DE1972092U - Tastatur mit schutzrohrkontakten. - Google Patents

Description

γΒ019867-1 9- 9-67 j

Δ 23 115/21c Gbm

AUTOPHON Aktiengesellschaft, Solothurn/SO

Tastatur mit Sehutzrohrkontakten.

Sehutzrohrkontakte bieten bekanntlieh den Vorteil, unempfindlich gegen Verstaubung und Oxydation zu sein. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, diese Vorteile nicht nur beim Bau von Relais, sondern auch zur Verbesserung von Drucktasten auszunützen. Im letztgenannten falle werden Dauermagnete verwendet, deren Einfluß auf die Schutzrohrkontakte durch die Bewegung der Tasten verändert wird· Mit Hilfe der Dauermagnete ist es außerdem auf einfache Weise möglich, für die Tasten einen Druckpunkt hervorzurufen, d.h. eine bei der Tastenbewegung auftretende Kraft-Weg-Charakteristik zu erreichen, bei welcher die Kraft am Anfang der Tastenbewegung bedeutend größer ist als in ihrem weiteren

Verlaufe. Auf diese Weise kann bekanntlich - "bedingt dureh physiologische Gegebenheiten - ein Mindestwert derjenigen Zeit erreicht werden, während welcher sich die Taste im gedrückten Zustande befindet und während welcher somit der zugehörige Kontakt betätigijwird.

Aus der deutschen Patentschrift 1 087 640 ist eine Drucktaste gemäß der vorstehenden Besehreibung bekannt geworden, bei welcher ein Einfluß des Dauermagneten auf den Schutzrohrkontakt im Ruhezustand der Taste durch ein feststehendes, den Magneten kurzschließendes Blech verhindert wird und bei welcher sich beim Niederdruck der Taste der Magnet hinter dem genannten Blech hervor bewegt und auf diese Weise auf den Schutzrohrkontakt einwirken kann. Aus dem Schweizer Patent Ir, 363 394 ist ferner ein Schalter bekannt geworden, bei welchem ein Schutzrohrkontakt durch einen feststehenden Dauermagneten beeinflußt wird, wenn eine den Kontakt umhüllende Abschirmung derart bewegt wird, daß sie ihre abschirmende Wirkung verliert. Diese beiden bekannten Anordnungen haben jedoch den lachteil einer relativ großen Bauhöhe und eines relativ großen Weges, welcher zur Betätigung des Kontaktes von der Taste zurückgelegt werden muß.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Tastatur mit Schutzrohrkontakten, welche sämtliche Vorteile der erwähnten bekannten Tastaturen dieser Art aufweist, daneben jedoch eine niedrige Bauhöhe und eine einfache Bauart besitzt. Als weiterer Vorteil kommt der Umstand hinzu, daß die von den Tasten zurückzulegenden Wege klein sind. Diese Tastatur weist unbewegliche Dauermagnete auf, welche ebene Figuren bilden und im Ruhezustand kurzgeschlossen sind. Diese Dauer-

magnete besitzen Pole, und zwischen diesen Polen sind Schutzrohrkontakte angeordnet, welche im wirksamen Zustand der Dauermagn*e von diesen beeinflußt werden. Dureh Betätigung der Tasten werden dabei die Kurzschlüsse einzelner Dauermagnete aufgehoben und dadurch die betreffenden Magnete zur Wirkung gebracht. Diese Tastatur ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlüsse durch ebene Bleche bewerkstelligt werden, deren Hauptrichtungen in zur Ebene der Figuren der Dauermagnete parallelen Ebenen verlaufen. Ein weiteres Kennzeichen dieser Tastatur besteht darin, daß diese Bleche durch die Tasten in senkrecht zu den genannten Ebenen stehenden Sichtungen von den Dauermagneten wegbewegt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung werden in der Folge zwei Ausführungsbeispiele beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 beziehen sich auf das erste Ausführungsbeispiel und zeigen schematisierte perspektivische Ansichten eines einzelnen, Bestandteil einer Tastatur bildenden Tastensystems. Die Fig. 1 zeigt dabei dieses System im Euhezustand, die Fig. 2 dagegen bei gedrückter Taste·

Die Fig. 3 und 4 zeigen je in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Tastensystems gemäß den Fig. 1 und 2, Diese Figuren, von denen die Fig. 3 wiederum das Tastensystem im Euhezustand und die Fig. 4 das System bei niedergedrückter Taste zeigt, dienen speziell dazu, den Verlauf der magnetischen Kraftlinien in den beiden genannten Zuständen darzustellen.

Die Fig. 5 bezieht sich ebenfalls auf das erste Ausführungsbeispiel und stellt von einem Tastensystem gemäß den Fig. 1-4

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einen Schnitt und verschiedene Einzelheiten dar. Die Taste befindet sieh dabei im Ruhezustand,

Die Pig· 6 stellt schematisch die Draufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel dar, welches drei Tasten und zwei Schutzrohrkontakte umfaßt.

Auf den Fig. 1 und 2 erkennt man einen U-förmigen Dauer« magneten 1 und einen Schutzrohrkontakt 2, welcher zwischen den Sehenkeln dieses Dauermagneten angeordnet ist. Ein ebenes Blech 3 dient zum Kurzschließen des Dauermagneten. In der Mg. 1 berührt dieses Blech den Dauermagneten an der Grundfläche der U=Form, d.h.« an derjenigen Fläche, in welcher die U-Form liegt. Der dabei entstehende Verlauf der Kraftlinien ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Die Kraftlinien schließen sieh über den geringen magnetischen Widerstand des Kurzschlußbleehes 3, so daß keine oder nur ganz wenige den Schutzrohrkontakt durchsetzen. Durch diesen Kurzschluß wird somit der Dauermagnet unwirksam gemacht, so daß der Schutzrohrkontakt nicht beein- und sieh im Ruhezustand befindet.

Die Pig. 2 zeigt das gleiche Tastensystem wie Fig. 1, jedoch im Zustand, in welchem die Taste 4 niedergedrückt ist. Das mit dieser Taste kraftschlüssig verbundene Kurzsehlußbleeh 3 ist dann vom Dauermagneten entfernt, so daß der magnetische Widerstand für den über das Blech 3 verlaufenden Fluß größer als derjenige für den über den Schutzrohrkontakt verlaufenden ist. Es bildet sich dann ein Magnetfeld aus, dessen Kraftlinien gemäß Fig. 4 verlaufen. Wie weiter aus dieser Fig. 4 ersehen werden kann, liegt der Schutzrohrkontakt je in einer auf den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Aussparung der beiden Magnetschenkel. Auf diese Weise wird erreicht, daß

infolge der relativ großen, dejji Schutzrohrkontakt gegenüberstehenden Fläche der magnetische Übergangswiderstand zwischen den beiden !Teilen klein ist. Infolgedessen verlaufen nun die Kraftlinien zum großen Teil durch die Schenkel des ü-fö'rmigen Dauermagnets und durchsetzen den zwischen den Schenkeln liegen* den Schutzrohrkontakt. Durch Wegbewegung des Kurzsehlußbleehes vom Dauermagneten wird damit dieser Magnet wahlweise zur Wirkung gebracht, wodureh dann der Schutzrohrkontakt beeinflußt und betätigt wird.Besonders hervorzuheben ist dabei der Umstand, daß das Kurzsehlußbleeh im Ruhezustand den Dauermagneten an einem solchen Teil seiner Oberfläche berührt, welcher von demjenigen Teil verschieden ist, an welchem die Kraftlinien austreten, wenn sie während des betätigten Zustandes der Taste über den Schutzrohrkontakt verlaufen. Dank dieser Maßnahme kann eine geringe Bauhöhe der Taste erreicht werden.

luf der Fig. 5 ist der Schnitt durch eine Taste der in Pig. 1 bis 4 gezeigten Bauart mit verschiedenen Details dargestellt. Die eigentliche Taste besteht aus dem Tastensehaft 10 und aus dem Kopf 11. Der Kopf steckt in einem lock der Deckplatte 12. Der Schaft 10 ist umschlossen vom U-förmigen Dauermagneten 13, wobei die TJ-IOrm in einer senkrecht zur Bildebene stehenden Ebene liegt, so daß sie in der Fig« 5 nicht als solche erkennbar ist. Der untere Teil dieses Dauermagneten weist gegenüber dem oberen eine etwas kleinere Grundfläche auf und ist in eine seiner Grundfläche entsprechend geformte Öffnung einer Grundplatte 14 aus nichtmagnetischem Material eingesetzt. Der Dauermagnet stützt sich somit auf den über den unteren Teil vorstehenden Auflageflächen auf die Grundplatte ab. Die Ausdehnung des genannten unterem Teils

des Dauermagneten in der Richtung senkrecht zur Ebene der Grundplatte 14 ist größer als die Dicke dieser Platte, so daß dieser Teil auf der Unterseite der Platte vorsteht. Mittels einer den oberen Teil des Dauermagnet en deckenden Halteplatte 15 und der Haube 16, von denen beide aus niehtmagnetischem Material angefertigt sind, wird der Dauermagnet zusätzlich in seiner Lage gehalten. Der Tastensehaft 10 ist dureh je ein Loch in der Halteplatte 15 und in der Grundplatte 14 geführt. Dureh eine Schraubenfeder 25, welche zwischen dem Inneren des Tastenkopfes 11 und der Haube 16 angreift, wird die Taste nach oben in die dargestellte Ruhelage gedrückt. In den beschriebenen Aussparungen an den beiden Schenkeln des Dauermagneten liegt der die beiden Sehenkel verbindende Schutzrohrkontakt 17. Die Kurzsehlußplatte 18 liegt in einer Ebene, welche parallel zu derjenigen Ebene verläuft, in der die U-3form des Dauermagneten liegt. Diese Kurzsehlußplatte, welche mit dem Tastenschaft 10 kraftsohlüssig verbunden ist, liegt auf der über die Grundplatte 14 hinausragenden Unterseite des Dauermagneten 13 auf. Die genannte kraftschlüssige Verbindung wird bewerkstelligt, indem das untere Ende des Tastensehaftes 10 einen kleineren Querschnitt als sein oberer Teil aufweist. Dieser untere Teil besitzt einen rechteckigen Querschnitt und weis an seinen Schmalseiten je eine Uut 21 auf. Das Kurzsehlußbleeh besitzt eine dem genannten Querschnitt entsprechende Öffnung und ist über den genannten unteren Teil geschoben. Es liegt auf dem Absatz 19 des Tastenschaftes auf und wird von der Blattfeder 20 gehalten. Diese Blattfeder weist ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt auf und liegt in der lut 21, indem sie in bekannter Weise nach Aufbringung auf den Tastenschaft um 90° verdreht wird.

Wird die Taste niedergedrückt, so bewegt sieh das Kurzsehlußb!J.ech allseitig vom Dauermagneten weg, und zwar in einer Richtung, welche zur Ebene, in der das Blech liegt, senkrecht verläuft. Infolgedessen wird in bereits beschriebener Weise der Kurzschluß des Dauermagneten aufgehoben, so daß der Schutzrohrkontakt betätigt wird.

Da bekanntlieh die Kraft, welche ein Dauermagnet auf einen magnetischen Gegenstand ausübt, umgekehrt proportional zum Quadrat des gegenseitigen Abstandes ist, ist die Kraft, welche benötigt wird, um bei in Ruhelage befindlicher Taste das Kurzsehlußblech vom Dauermagneten loszureißen, beträchtlich größer als die in der Arbeitslage auf die Taste ausgeübte Rückstellkraft, woraus sich - wie bereits eingangs erwähnt - ein Druckpunkt ergibt. Dieser Druckpunkt wirkt sich dahingehend aus, daß die Taste, sofern sie einmal in Bewegung gesetzt wurde, bis zum Anschlag durchgedrückt wird, d.h. bis zu derjenigen Stellung, in welcher der Tastenkopf 11 auf der Haube 16 aufliegt. Aus physiologischen Gründen ergibt sich dann eine Mindestzeit der Betätigung des Kontaktes von ca. 30 ms.

Die Konstanten der Feder 23 sind derart gewählt, daß die von ihr auf die Taste ausgeübte Rückstellkraft in der Ruhelage beträchtlich kleiner und in der Arbeitslage:? größer als die durch den Magneten ausgeübte Rückstellkraft ist. Die Abreißkraft des Kurzschlußbleches beim Beginn der Tastenbewegung kann durch pas₌ sende Wahl der Dicke eines auf diesem Blech, auf den Dauermagneten oder auf beiden angebrachten niehtmagnetischen galvanischen Überzuges auf den gewünschten Wert festgesetzt werden» In der Fig. 6 ist als zweites Ausführungsbeispiel der Erfin-

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dung eine Tastatur in der Draufsicht dargestellt, welche eine Anzahl von Kontakten aufweist, die diejenige der Tasten um eine unterschreitet. Im dargestellten lall sind drei Tasten mit zwei Schutzrohrkontakten vorhanden, wobei die mittlere, d.h. die im Innern der Reihe liegende Taste ,auf zwei Kontakte gleichzeitig einwirkt. Kennzeichnend an dieser Tastatur ist eine kammfSrmige Magnetanordnung, welche aus dem Bücken 5 des Kammes und den Zähnen 6, 7 und 8 "besteht. Der Sticken erstreckt sieh dabei über die ganze Länge der Tastenreihe. Die Zähne sind durch Dauermagnete gebildet, welche vorzugsweise derart gepolt sind, daß je die Polaritäten der am Rücken 5 anliegenden Pole gegenseitig abwechseln, wobei diese Anordnung jedoch nicht Bedingung ist. Der Rücken 5 besteht aus Weicheisen. Zwischen*den Spitzen des Kamms sind die beiden Schutzrohrkontakte 2 in einer zum Rücken 5 parallel laufenden Richtung angeordnet. An jeden der je einen Zahn4es Kamms bildenden Magnete ist auf der Unterseite ein sieh über seine ganze länge erstreckendes Bleeh 3 angelegt, welches im Ruhezustand den betreffenden Magnet kurzschließt. Die beiden Schutzrohrkontakte werden somit vom Magnetfluß nicht durchflossen und befinden sich deshalb ebenfalls in der Ruhestellung. Jedes der Bleche ist wie beim ersten Beispiel mit einer Taste 4 verbunden, deren Achsrichtung senkrecht auf der Ebene des Bleches steht. Wird nun beispielsweise die Taste links betätigt und damit das zugehörige Blech vom Magneten 6 nach unten weggedrückt, wird dieser Magnet zur Wirksamkeit gebracht. Es entsteht dann ein Magnetfluß vom lordpol des Magneten 6 über den Schutzrohrkontakt links, das am Magneten 7 anliegende Kurzsehlußblech und zurück über den Rücken 5 nach dem Südpol des Magneten 6. In dem den Magneten 7 kurzschließenden Blech überlagern sich dann der vom Kurzschluß

herrührende und der über den Schutzrohrkontakt verlaufende 3Pluß. Es muß daher vorausgesetzt werden, daß das Blech so dick "bemessen ist, daß es durch den durch den Kurzsehluß "bedingten Iluß nicht gesättigt ist, da sonst diese Überlagerung nicht möglich wäre.

Wird die Taste rechts gedruckt, so treten die gleichen Wirkungen ein wie beim beschriebenen Druck der Taste links. Dabei wird der Schutzrohrkontakt rechts betätigt. Wird dagegen die mittlere Taste gedrückt, so durchsetzt der von dem dieser Taste zugeordneten Magneten 7 ausgehende Fluß in symmetrischer Weise die beiden benachbarten Schutzrohrkontakte und schließt sich über die Kurzsehlußbleehe der beiden benachbarten Tasten und

über den Rücken des Kamms. Somit werden beim Niederdruck der mittleren Taste die beiden dieser Taste benachbarten Schutzrohrkontakte gleichzeitig betätigt. Auf diese Weise können unter der Toraussetzung, daß die Tastatur in einer Schaltung verwendet wird, welche eine solehe Zuordnung der Eontakte zu den betätigten Tasten verlangt,- Kontakte eingespart werden. Sofern es die Verhältnisse erfordern, kann eine die Zahl drei übersteigende Zahl von Tasten in der beschriebenen Art angeordnet werden, wobei stets die Zahl der Kontakte diejenige der Tasten um eine unterschreitet.

Die Torteile der beschriebenen Tastaturen gegenüber bekannten Anordnungen mit durch Tasten betätigten Schutzrohrkontakten liegen in erster linie in der relativ geringen Bauhöhe und im relativ kleinen Tastenweg, währenddem sämtliche Torteile der be»- kannten Tastaturen, insbesondere des Torhandenseins eines Druckpunktes, beibehalten sind.

Claims (1)

- 10 - MrBOI 9867-19.9.67 S c hut zansprüche

1.) Tastatur mit im Ruhezustand kurzgeschlossenen, ebene Figuren bildenden Dauermagneten mit Polen und dazwischen angeordneten Schutzrohrkontakten, welche im wirksamen Zustande der Dauermagnete von diesen beeinflußt werden, wobei durch Betätigung der Tasten wahlweise die Kurzschlüsse einzelner Dauermagnete aufgehoben und die betreffenden Magnete dadurch zur Wirkung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlüsse durch ebene Bleche bewerkstelligt werden, deren Haupteinrichtungen in zur Ebene der Figuren der Dauermagnete parallelen Ebenen verlaufen und welche durch die Tasten in senkrecht zu den genannten Ebenen stehenden Richtungen von den Dauermagneten wegbewegt werden* 2.) Tastatur nachdem Schutzanspruch 1 mit mindestens drei in einer Zeile liegenden Tasten und einer Anzahl von Schutzrohrkontakten, welche diejenige der Tasten um eine unterschreitet, gekennzeichnet durch eine kammförmige Magnetanordnung, in welcher sich äei Rücken des Kamms über die ganze Länge der Tastenreihe erstreckt und in welcher jeder Taste ein einen Zahn des Kamms bildender und in Ruhezustand der betreffenden Taste durch ein sieh an seine Längsseite anlegendes Blech kurzgeschlossener Dauermagnet zuger ordnet ist und in welcher die Schutzrohrkontakte zwischen den Spitzen der Zähne des Kamms in einer zum Rücken des Kamms parallel verlaufenden Richtung angeordnet sind, welche Anordnung bewirkt, daß bei der Betätigung einer der im Innern der Reihe liegenden Tasten der Magnetfluß des dieser Taste zugeordneten Dauermagnts über die beiden ihm benachbarten Schutzrohrkontakte, weter über die beiden, je die Dauermagnete der benachbarten Tasten kurzschließenden Bleche und über den Rücken des Kamms fließt, fo daß die beiden dem Dauermagnet der gedrückten Taste benachbarten Schutzrohrkontakte gleichzeitig betätigt werden.