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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bedien- und/oder Anzeigeterminal
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Solche
Bedien- und/oder Anzeigeterminals, die besonders häufig mit
einem Bildschirm und einer Tastatur zur Eingabe von Daten ausgerüstet sind,
findet man beispielsweise bei Selbstbedienungsautomaten, Bank- oder
Fahrkartenautomaten, Bedien- und Infoterminals, als Maschinensteuerungseinheit in
Fertigungsanlagen oder als Gerätebedieneinheit, wie
zum Beispiel in Krankenhäusern.
Häufig
besteht das Bedürfnis,
die Terminals in ihrer Höhe
verstellen zu können,
beispielsweise wenn die zu verschiedenen Zeiten am Terminal arbeitenden
Personen unterschiedlich groß sind,
insbesondere wenn eine rollstuhl-fahrende Person ein Terminal (zum
Beispiel einen Fahrkartenautomat) benutzen möchte, oder die Bedienung des
Terminals wahlweise im Stehen oder Sitzen möglich sein soll.
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Um
dies zu ermöglichen,
sind die Bedien- und/oder Anzeigeterminals häufig so angeordnet, dass sie
an einem Schlitten montiert sind, der an einer senkrechten oder
schrägen
Führung
verschiebbar ist. Der Schlitten ist dabei mit einem Federglied verbunden,
welches das Gewicht des Schlittens im wesentichen ausbalanciert
(kompensiert), so dass zu einer Verschiebung des Schlittens nur
eine geringe Kraft erforderlich ist. Der Schlitten kann durch eine Arretiervorrichtung
in seiner Position feststellbar sein. Als Federglied für eine höhenverstellbare
Bedien- und/oder Anzeigeterminal eignet sich insbesondere eine Gasdruckfeder,
jedoch hat ein solches Federglied gewisse Nachteile, wenn sich das
Gewicht des Schlittens betriebsmäßig verändert.
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Bei
Verwendung eines Federgliedes, dessen das Gewicht des Schlittens
kompensierende Rückstellkraft
sich mit der Wegstrecke des Schlittens stark (zum Beispiel linear) ändert, wie
zum Beispiel bei einer Schraubenfeder, besteht das Problem, dass
bei einer Verschiebung des Schlittens in der einen beziehungsweise
anderen Richtung die Gegenkraft der Federgliedes sehr schnell ansteigt
beziehungsweise sehr schnell sinkt, so dass der Benutzer bei einer
größeren Verschiebung
eine große
Kraft aufwenden muß.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bedien- und/oder
Anzeigeterminal, welches mit einem Federglied arbeitet, dessen Rückstellkraft
sich mit der Auslenkung stark ändert,
zum Beispiel eine Schraubenfeder, zu entwickeln, bei dem bei einer
Verschiebung des Schlittens die Änderung
der kompensierenden Federkraft möglichst klein
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Bedien- und/oder Anzeigeterminal vorgeschlagen,
welches erfindungsgemäß die im
kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
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Bei
dem Federglied handelt es sich dabei um ein solches, dessen Rückstellkraft
sich mit der Auslenkung des Federgliedes stark ändert, also vorzugsweise eine
mechanische Feder, insbesondere eine Schraubenfeder.
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Durch
die Einfügung
eines Reduktionsgetriebes zwischen Schlitten und Federglied wird
erreicht, dass bei einer Verschiebung des Schlittens die Auslenkungsänderung
des Federgliedes viel kleiner gehalten werden kann als der Verfahrweg
des Schlittens.
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Durch
eine vorzugsweise stufenlose Vorspannvorrichtung für die Federspannung
kann das Bedien- und/oder Anzeigeterminal den zu erwartenden resultierenden
Kräften
des Schlittens (der Bauteile) gegen die Bewegungsrichtung angepaßt werden.
Durch die genannte Vorspannvorrichtung wird die Positionsverstellung
des Schlittens über
die ganze Führungslänge des
Schlittens weiter erleichtert.
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Die
Lösung
gemäß der Erfindung
ist insbesondere geeignet in Kombination mit einer herkömmlichen
Gasdruckfeder auf die wegen ihrer hohen Leistungsdichte häufig nicht
verzichtet werden kann.
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Anhand
der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung
näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
eines Bedien- und/oder Anzeigeterminal gemäß der Erfindung, welche das
Prinzip der Erfindung veranschaulicht.
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2 ein
Ausführungsbeispiel
einer Weiterentwicklung der Erfindung, bei der zusätzlich zu
dem Federglied eine Gasdruckfeder verwendet wird, welche die Grundlast
des Schlittens kompensiert.
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3 ein
Ausführungsbeispiel
eines Flaschzuges, der als Reduktionsgetriebe bei der Erfindung verwendet
werden kann.
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Das
Ausführungsbeispiel
der Erfindung gemäß 1 zeigt
ein Bedien- und/oder Anzeigeterminal, bei dem die Bedien- und Anzeigegeräte, zum Beispiel
eine Tastatur 6 und ein Bildschirm 7, an einem
Schlitten 1 befestigt sind. Der Schlitten 1 wird
in einer Führungsschiene 2 geführt, die
an einem ortsfesten Gestell 10 befestigt ist. Über zwei
Umlenkrollen 15a und 15b ist der Schlitten mittels
eines Seiles 16 an das im Sinne der Zeichung untere Ende
eines ortsfest montierten Reduktionsgetriebes 13, zum Beispiel
einem Flaschenzugglied, angeschlossen. Das obere Ende des Reduktionsgetriebes
ist mit dem unteren Ende einer Schraubenfeder 9 verbunden,
deren oberes Ende über
eine Vorspannvorrichtung 11 an das Gestell 10 angeschlossen
ist. Die Vorspannvorrichtung kann beispielsweise aus einer am Gestell 10 befestigten
Gewindestange 11b und einer auf dieser laufenden und am
oberen Ende der Feder 9 befestigten Mutter 11a bestehen.
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Betrachtet
man das System gemäß 1 zunächst ohne
das Reduktionsgetriebe 13, so wird bei Vernachlässigung
der Reibung des Systems die Feder 9 soweit gedehnt, bis
sie im Gleichgewicht mit dem Gewicht des Schlittens 1 steht.
Diese Stellung bezeichnen wir im folgenden als ”Grundstellung” oder normale
Bedienstellung des Schlittens. Infolge der Reibung des Systems kann
der Schlitten geringfügig
nach oben beziehungsweise unter verschoben werden, ohne dass der
Schlitten durch sein Gewicht beziehungsweise die Spannung der Feder
in die Grundstellung zurückgezogen
wird. Im übrigen
kann der Schlitten durch eine nicht dargestellte Arretiervorrichtung
relativ zum Gestell 10 in seiner Stellung festgehalten
werden.
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Versucht
ein Benutzer, den Schlitten 1 stärker nach unten zu drücken, dann
wird die Schraubenfeder stärker
gespannt, so dass der Benutzer mit zunehmender Verschiebung eine
immer größere Kraft aufwenden
muss. Entsprechendes gilt für
eine Verschiebung aus der Grundstellung nach oben, da dann die Schraubenfeder 9 entspannt
wird und nicht mehr das volle Gewicht des Schlittens kompensiert. In
beiden genannten Fällen
kann in einem gewissen Umfange die vom Benutzer aufzuwendende Kraft durch
die Vorspannvorrichtung des Feder vermindert werden, und zwar im
Falle der Verschiebung nach unten durch Verminderung der Vorspannung
und beim Anheben nach oben durch Erhöhung der Vorspannung, was aber
die Bedienung des Terminals nicht erleichtert. Durch Änderung
der Vorspannung der Feder wird gewissenmaßer die Grundstellung in Richtung
nach unter oder nach oben verlagert.
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Durch
die Einfügung
des Reduktionsgetriebes 13 zwischen Feder 9 und
Schlitten 1 wird gemäß der Erfindung
erreicht, dass die vom Benutzer aufzuwendende Kraft bei einer Verschiebung
des Schlittens nach unten oder nach oben reduziert wird. Das Reduktionsgetriebe
ist dabei so eingefügt,
dass bei einer Bewegung des Schlittens um den Weg s1 das untere
Ende der Feder 9 seine Lage nur um eine Wegstrecke s2 verändert, die
entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des
Reduktionsgetriebes kleiner als s1 ist.
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Dank
der erfindungsgemäßen Einfügung des Reduktionsgetriebes
wird erreicht, dass sich die Federkraft nur wenig mit der Verschiebung
des Schlittens ändert.
Bei einer Verschiebung des Schlittens 1 nach unten wird
die Feder 9 weniger gedehnt, so dass ihre Rückstellkraft,
die sich dem Verschieben des Schlittens nach unten entgegenstellt,
weniger zunimmt. Entsprechendes gilt bei einer Anhebung des Schlittens
nach oben, da dann die Feder 9 weniger entspannt wird als
ohne Reduktionsgetriebe, und damit der vom Benutzer anzuhebende
Anteil des Gewichts des Schlittens weniger zunimmt.
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Der
Nachteil der soweit beschriebenen Erfindung besteht darin, dass
einerseits trotz der Reduzierung des Federweges durch das Reduktionsgetriebe bei
Verschiebung des Schlittens aus der Grundstellung die dazu erforderliche
Kraft mit der Länge
des Weges noch zunimmt und dass für schwere Bedien- und/oder Anzeigeterminals
eine sehr starke Schraubenfeder erforderlich wäre.
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Gemäß einer
Weiterentwicklung der Erfindung wird die soweit beschriebene Erfindung
mit einer Gasdruckfeder kombiniert, die wirkungsmäßig parallel
zu dem bereits beschriebenen Federglied, zum Beispiel einer Schraubenfeder,
geschaltet ist. 2 zeigt die sich daraus ergebende Änderung
des Systems. Eine Gasdruckfeder 20 ist mit dem freien Ende
der Kolbenstange 21 fest an das Gestell 10 angeschlossen.
Das obere Ende des Zylinders 22 der Gasdruckfeder ist an
dem Schlitten 1 befestigt. Dadurch wirkt das Gewicht des
Schlittens auf das obere Ende der Gasdruckfeder 20.
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Es
sind bereits Bedien- und/oder Anzeigeterminals bekannt, bei denen
zum Ausgleich des Schlittengewichtes eine Gasdruckfeder verwendet
wird. Eine Gasdruckfeder besteht im wesentlichen aus einem Zylinder,
in dem ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, der über eine
Kolbenstange dichtend aus dem Zylinder herausgeführt ist. In dem Zylinder befindet
sich ein Druckgas, zum Beispiel Stickstoff. Der Kolben hat eine
kleine Öffnung,
die in jeder Stellung des Kolbens einen Druckausgleich des Gases
auf beiden Seiten des Kolbens herbeiführt und der Gasdruckfeder zugleich
ein gedämpftes
Verhalten verleiht. Da die der Kolbenstange abgewandte Seite des Kolbens
dem Druckgas eine größere Angriffsfläche bietet
als die andere Kolbenseite, wird die Kolbenstange im unbela steten
Zustand voll aus dem Zylinder herausgeschoben. Die Gasdruckfeder
kann daher federnd mit einer Kraft belastet werden, die nicht größer sein
darf als die sogenannte Losbrechkraft, d. h. das Produkt aus Gasdruck
und Querschnittsfläche der
Kolbenstange. Wird sie größer, dann
wandert die Kolbenstange langsam gedämpft praktisch vollständig in
den Zylinder hinein. Eine solche Gasdruckfeder ist für die Kompensation
des Schlittens eines Bedien- und/oder Anzeigeterminals hervorragend
geeignet, da sie in jeder Lage des Schlittens praktisch die gleiche
das Gewicht des Schlittens kompensierende Gegenkraft erzeugt.
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Solange
das Gewicht des Schlittens konstant bleibt, erweist sich die Gasdruckfeder
daher als ideales Kompensationselement für das Gewicht des Schlittens.
Während
des Betriebes kann sich jedoch das Gewicht des Schlittens, beispielsweise
durch Austausch der an ihm befestigten Geräte, verändern. Will man dieser Veränderung
Rechnung tragen, so muss das Gewicht der Schlittens mindestens um
seine zu erwartende Gewichtszunahme unter der Losbrechkraft der
Gasdruckfeder liegen, da sonst der Schlitten in seine untere Endlage
absackt. Der Nachteil dieser Maßnahme
ist jedoch, dass dann bei einer großen zu erwartende Gewichtszunahme
der Benutzer eine relativ große
Kraft zur Verschiebung des Schlittens bei Normalgewicht des Schlittens
aufwenden muss.
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Dieser
Nachteil wird durch die Kombination der anhand der 1 beschriebenen
Erfindung mit einer Gasdruckfeder beseitigt. Durch die in ihrer
Vorspannung verstellbaren Schraubenfeder kann die Veränderung
des Gewichts des Schlittens kompensiert werden, während die
Gasdruckfeder die Grundlast des Schlittens kompensiert. Die Gasdruckfeder kann
dann so ausgewählt
werden, dass ihre Losbrechkraft nur wenig über Grundlast des Schlittens liegt.
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3 zeigt
die Ausführung
des Reduktionsgetriebes in Gestalt eines Flaschenzuges. Das Seil 16 läuft über die
Rollen 17a bis 17e und ist im Festpunkt 18 am
Gehäuse
des Flaschenzuggliedes 13 befestigt. Am im Sinne der Zeichnung
oberen Ende 19 des Flaschenzuggliedes greift das mechanische Federglied 9 an.
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Das
Reduktionsgetriebe 13 kann in grundsätzlich beliebiger Weise ausgebildet
sein. Anstelle eines Flaschenzuggliedes ist beispielsweise eine
Anordnung denkbar, bei der zwei unterschiedlich große Zahnräder auf
einer Welle drehbar angeordnet sind und beide Zahnräder mit
einer verschiebbaren Zahnstange zusammen arbeiten.
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Anstelle
einer Schraubenfeder 9 kann auch ein anderes Federglied
verwendet werden, wie beispielsweise eine elastisches Seil oder
eine Kolben-Zylinder-Anordnung, wobei der Zylinder an einer Seite
des Kolbens offen ist.