ende jeder Führungsrille sitzt ein kleiner Schalter, der die Längsbewegung in elektrische Signale umsetzt.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt (in perspektivischer Ansicht) einen Ausachnitt eieiner Maschine mit einer erfindungsgemäss ausgebildeten Tastatur.

Fig. 2 zeigt eine auseinander gezogene Ansicht der Tastatur.

!ig. 3 stellt einen Schnitt durch die Tastatur (entlang der Linie 3-3 in 3?igr2) dar und zeigt ein Ausführungsbeispiel einer sinusförmig gewellten Drahtfeder, die in einer Führungsrille der Grundplatte liegt.

Fig. 4 stellt den Ausschnitt eines Schnittes durch die Grundplatte (entlang der Linie 4-4 in Fig.3) dar und zeigt, wie den Tasten eine Einrastwirkung gegeben wird.

Fig. 5 zeigt, wie eine JLnzahl Tastaturen zu einem grösseren Steuerfeld zusammen gesetzt werden können.

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Die Maschine in Fig.1 kann viele verschiedene Formen haben, es kann eine Rechenmaschine, ein Telephon, eine Werkzeugmaschine oder etwas ähnliches sein,. So wi* hier dargestellt, besitzt die Maschine zehn Tasten, die eine einzelne Dekade ergeben« Y/enn weitere Dekaden erforderlich sind, dann braucht man nur die ganze Anordnung zu vervielfachen.

Die Tastatur gehört zum Kreuzungstyp. Das "bedeutet, jede Taste sitzt am Schnittpunkt einer horizontalen Reihe mit einer vertikalen Spalte. Wenn eine Taste gedrückt wird, dann erscheint eine Mlektrische Markierung an einem Reihenausgang und an einem

in Fig» 2i
Spaltenausgang. Im/dargestellten Beispiel mit drei Reihen und drei Spalten markiert jede Taste zwei von sechs Ausgängen.)

Die Tastatur kann die in Pig.2 gezeigte Form haben. Die Anordnung besteht aus einer Grundplatte 20 zur Führung der Drähte, z.B. Draht 21, und aus einer Deckplatte 22. Obwohl diese Platten aus irgend einem geeigneten Material hergestellt sein können, ist an die Benutzung eines Materials wie "Bakelit" oder "Nylon" gedacht. Die strichpunktierten Linien (z.B. L1) zeigen, dass die Deckplatte 22 auf die Grundplatte 20 passt und auf ihr befestigt ist„

Vorzugsweise besitzt die Grundplatte ein Koordinatennetz sich kreuzender Führungsrillen. Ein erstes Vielfach von Führungsrillen 23 bis 25 ist mit horizontaler Richtung gezeigt, ein zweites Vielfach 26 bis 28 ist mit vertikaler Richtung gezeigt. Die Führungsrillen bilden so ein koordinatenförmiges Netz. An jedem Schnittpunkt (z.B. 30) ist eine Erweiterung zur Aufnahme und Führung des Unterteils der Taste ausgespart. So kann eine Taste 31 in der Erweiterung 50 auf und ab gleiten, in dem sie durch deren Seitenwände geführt wird.

Oberhalb der Grundplatte 20 befindet sich die Deckplatte 22 mit einer Anzahl Öffnungen, z„B. Öffnung 40. Die Öffnungen befinden sich über den Schnittpunkten der Führungsrillen 23 bis 28. Jede Öffnung ist so geformt und so gross, dass sie den Kopf einer Taste aufnehmen kann. Beispielsweise gleitet die Taste 31 in der öffnung 40 und wird von ihr geführt.

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Jede der Führungsrillen 23 bis 28 enthält und leitet eine Drahtfeder von besonderer Wellenform. Beispielsweise sitzt die Feder 41 in der Führungsrille 25 und Feder 42 sitzt in der Führungsrille 26. Die vertikale Achse der Wellenform liegt senkrecht zur Grundplatte, wenn die Drahtfeder in einer Führungsrille eingesetzt ist. Wie in Fig.3 gezeigt, hat die Wellenform der Drahtfeder vorzugsweise einen sinusförmigen Verlauf, obwohl auch andere Wellenverläufe benutzt werden körinen. Die Drahtfedern können aus ungehärtetem Draht hergestellt werden, der zunächst in .die gewünschte Wellenform gebogen wird. Nachdem der Draht in· diese Form gebogen ist, wird er gehärtet, um ihm eine dauernde Federkraft zu geben, die ihn in dieser Form hält. Bei der Herstellung der Tastaturen kann die Drahtfeder als laufendes Material verwendet werden, von dem solche Stücke abgeschnitten werden, wie man sie gerade braucht, oder der Draht kann vor der Härtung in die benötigten Stücke geschnitten werden. Die Wahl wird aus wirtschaftlichen Erwägungen getroffen werden.

In jedem Fall passt die Länge der Drahtfeder zur Länge der Führungsrillen 23 bis 28. Wie in Fig.3 gezeigt, ist das eine Ende 44 der Drahtfeder an der Grundplatte befestigt, das andere Ende 45 schaut aus der Grundplatte hervor. Auf diese Art muss das hinausragende Ende 45 der Drahtfeder sich aus der Grundplatte hinaus schieben, wenn die Feder gedehnt wird. Umgekehrt zieht sich das Ende 45 der Drahtfeder in die Grundplatte zurück, wenn die Feder kürzer wird. Um diese zweiseitige Bewegung in elektrische Signale zu übersetzen, ist ein Miniaturschalter gegenüber federn aus der Grundplatte hervorragenden Federende 45 angebracht. Als Beispiele sind zwei solche Schalter 46,47 dargestellt. Vier weitere, nicht dargestellte, Schalter sitzen an den Stellen 48,49.

Aus der Zeichnung ist zu erkennen, dass die Zwischenräume zwischen den Führungsrillen so gross sind, dass die'Kuppen der wellenförmigen Drahtfedern an den Schnittpunkten der Führungsrillen erscheinen. Die Täler der Wellenform liegen zwiechen den Schnittpunkten. In Fig.3 liegt die Kuppe 50 am Schnittpunkt 51,

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das Tal 52 liegt zwischen Schnittpunkt 51 und Schnittpunkt 53.

Vorzugsweise sind die Tasten einheitliche Teilstücke aus "Bakelit", "Nylon" oder einem ähnlichen Material. Der prinzipielle Aufbau einer Taste ist am Beispiel der Taste 31 zu erkennen. Sie besteht aus einem Schenkel 60, der im unteren Teil in einer Platte 61 endigt. Per Schenkel 60 hat einen Querschnitt, der in die Löcher,(z.B. 40) der Deckplatte passt. Die Platte 61 hat einen Querschnitt, der in die Erweiterungen an den Schnittpunkten der Führungsrillen in der Grundplatte passt. Auf diese Art ist die Taste bei ihrer Auf- und Abbewegung geführt. . ,

Die Unterseite der Tastenplatte hat zwei zueinander rechtwinklige Furchen. Die Kuppe einer horizontal gerichteten Drahtfeder gleitet in einer Furche 63 und die Kuppe einer vertikal gerichteten Drahtfeder gleitet in einer Furche 64. Auf djeese Art treibt die Biegung zweier Drahtfedern normal die Taste in eine solche Lage hinauf, in der die Platte 61 an der Deckplatte 22 anliegt. Die zwei Federn ergeben auch für die Taste einen Vortrieb an zwei Punkten, was die mechanische Stabilität erhöht.

Wenn eine Taste gedrückt wird, dann wird jede der sich schneidenden Drahtfedern an ihrer Kuppe verformt. Dadurch bewegt sich das Federtal in Längsrichtung zum freien Ende 45· Wie durch die gestrichelte Linie 66 angedeutet, bewegt sich die ganze Feder nach rechts (in der Darstellung nach Fig.3)· Diese Längsbewegung betätigt den am Ende der Feder gelegenen Miniaturschalter 46. Beispeilsweise ist ein Schaltarm des Miniaturschalters 46 in schräger Betriebsstellung 66* gezeichnet. Wenn die Taste freigegeben wird, richtet ihn die Federkraft der Drahtfeder wieder auf.

Um ein "Rastgefühl¹¹ oder eine "Schnappwirkung¹¹ zu erhalten, besitzen die Wände der Führungsrillen Vorsprünge 70 (vergl.Fig.4), die die Drahtfedern überwinden müssen, wennmurch die Abwärtsbewegung einer Taste verformt werden. Jedesmal, wenn eine Feder einen Vorsprung überwunden hat, dann schnappt es. Ein Finger, der die Taste drückt, fühlt das Schnappen, und die Person, die die Taste drückt, erhält den psychologischen Eindruck einer

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Handlung. Die Abwärtsbewegung der Taste endet, wenn die Platte 61 auf den Grund der Erweiterung 30 stösst.

Bis hier wurde eine einzelne Tastenanordnung beschrieben, die als Baugruppe oder Baustein einer gröaseren Anordnung dienen kann. Wie in Pig.5 dargestellt, kann eine Anzahl dieser identischen Baugruppen 71 nebeneinander angeordnet werden, um die Zahl der Tasten zu erhöhen. Wenn die Drahtfeder als fortlaufende Ware hergestellt wird, dann braucht man sie nur in der Gesamtlänge der zusammengeschalteten Grundplatten abzuschneidenο Beispielsweise zeigt Fig.5 eine Anordnung mit 3x3 Baugruppen 71, daher reicht jede Feder über drei Grundplatten. Wenn die Tastaturen nach dem Baukasten-Prinzip zusammenschaltbar sein sollen, dann wird man zweckmässig einige Federlängen am Lager halten, die etwa zwei, drei und vier Grundplatten überspannen.

Obwohl die Erfindung an einer speziellen Anordnung erläutert wurde, so ist dies nur als Beispiel und nicht als Begrenzung des Umfangs der Erfindung zu verstehen.

4· Patentansprüche

% Bl. Zeichnungen, 5 Fig.

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Claims (4)

ISE/Reg. 2903

1. Tastatur mit Markierung zweier netzförmig in Reihen und Spalten angebrachter Kennungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass als Kennungsmittel wellenförmig gebogene Drahtfedern (z.B. 21) in Führungsrillen (23 bis 28) der Grundplatte (20) angeordnet sind, dass der Druck einer Taste (z.B. 31) in die Längsbewegungen einer Reihenfeder (z.B. 41) und einer Spaltenfeder (z.B. 42) umgewandelt wird, und dass die Längsbewegungen dieser Federn mit Miniaturkontakten (z.B. 46) in elektrische Signale umgewindelt werden.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtfedern (z.B. 21) sinusförmig gewellt sind, mit dem einen Ende (44) in der Grundplatte (20) verankert'sind und mit dem anderen Ende (45) durch Öffnungen in der Grundplatte (20) die Miniaturschalter (z.B. 46) betätigen.

3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten (z.B. 31) auf den Kuppen je einer Reihenfeder (z.B. 41) und einer Spaltenfeder (z.B. 42) aufliegen und durch die Federkraft der sinusförmig gewellten Drahtfedern (z.B. 21) in ihre Ruhela- -ge zurückgebracht werden.

4. Tastatur nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (20) sich zu grosseren Feldern zusammensetzen lassen, bei denen durchgehende Drahtfedern von gleicher Länge wie die Seitenkante des zusammengesetzten Feldes ale Kennungsmittel angeordnet sind·

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