DE2057417B2 - Tastaturschalter - Google Patents

Description

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Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Tp den unteren Gehäuserand die durch die Rückstellfedaturschalters sind in den Zeichnungen dargestellt. der 20 bewirkte Aufwärtsbewegung der Taste. Io den Zeichnungen zeigt Der untere Rand des Gehäuses 10 weist eine Auspi ο 1 einen Tastaturschalter in auseinandergezo- bparung 10 e auf, die sich über beide Seitenwände er-.enem Zustand, 5 streckt. Eine weitere Aussparung liegt rechtwinklig ⁸ pie 2 eine Vorderansicht des Schalters in seiner zur Aussparung 1Oe und erstreckt sich durch den Aus°an°s- oder nicht eingedrückten Stellung, Mittelteil 10 c des Gehäuses. Ein Ferntnngkern 12 pL 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2, ist in dieser weiteren Aussparung angeordnet so dali ρ j σ 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i ε. 2, seine Mittelöffnung mit der Aussparung 10 e fluchtet, pie 5 eine schematische Darstellung des Magnet- io Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, legt diese Anordnung flusses bei nicht eingedrückter Taste, den Kern so fest, daß er leicht von einer oder mehre-Fiα 6 eine schematische Darstellung des Maanet- ren Windungen 26 und 28 durchdrungen bzw. gewisses bei eingedrückter Taste, " schnitten werden kann. Der Kern kann in der Auspi g 7 ein Schaltbild, aus dem ersichtlich ist, wie sparung fest eingepaßt sein oder durch einen geeigneder Schalter als veränderbare Induktionsspule in einer 15 ten Klebstoff fixiert werden. Der Kern kann aus hercnannungsteiler-Schaltung verwendet werden kann, rit oder einem anderen geeigneten Werkstoff mit ge-FiS 8°ein Schaltbild, nach dem der Schalter als ringer magnetischer Remanenz gebildet sein. Die veränderbare Induktionsspule in eine Brückenschal- Schenkel 18 a und 18 ft der Taste weisen vier durch mne eingebaut ist, Ausschneiden und Einwärtsbiegen gebildete Haltena-Fi σ 9 ein Schaltbild einer nichtcodierten Tasta- ao sen 18 e auf, die in entsprechende Ausnehmungen in t„r in der der Schalter als Übertrager verwendet permanenten Magneten 14 und 16 eingießen um JJ;_{d und} diese an der Taste festzulegen. Beispielsweise kann Fi σ 10 ein Schaltbild einer codierten Tastatur, in der Tastenstiel aus nickelplatiertem Stahl bestehen der der Schalter als Übertrager benutzt wird. und die permanenten Magnete können aus banum-In Fi" 1 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungs- *5 angereicherten Ferrit gebildet sein. Die Magnete 14 form veranschaulicht, die ein Gehäuse oder eine und 16 sind an den Schenkeln 18« und 18 & so fest rahru-vseinrichtung 10, einen magnetischen Kern gelegt, daß der Südpol des einen Magneten und der U einen ersten und einen zweiten permanenten Ma- Nordpol des anderen Magneten dem Magnetkern ge-Seten 14 und 16 und einen Tastenstiel 18 so*ie eine genüberstehen. Die Magnete sind ferner ^ an dem Rückstellfeder 20 umfaßt. Eine Tastenkappe 22 ist 3« Tastenstiel angeordnet, daß sie direkt dicht neben S oberen Ende des Tastenstiels angeordnet dem Kern 12 liegen, wenn d.e Taste sich in ihrer Da, Gehäuse stellt einen länglichen Körper dar, Ausgangs-oder nicht eingedruckten Stellung befindet der quadratisch sein kann jedoch nicht größeTals die Vorzugsweise ist der AußenduJ^^^*^ Abmessungen der Tastenkappe sein muß. Das Ge. etwas geringer als die Breite des Mittelteils iuic fles iäuTe kann aus Kunststoff oder einem anderen nicht- 35 Gehäuses, so daß die permanenten Magnete den Setischen Werkstoff bestehen. Das Gehäuse um- Kern nicht berühren tonnen, wenn sie an den Seiten faß! einen vorspringenden Randteil 10 a, der das des Teils 10 c entlanggleiten. . _A « _ha} obere Ende teilweise umgibt. Ein Teil der beiden Sei- Aus F i g. 5 und 6 ist die Wirkungsweise des Schalten des Gehäuses ist winklig zur Längsachse des Ge- ters zu entnehmen. Wenn der Schalter sich in seiner Ks ausgebildet, um zwei Laschen 10 6 zu bilden. 4* Ausgang- oder nicht eingedruckten Lage befinde Diese Laschen sind nachgiebig, so daß das Schalter- (F i g. 5) Hegen die permanenten Magnete direkt dicht Sause durch eine öffnung in der Tastaturtragplatte neben dem Kern 12. Em Magnetfluß wird vom 24 hindurchoeschoben werden kann, wie dies in Nordpol des Magneten 14 über den Tastenstiel Fi _e 2 angedeutet ist. Nach dem die Laschen die durch den Magneten 16 und über den Kern 12 zu-Ö fnune Passiert haben, spreizen sie sich auswärts *5 rück zum Südpol des Magneten " ^erfo^"· ^ £r und verhindern die Rückbewewng. Der Randteil Magnetfluß dem Weg ^s geringsten Widerstoide» Za ve hindert ein weiteres Eindringen. Aul diese folgt, wird der Fluß im Spalt ^chen den.Magneten " e"sc ist das Gehäuse fest in der Tastaturplatte ver- s,ch im Kern konzentrieren und diesen säugern ankert Erforderlichenfalls kann das Gehäuse durch Es muß erwähnt werden daß die· Erfindung die Geleneinanderdrücken der Laschen und Heraushe- 50 Verwendung von permanenten Magneten e™ogUch ,

S^^^ng zur Auf- Ä»f ?«S£ Ä

Teil der Längsöffnung unterteilt wird. Ein Zapfen Flußdichte geringer, jedoch zum Satügen des Kernes vom Mittelteil 10c aufwärts, um eine noch ausreichend.

Tastenstiels liegt. Beim Teil der Seitenwand 18 d wirkende Schalter verwendet Eine Stromquelle des Gehäuses verlaufen. Die Seitenwand 18rf ist ein Stromkreis

be j j

ständlidi dem Kern 12, der von einer einzigen Win- nämlich eine Taste eingedrückt, erscheint nur in der dung geschnitten wird. Die Verbindung zwischen der eingedrückten Taste zugeordneten Ausgangswindem Widerstand 34 und Erde entspricht der den dung 42 ein Wechselstromsignal. F i g. 10 zeigt hin-Kern schneidenden Windung. Eine Ausgangsleitung gegen eine Schaltanordnung, die binäre codierte De-36 ist an jeder Serienschaltung am Punkt 38 ange- 5 zimalausgangssignale ergibt, die die eingedrückte Taschlossen, der zwischen dem Widerstand 34 und der ste darstellen.

Induktionsspule 12' liegt. Ist keine Taste einge- Die Schaltanordnung nach F i g. 10 umfaßt meh-

drückt, sind alle Kerne 12 gesättigt, so daß die In- rere Kerne 12, wobei jeder Taste der Tastatur ein duktionsspulen 12 nur eine geringe Wechselstrom- Kern zugeordnet ist. Die Bezugsziffer jedes Kerns Impedanz besitzen. Infolgedessen liegt an der Aus- io umfaßt einen Indix, der dem numerischen Wert entgangsleitung 36 nur eine relativ geringe Spannung spricht, der der Taste zugeteilt ist. Eine Erregerwinan. Wird eine Taste eingedrückt, so daß der zugeord- dung 40 schneidet jeden Kerne und ist an eine ein nete Kern nicht mehr gesättigt ist, nimmt die entspre- Wechselstromsignal abgebende Stromquelle 30 angechende Induktionsspule 12' eine hohe Wechsel- schlossen. Eine oder mehrere Ausgangswindungen strom-Impedanz an. Der Punkt 38 in der entspre- 15 44, 46, 48 und 50 sind wahlweise durch die Kerne chenden Serienschaltung wird damit höher gelegt geführt. Die Anzahl der Ausgangswindungen ist in und eine entsprechendes Ausgangssignal liegt an der Abhängigkeit von der Art des verwendeten Codes Ausgangsleitung 36 an. Beim Freigeben der Taste unterschiedlich. Zu Illustrationszwecken wird angewird der Kern wieder gesättigt und das Signal an der nommen, daß die in Fig. 10 dargestellte Schaltung Leitung 36 kehrt zu seiner normalen Höhe zurück. ao einen numerisch binär codierten Dezimalausgang er-

Fig. 8 zeigt eine Schaltung, in der die Schalter gibt, was vier Ausgangswindungen erforderlich als Spule mit veränderbarer Induktivität in einer macht. Die Ausgangswindungen sind mit einem Ende Brückenschaltung benutzt werden können. Für jeden an eine gemeinsame Leitung 52 angeschlossen, So-Schalter ist ein Brückenkreis vorgesehen und jeder lange eine Taste eingedrückt ist, sind alle Kerne 12 Brückenkreis umfaßt drei Impedanzen Z₁, Z₂, Z₃. 25 gesättigt, so daß das Wechselstromsignal von der Er-Der vierte Zweig jeder Brücke ist durch eine ver- rererwindung zu keiner Ausgangswindung gelangen änderbare Induktionsspule 12' gebildet. Ein Pol kann. Wenn eine Taste, beispielsweise die Nummer einer Stromquelle 30 für Wechselstromsignale ist mit »3«-Taste eingedrückt wird, werden die der Taste jeder Brücke zwischen Z₁ und Z₂ verbunden und zugeordneten permanenten Magnete (F i g. 4) abder andere Pol zwischen Z₃ und der induktionsspule 30 warts vom Kern 12₃ weg bewegt, und der Kern wird 12'. Jede Brücke ist zwischen Z₁ und der Induk- damit nicht mehr gesättigt. Der Kern 12₃ wirkt dann tionsspule 12' mit erde verbündt,; and die Aus- als Übertrager, so daß das Wechselstromsignal der ga::gik;iung ist zwischen Z₂ und Z_s angeschlossen. Erregerwindung 40 in den Ausgangswindungen 44 Ist keine Taste eingedrückt sind alle""„me 12 gesät- und 46 Wechselstromsignale induziert. Die gleichzeitigt, so daß die Impedanzen 12' relativ niedrig sind. 35 tig in den Windungen 44 und 46 anliegenden Signale Die Impedanzen der Brücken sind jedoch so gewählt, stellen die numerische »3« in dem binär codierten daß die Brücken dann im Gleichgewicht sind, wenn Dezimalcode dar. Wird die »3«-Taste freigegeben, die Impedanzen 12' einen hohen Wert angenommen wird der Kern 12_S durch die Permanentmagneten haben. Aus diesem Grunde liegt ei" hohes Ausgangs- wieder gesättigt und die Signale in den Windungen signal an allen Ausgangsleitungen ?8 an. 40 44 und 46 sind beendet.

Wird die Taste der Nummer »1« eingedrückt, wird Als weiteres Beispiel wird angenommen, daß

der Kern 12 entsättigt und die Induktionsspule 12' »9«-Taste eingedrückt wird. In diesem Fall werden bildet eine hohe Wechselstrom-Impedanz. Dies die permanenten Magnete aus ihrer den Kern 12_B bringt die Brücke für »1« ins Gleichgewicht, so daß sättigenden Lage heraus bewegt. Der Kern 12₉ ist das an der Ausgangsleitung 38 für die Nummer »1« 45 nicht mehr gesättigt und wirkt als übertrager, so daß anliegende Signal auf einen geringen Wert abfällt. das Wechselstromsignal der Erregerwindung in den Durch Freigeben der dieser Brücke zugeordneten Ta- Ausgangswindungen 44 und 50 Wechselstromsignale ste, wird das Gleichgewicht dieser Brücke zerstört induziert. In den Windungen 44 und 50 gleichlau- und das Signal an der Ausgangsleitung kehrt wieder fend anliegende Signale stellen die Ziffer 9 in dem bizum hohen Wert zurück. F i g. 9 zeigt eine weitere 50 när codierten Dezimalcode dar.
Schaltung mit mehreren Schaltern. In dieser Ausfüh- Es ist klar, daß die Anzahl der Ausgangswindun-

rung wirken die Kerne 12 als Übertrager. Eine gen abhängig sein wird von dem Code, der von der Wechselstrom-Erregerwindung 40 schneidet jeden Tastatur gefordert wird. Allgemein gesagt, ist für jeder Kerne 12 und ist an eine Stromquelle 30 für den Platz oder für jede Order in dem gewünschten Wechselstromsignale angeschlossen. Jeder Kern wird 55 Code eine Ausgangswindung erforderlich. Die Anferner von einer Ausgangswindung 42 geschnitten, zahl der Ausgangswindungen, die einen speziellen deren eines Ende mit Erde verbunden ist. Solange Kern schneiden, ist vom Darstellungswert der Taste, keine der Tasten eingedrückt ist, sind alle Kerne ge- die dem Kern zugeordnet ist und dem speziell versättigt und können daher nicht als Übertrager wir- wendeten Code abhängig. Beispielsweise wird entweken. Beim Eindrücken einer Taste ist der dieser Ta- 60 der bei einer echten binären oder bei einer echten biste zugeordnete Kern nicht mehr gesättigt. Das när codierten Dezimaltastatur der Kern für die »2«- Wechselstromsignal der Erregerwindung 40 wird auf Taste nur von einer Ausgangswindung geschnitten, die Ausgangswindung 42 gekoppelt, so daß an dieser da der Wert »2« in jedem dieser Code durch 0010 ein Ausgangssignal anliegt. Beim Freigeben der Ta- dargestellt ist. Andererseits wird bei dem »excessiv ste wird der Kern wieder gesättigt, so daß das Wech- 65 »3« binär codierten Dezimalcode« (the excess 3 diselstromsignal nicht mehr zur Ausgangswindung ge- nary coded decimal code) die »2«-Taste von zwei langen kann. Der in Fig. 9 dargestellte Stromkreis Ausgangswindungen geschnitten, da der Wert zwei in ist ein nicht codierter Tastarurstromkreis. Wird dort diesem Code durch 0101 dargestellt ist.

A Π C A

Wie in Fig. 10 veranschaulicht ist, sind die hin- und zurückführenden Leitungen der Enden der Erregerwindungen verdrallt, so daß die elektromagnetischen Felder, die durch das Wechselstromsignal in den Leitungen erzeugt werden, in den Zwischenräumen aufgehoben sind. Dies verringert eine Kreuzkopplung zwischen der Erreger- und der Ausgangswindung in den Bereichen zwischen den Kernen, wo sonst, durch den geringen Abstand der Windungen voneinander, ein Störübertragen des Wechselsiromsignals auf die Ausgangswindungen erfolgen kann.

Fig.9 zeigt eine andere Anordnung der Erregerwindung, die vorteilhaft benutzt werden kann, um ein Aufheben des Signals zu erreichen. Dabei schneidet eine Erregerwindung abwechselnd aufeinanderfolgende Kerne in einer Richtung und die dazwischen liegenden, verbleibenden Kerne in der entgegengesetzten Richtung. Die durch die beiden Teile der Erregerwindung erzeugten Felder heben sich in den Zwischenräume auf und eine Kreuzkupplung zwischen der Erregerwindung und der Ausgangswindung wird verringert.

ίο Die Anordnung nach F i g. 9 zum Aufheben des Signals ist besonders vorteilhaft, da die Ausgangswindungen alle Kerne in derselben Richtung durchdringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 520/1

r. c A

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Tastaturschalter mit einem länglichen Gehäuse, einem in diesem längs verschiebbar gelagerten Tastenstiel, einem magnetischen Ringkern und einem zu diesem hin und von diesem weg bewegbaren Magnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkern (12) mit seiner Achse rechtwinklig zur Längsachse des Gehäuses (10) von diesem getragen ist, daß der Tastenstiel (18) U-förmig, mit zwei Lm Abstand voneinander liegenden Schenkeln (18 a, 18 b) gestaltet ist und daß die Tastenstielschenkel je einen permanenten Magneten (14 bzw. 16) an den Innenseiten tragen, deren einander zugewandte Flächen parallel zur Längsachse des Gehäuses (10) und zur Achse des Ringkernes (12) liegen und in einer Stellung des Tastenstiels (18) relativ zum Gehäuse unmittelbar neben der Mantelfläche des Ringkernes (12) stehen.

2. Tastaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die permanenten Magnete (14, 16) eine Breite haben, die wesentlich größer als die axiale Ausdehnung des Ringkernes (12) ist.

3. Tastaturschalter nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Federmittel (20), die den Tastenstiel (18) in der besagten einen Relativste' lung zum Gehäuse (10) halten.

4. Tastaturschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der permanenten Magneten (14, 16) etwa gleich im Durchmesser des Ringkernes (12) ist.

5. Tastarurschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nordpol eines (16) der beiden permanenten Magnete und der Südpol des anderen (14) dieser Magnete der Mantelfläche des Ringkernes (12) benachbart sind.

6. Tastaturschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Ringkern aus einem Werkstoff mit geringer magnetischer Remanenz besteht.

7. Tastaturschalter nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine den Ringkern (12) schneidende Windung (26).

8. Tastaturschalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine der Windung (26) zugeordnete, den Kern ebenfalls schneidende Ausgangswindung (28).

'). Tastaturschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (18 a, 18 b) des Tastenstiels (18) und der diese Schenkel verbindende Bereich aus magnetischem Werkstoff gefertigt sind.

10. Tastaturschalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einer Aussparung (10 c) versehen ist, die sich von einer Seite des Gehäuses entlang der Achse des Ringkernes zur anderen Seite hin erstreckt und den Durchtritt einer Windung durch das Gehäuse und durch den Ringkern in etwa gerader Linie ermöglicht.

Die Erfindung betrifft einen Tastaturschalter mit einem länglichen Gehäuse, einem in diesem längs verschiebbar gelagerten Tastenstiel, einem magnetischen Ringkern und einem zu diesem hin und von diesem weg bewegbaren Magneten. Es ist bekannt, in einem ferromagnetischen Kern, der Windungen trägt, von denen eine an einen Impulsgenerator angeschlossen ist, verschiedene Auswirkungen zu erzielen, indem dem Kern permanente Magneten angenähert

bzw. von diesem weg bewegt werden. Es können beispielsweise durch Sättigung des Spulenkernes und durch Aufheben der Sättigung Schaltwirkungen erzielt werden. Um dies zu erreichen, wurde ein Tastaturschalter (USA.-Patentschrift 3 439117) benutzt,

bei dem über Mitnehmerstangen und Schwenkarme ein permanenter Magnet einer magnetischen Ringspule angenähert bzw. von dieser wegbewegt wird. Diese Konstruktion ist mechanisch sehr aufwendig und damit störanfällig. Ferner ist ein Tastaturschal-

^ao ter (USA.-Patentschrift 2 997 703) bekannt, bei dem im Unterschied zum vorbeschriebenen Tastaturschalter ein permanenter Magnet in einem vorbestimmten Abstand fest neben einem magnetischen Ringkern angordnet ist. Um Sättigungsänderungen zu errei-

chen, wird zwischen den magnetischen Ringkern und den permanenten Magneten ein Tastenstiel geschoben. Dieser bekannte Tastarurschalter hat somit den Nachteil, daß besonders starre Magnete verwendet werden müssen, da der Abstand zwischen dem Magnet und dem Ringkern sehr groß ist. Darüber hinaus weist diese bekannte Tastatur den wesentlichen Nachteil auf, daß die Tastenstiele der einzelnen Tasten direkt in den Werkplatten der Tastatur geführt werden, also die einzelnen Tasten kein separates, in die Werkplatten einsetzbares und austauschbares Gehäuse umfassen. Zum Austauschen einer Taste ist es bei dieser bekannten Tastatur erforderlich, diese total zu zerlegen, um eine schadhaft gewordene Taste austauschen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Tastarurschalter dahingehend zu verbessern, daß sie eine in sich geschlossene funktionsfähige Einheit darstellen, die als Ganzes in eine Tastatur einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Hrfindung

dadurch gelöst, daß der Ringkern mit seiner Achse rechtwinklig zur Längsachse des Gehäuses von diesem getragen ist, daß der Tastensteil U-förmig, mit zwei im Abstand voneinander liegenden Schenkeln gestaltet ist und daß die Tastenstielschenkel je einen

permanenten Magneten an den Innenseiten tragen, deren einander zugewandte Flächen parallel zur Längsachse des Gehäuses und zur Achse des Ringkernes liegen und in einer Stellung des Tastenstiels relativ zum Gehäuse unmittelbar neben der Mantelfläche des Ringkernes stehen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist ein Tastaturschalter geschaffen, der als vorgefertigte Einheit in eine entsprechende öffnung in eine Tastatur eingesetzt werden kann, ohne daß es dabei erforderlich ist, Teile der Tastatur zu verändern. Somit kann ein durch Abnutzung schadhaft gewordener Tastaturschalter in kürzester Zeit gegen einen neuen funktionstüchtigen ausgetauscht werden. Durch die besondere Gestaltung des Schalters ist es nicht erforderlich, Verdrahtungen in der Tastatur zu lösen.

Über die genannten Merkmale hinausgehende Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.