DE19522773C2 - Tastatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Tastaturen werden für verschiedene Einrichtungen verwendet, beispielsweise für Ta­ schenrechner, Telefonapparate oder Bedienfelder in Steuerungsanlagen. Je nachdem, welchen Anforderungen diese Tastaturen ausgesetzt sind, müssen sie mehr oder we­ niger robust ausgebildet sein.

Werden Tastaturen im Bergbau oder in industriellen Fertigungsstätten verwendet, müssen sie gegen die dort auf sie einwirkenden Störgrößen geschützt sein, um ihre Betriebssicherheit zu gewährleisten. Bei diesen Störgrößen handelt es sich meistens um mechanische, chemische oder physikalische Einwirkungen. Zu den mechanischen Störeinwirkungen zählen Stöße, Schläge, Erschütterungen und dergleichen. Chemi­ sche Einwirkungen können durch Säuren, Öle und Fette oder Laugen erfolgen, während physikalische Einwirkungen häufig durch Temperaturwechsel oder UV-Be­ strahlung verursacht werden.

Besonders schwierig ist der Schutz von Tastaturen gegen diese Einwirkungen, wenn die Tasten einen Hub von mehr als 2 mm aufweisen und nach dem Drücken wieder ihre alte Position einnehmen sollen.

Es ist bereits eine beleuchtete und feuchtigkeitsdichte Tastatur bekannt, die mehrere übereinander angeordnete Lagen zwischen den Bedienungstasten und den Auslöse­ einheiten aufweist (US 5 340 955). Eine dieser Lagen ist eine feste Stützplatte, die mit Durchbrechnungen für die Bedienungstasten versehen ist, während eine andere Lage elastisch und beispielsweise ein Elastomer ist und eine dritte Lage wieder eine feste Stützplatte ist. Alle diese Lagen sind mit Durchbrechungen versehen, so daß sie keine Trennfunktion ausüben. Außerdem sind die Tasten quaderförmig ausgebildet.

Weiterhin ist eine Tastatur bekannt, bei welcher die Tasten aus Durchbrechungen in einer Schutzplatte herausragen und wenigstens Teile der Unterseite einer Taste über eine elastische Platte mit einem beweglichen Stößel verbunden sind (DE 84 09 738 U1). Die Tasten haben hierbei eine zylindrische Form und bilden mit einem Loch in der Frontplatte einen ringförmigen Spalt, in dem sich Feuchtigkeit absetzen und bei tiefen Temperaturen frieren kann. Die Tasten können dann nicht mehr betätigt wer­ den, und es ist äußerst schwierig, die Eisschicht zu beseitigen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur zu schaffen, die un­ ter härtesten Umweltbedingungen funktionsfähig bleibt oder leicht funktionsfähig ge­ halten werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß durch die Keil­ form der Tasten Schmutz oder eine Eisschicht zwischen einer Taste und der Ausneh­ mung in einer Schutzplatte leicht durch kräftigen Druck oder einen leichten Schlag auf die Taste verdrängt oder gesprengt werden kann. Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß sie eine hohe Betriebssicherheit und Langlebigkeit aufweist und im Bergbau eingesetzt werden kann, wo eine hohe Schlag- und Stoßfestigkeit gefor­ dert wird. Sie ist auch in der chemischen Industrie einsetzbar, wo Säuren und Basen auftreten. Des weiteren kann sie mit Temperaturen bis zu +85°C belastet werden, ohne ihre Funktionsfähigkeit zu verlieren. Einen Temperaturwechsel von -25 bis über 60 °C übersteht die Tastatur ebenfalls schadlos, und zwar auch dann, wenn bei tiefen Temperaturen Eisbildung auftritt. Gegen Öle, Fette und Staub ist die Tastatur eben­ falls resistent, desgleichen gegen Meerwasser, Ozon und UV-Licht. Selbst bei Ein­ wirkung einer Schlagenergie von 20 Joule bleibt die Schutzart IP 66 erhalten. Ein Hub der Tasten von mehr als 2 mm ist ohne weiteres realisierbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Tastatur;

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch die in der Fig. 1 gezeigte Tastatur;

Fig. 3 einen Schnitt B-B durch die in der Fig. 1 gezeigte Tastatur.

In der Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Tastatur 1 gezeigt, bei der man eine Schutz­ platte 2 und mehrere Tasten 3 bis 15 erkennt. Mit 16, 17, 18 sind Aussparungen be­ zeichnet, die sich in der Schutzplatte 2 befinden und durch welche die Tasten 3 bis 5 ragen. Die Tasten 3 bis 15 weisen in ihrer Mitte kreisförmige Fingermulden auf, in die Zahlen eingeprägt sind. Die äußeren Konturen, z. B. 19, 20, 21 der Tasten 13, 14, 15 sind quadratisch, wobei die Ecken abgerundet sind. Mit den Konturen 25, 26 bei der Taste 3 ist angedeutet, daß diejenige Bereich der Platte 2, der die Taste 3 umgibt, nach außen angefast ist.

Die Tastatur 2 ist in der Fig. 1 an einer Stelle aufgebrochen dargestellt, so daß man mehrere übereinander angeordnete Schichten 22, 23, 24 erkennt, die sich unter der Schutzplatte 2 befinden.

In der Fig. 2, die einen Schnitt A-A durch die Tastatur gemäß Fig. 1 zeigt, ist die An­ fasung der Schutzplatte 2 deutlicher zu erkennen. In der Schutzplatte 2 sind Ausspa­ rungen 30, 31, 32 vorgesehen, in denen sich Tasten 33, 34, 35 befinden. Die Tasten 33 bis 35 weisen einen oberen Kopf und einen unteren Schaft 106 bis 108 auf. Dieser Schaft oder Tastenbolzen wird, wie weiter unten noch näher erläutert wird, in eine Rändelung eines Stößels eingepreßt. Die Aussparungen der Schutzplatte 2 sind mit Anfasungen versehen, was durch die Kanten 36, 37; 38, 39; 40, 41 angedeutet ist. Die Tasten 33, 34, 35 weisen ihrerseits Anfasungen 42, 43, 44 auf und haben die Form eines Keils mit nach unten gerichtetem Schmalteil. Durch die Keilform ist es mög­ lich, Schmutz oder eine Eisschicht durch kräftigen Druck oder einen leichten Schlag auf eine Taste zu verdrängen bzw. zu sprengen.

Sowohl die Schutzplatte 2 als auch die Tasten 33 bis 35 sind aus nichtrostendem V4A-Stahl hergestellt. Wie man aus der Fig. 2 erkennt, ragen die Tasten leicht über die Oberkante der Schutzplatte 2 hervor. Die Schutzplatte 2 und die Tasten 33 bis 35 sind als Stanzteile hergestellt. Das Stanzverfahren ist sehr kostengünstig und bewirkt überdies eine hohe Verdichtung der Materialien.

Unmittelbar unter der Edelstahlschutzplatte 2 befindet sich eine elastische Platte 50, die beispielsweise aus Silikon besteht. Diese Platte weist ebenfalls Aussparungen 51 bis 53 auf, die jedoch kleiner als die Aussparungen in der Edelstahl-Schutzplatte 2 sind. Hierdurch untergreifen die Randzonen der Aussparungen 51 bis 53 die Tasten 33 bis 35. Diese Randzonen sind derart ausgebildet, daß sie gegenüber den übrigen Bereichen der elastischen Platte 50 eine Verjüngung 60 bis 63 aufweisen und in einer umlaufenden Sicke 57, 58 enden. Hierdurch wirken diese Randzonen als Federn, welche die Bewegungen der Tasten 33 bis 35 mitmachen.

Die elastische Platte 50 liegt ihrerseits auf einer Dämpfungsplatte 70, die mehrere Durchbrechungen 71, 72 aufweist. Diese Dämpfungsplatte 70 schützt die elastische Platte 50 gegen Risse, die bei großer Schlageinwirkung auf die Schutzplatte 2 auftre­ ten können. Unter der Dämpfungsplatte 70 befindet sich eine obere Tastenführungs­ platte 80 mit Öffnungen für die Tasten 33 bis 35. Diese Tastenführungsplatte 80 be­ steht aus schlagfestem Kunststoff.

In dem Gesamtsystem aus Schutzplatte 2, elastischer Matte 50, Dämpfungsplatte 70 und oberer Tastenführungsplatte 80 werden von oben die Tasten 33 bis 35 eingesetzt und von unten jeweils mit einem Stößel 81, 82, 83 durch einen Preßvorgang verbun­ den. Durch das Verpressen der Tasten 33 bis 35 mit dem jeweiligen Stößel 81, 82, 83 wird der dazwischenliegende Teil der elastischen Platte 50 zu einer Dichtung. In den Stößeln 81, 82, 83 ist jeweils eine Nut 67, 68, 69 vorgesehen, in welche eine Sicke oder Verdickung der elastischen Platte 50 eingedrückt wird. Dadurch, daß die Sicken der elastischen Platte 50 in jeweils eine Nut der Stößel eingedrückt werden, ergibt sich eine hohe Dichtheit mit dem Schutzgrad IP 66 sowie eine Sicherheit gegen das Herausziehen der Platte 50.

Die Stößel 81 bis 83 sind im Querschnitt quadratisch und werden in den Aussparun­ gen 85, 86, 87 der oberen Tastenführungsplatte 80 mit ebenfalls quadratischem Quer­ schnitt geführt.

Die obere Tastenführungsplatte 80 ist oberhalb des Führungsbereichs durch Vor­ sprünge 88, 89, 90 verjüngt, so daß ein Herausziehen der Tasten 33 bis 35 nicht mög­ lich ist. Unterhalb der oberen Tastenführungsplatte 80 befindet sich noch eine untere Tastenführungsplatte 91, welche bei Schlageinwirkung auf die Tasten 33 bis 35 die kinetische Energie aufnimmt. Zwischen der unteren Tastenführungsplatte 91 und der oberen Tastenführungsplatte 80 ist eine dünne Edelstahlfolie 92 eingesetzt.

Mittels Edelstahlfedern 100 bis 102 und über die Edelstahlfolie 92 sind die Tasten 33 bis 35 elektrisch leitend mit der Schutzplatte 2 verbunden, wodurch eine im Bergbau und der chemischen Industrie bestehende Forderung erfüllt wird, denn die durch Kunststoff-Führungen isolierten Tasten bilden auf diese Weise keine Kapazitäten mehr.

Eine Schaltmatte 104 mit einer Leiterplatte 110 befindet sich unterhalb der unteren Tastenführungsplatte 91. Die Federn 100 bis 102 unterstützen hierbei die Rückstell­ kraft der Schaltmatte 104.

Mit 105 ist ein Rahmen bezeichnet, der die seitlichen Bereiche der Platte 50 umgibt. Mit den Bezugszahlen 106 bis 108 sind Tastenbolzen mit Rändelungen bezeichnet, die in die Stößel eingepreßt werden.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt B-B durch die Vorrichtung der Fig. 1. Man erkennt hierbei, daß der Rahmen 105 in einen Deckel 120 gelegt ist und mit diesem über Ver­ bindungselemente 121, 122, 123 verbunden ist. Das Verbindungselement 123 ist hierbei eine Schraube, deren Kopf mit 124 bezeichnet ist.

Die Verbindungselemente 121, 122 sind dagegen Bolzen, die mit Muttern 125, 126 versehen sind. Der Abstand zwischen dem Rahmen 105 und der Schutzplatte 2 sichert eine dauerhafte Dichtung, die selbst bei Deformierung der Schutzplatte 2 nach starker Schlag- oder Stoßeinwirkung erhalten bleibt.

Die Tasten 33 bis 35 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel rechteckig dar­ gestellt; sie können jedoch selbstverständlich auch rund sein oder eine andere Form haben.

Die Erfindung betrifft eine Tastatur für den Einsatz in extremen Umwelt­ bedingungen. Diese Tastatur weist eine Schutzplatte aus Edelstahl auf, in deren Durchbrechungen sich Tasten befinden, die auf ihrer Unterseite einen Bolzen be­ rühren, der in eine Öffnung eines Stößels gedrückt ist. Dieser Stößel ist seinerseits mittels einer Feder auf einer Platte abgestützt, so daß die Taste bei jedem Druck wieder an ihre ursprüngliche Stelle zurückkehrt. Unterhalb der Schutzplatte ist eine elastische Platte vorgesehen, die zwischen der Unterseite der Taste und dem Stößel eingepreßt ist.

Claims (17)

1. Tastatur für den Einsatz in extremen Umweltbedingungen, insbesondere im Berg­ bau oder in der Industrie, wobei die Tasten aus Durchbrechungen in einer Schutzplat­ te herausragen und wenigstens Teile der Unterseite einer Taste über eine elastische Platte mit einem beweglichen Stößel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (33 bis 35) konisch ausgebildet sind, wobei die Unterseiten der Tasten (33 bis 35) die kleinen Flächen der konischen Tasten (33 bis 35) bilden und auf die Stö­ ßel (81 bis 83) gerichtet sind.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (33 bis 35) einen rechteckigen Umfang besitzen.

3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte (2) rechteckig ausgebildet ist und rechteckige Durchbrechungen aufweist.

4. Tastatur nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (33 bis 35) und die Schutzplatte (2) als Stanzteile und aus rostfreiem Stahl hergestellt sind.

5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (33 bis 35) im Ruhezustand leicht oberhalb der Schutzplatte (2) enden.

6. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen in der Schutzplatte (2) angefast sind.

7. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Platte (50) eine Dichtmatte aus hochbeständigem Werkstoff ist.

8. Tastatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Platte (50) mit Öffnungen und einer flexiblen Zone für die Tasten (33 bis 35) versehen ist.

9. Tastatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß unter der elastischen Platte (50) eine Dämpfungsplatte (70) vorgesehen ist.

10. Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Dämpfungs­ platte (70) eine obere Tastenführungsplatte (80) mit Öffnungen für die Tasten (33 bis 35) vorgesehen ist.

11. Tastatur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Tastenfüh­ rungsplatte Vorsprünge (88 bis 90) aufweist, so daß ein Herausziehen der Tasten (33 bis 35) verhindert wird.

12. Tastatur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der oberen Tastenführungsplatte (80) eine untere Tastenführungsplatte (91) vorgesehen ist.

13. Tastatur nach Anspruch 10 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Tastenführungsplatten (80, 91) eine dünne Edelstahlfolie (92) eingesetzt ist.

14. Tastatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Edelstahlfedern (100, 101, 102) die Tasten (33 bis 35) elektrisch leitend über die Edelstahlfolie (92) mit der Schutzplatte (2) verbinden.

15. Tastatur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der unteren Tastenführungsplatte (91) eine Schaltmatte (104) mit einer Leiterplatte (110) befindet.

16. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Stößel (81 bis 83) mit einer Unterseite auf einer Feder (100, 101, 102) aufsitzt, die ihrerseits auf einer unteren Führungsplatte (91) ruht.

17. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (33 bis 35) auf ihrer Unterseite jeweils einen Bolzen (106 bis 108) mit einer Rändelung für eine Preßpassung besitzen.