DE2650308C3 - Tastatur - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Tastatur der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art

Eine solche Tastatur, die in Verbindung mit einer Fernschreibmaschine zur Anwendung gelangt ist (siehe auch die Zeitschrift »Funkschau« 1972, Band 44, Heft 22, Seiten 808/809) besteht im wesentlichen aus einzelnen in ein Tastengestell einsetzbaren und austauschbaren, jeweils ein Tastenelement bildenden Baugruppen, die sich aus mehreren Einzelteilen zusammensetzen. Die wichtigsten Funktionsteile dieser einzelnen Tastenelemente bestehen aus einer von einem Tastenglied (hier Tastenschaft) im wesentlichen in der Längsrichtung beaufschlagbaren, bistabile Lagen einnehmenden Übertotpunktblattfeder — von denen übrigens im Anwendungsfall für einen optimalen Wirkungsgrad bei jedem Tastenelement zwei eingesetzt werden, die paketartig zusammengesetzt sind — und einem von dieser Übertotpunktblattfeder beaufschlagbaren Codierschieber, der in einem unbeweglichen Lagerteil gelagert ist.

Das Lagerteil wird durch einen zweiteiligen Aufnahmeeinsatz gebildet von denen für jede Tastenrinheit einer vorgesehen ist wobei der Codierschieber zwischen dessen beiden Teilen geführt wird. Diese Aufnahmeeinsätze bilden über die gesamte Tastenfeldbreite gesehen mit Durchbrüchen die Strahlengänge zwischen den Lichtsendern und den Lichtempfängern.

Diese vorbekannte, optisch codierte Tastatur, die die Funktion einer bereits früher bekanntgewordenen optischen Tastatur DE-AS 21 35 440 in bezug auf Geräusche und Schaltgeschwindigkeit verbessert, erfüllt zwar die ihr zugrunde liegende Aufgabe, wonach die Sprungblende, die entweder aus einem Codierschieber oder aus einem Abdeckschieber bestehen kann, bei jeder Tastenbetätigung nur einmal die Strahlengänge

M) passieren und unabhängig von der manuellen Betätigungsgeschwindigkeit und -dauer stets mit einer annähernd gleichen Geschwindigkeit eine Steuerbewegung ausführen soll, sie hat jedoch noch einige Nachteile, die nachstehend näher erläutert sind.

Neben dem Umstand, wonach dieses Ausführungsbeispiel des bekanntgewordenen Tastenwerkes durch die Vielzahl der benötigten Einzelteile die für preiswerte elektrische Korrespondenzschreibmaschinen geforder-

ten Herstell- und Montagekosten übersteigt, weist dasselbe noch Funktionsmerkmale auf, die es für den Einsatz an normalen Korrespondenzschreibmaschinen noch nicht als optimal erscheinen lassen. Das im Herstellungszustand gerade ausgebildete und im montierten Ruhezustand wie ein Bogen eingespannte Übertotpunkt-Blattfederpaket wird bei manueller Beaufschlagung durch eine Taste in der Längsrichtung durch seitlich angeordnete Stütznasen derart verformt, daß es eine S-förmige Gestalt annimmt, wobei sich der Anlagepunkt des Blattfederpaketes an den Stütznasen verschiebt Daraufhin springt das Blattfederpaket nach einer allmählichen Überschreitung eines Totpunktes in eine in der anderen Richtung bogenförmig ausgewölbte Form über und verschiebt dabei die Sprungblende durch die Strahlengänge. Hieraus ergibt sich, daß der Zeitpunkt der Sprungbewegung der Sprungblende nicht allein abhängig ist von dem Betätigungshub der Taste, sondern in erster Linie von der Maßgentjigkeit der Lage der Stütznasen und dem Vorspannungszustand des Blattfederpaketes. Ein für beide Sprungbewegungsrichtungen der Sprungblende eines Tastenelementes gleichmäßiger Tastentiefgang bis zur Funktionsauslösung ist deshalb aber nur dann erreichbar, wenn das Blattfederpaket im Herstellungszustand absolut gerade ist, was für eine gleiche Vorspannkraft desselben in den beiden stabilen Lagen des Montagezustandes erforderlich ist Für den Zeitpunkt der Sprungbewegung in bezug auf den Tastentiefgang ist es hier ebenfalls sehr wichtig, daß die beiden seitlichen Stütznasen gegenüber einer zwischen dem oberen und dem unteren Lagerpunkt des Blattfederpaketes verlaufenden Linie genau symmetrisch angeordnet sind. Eine derart genaue Herstellung einer Blattfeder und der Aufnahmeanordnung für dieselbe ist bei Massenfabrikationen jedoch nur schwer möglich.

Weiterhin wird bei der bekanntgewordenen Tastatur von sensiblen Bedienpersonen häufig der Effekt als nachteilig empfunden, daß das bei jeder Tastenbetätigung nur eine Sprungbewegung ausführende Blattfederpaket naturgemäß auch nur ein taktil oder akustisch exakt wahrnehmbares Echosignal für eine Ausführungskontrolle der Funktionsauslösung geben kann, und zwar beim Herunterdrücken der Taste. Insbesondere von Bedienpersonen, die die Tasten eines Tastenwerkes in deren angehobener Ruhlage als Ausruhpunkte für die Finger benutzen und deshalb auch sehr schnell schreiben können, fordern jedoch häufig ein ähnlich stark wahrnehmbares Signal auch dann, wenn die Taste in die angehobene Ruhelage zurückkehrt, was dann den Zeitpunkt angibt zu dem das Tastenelement für eine erneute Funktionsauslösung bereit ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zum Vermeiden der den bekannten Tastaturen noch anhaftenden Nachteile so auszubilden, daß der Codierschieber zunächst in eine Bereitschaftsstellung (ohne Blendenabdeckung) bringbar, erst nach Erreichen der unteren Betätigungslage für die Sprungbewegung freigebbar und auf einer die Strahlengänge nicht mehr kreuzenden anderen Bahn in seine Ruhelage zurückführbar ist

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel und deren Anordnung.

Konstruktive Einzelheiten, die den Gegenstand der Erfindung zweckmäßig ausgestalten, ergeben sich aus den UnteransDriichen.

Durch diese Maßnahmen ergeben sich die aus der Aufgabenstellung resultierenden Effekte, wobei bei dem speziellen Ausführungsbeispiel, abgesehen von dem Tastenknopf, alle am Zustandekommen einer codierenden Sprungbewegung der Codierschieber beteiligten Teile aus nur einem in einem Kunststoffspritzverfahren hergestellten Teil bestehen können. Durch die ausbrechbaren Blendenzungen (Sollbruchstellen) des Codierschiebers wird zudem erreicht daß sämtliche Codierschieber des Tastenwerkes aus dem gleichen Teil bestehen können, was eine Montage auch durch ungeübte Personen zuläßt, da die an verschiedene Bedingungen (z. B. an unterschiedliche Sprachen angepaßte Tastenfelder) anzupassende Codierung der

is gesamten Tastatur mittels entsprechend ausgebildeter Werkzeuge an den bereits montierten Tastenelementen in nur einem Arbeitsgang vorgenommen werden kann. Im allgemeinen wird durch die Anordnung der Führungsmittel und der Gegenführungsmittel in dem Bewegungsbereich des Codierschiebers in geschickter Weise erreicht daß dieser gegenüber den Strahlengängen durch eine z. B. senkrechte Bewegung durch die Lagermittel zunächst in eine Bereitschaftslage (Funktionsebene der Strahlengänge) gebracht werden kann, ohne dabei mit seinen Blendenzungen abzudecken. Während dieser Betätigungsphase des Tastenelementes wird der für die Sprungbewegung des Codierschiebers vorgesehene Federkraftspeicher (Antriebsmittel) gespannt der nach Erreichen der unteren Betätigungslage den von den Führungsmitteln freigegebenen Codierschieber für eine z. B. waagerecht verlaufende Eingabe-Sprungbewegung antreibt Bei der Rückkehrbewegung des Tastenelementes in die obere Ausgangslage durchläuft der Codierschieber eine andere z. B. senkrechte Strecke der angegebenen geometrischen Bahn und kehrt nach Erreichen der oberen Ausgangslage durch die Wirkung der ersten Federmittel (Antriebsmittel) in einer z. B. waagerechten Sprungbewegung in die Ruhelage zurück. Es sind zwar bereits optisch codierende Tastenwerke bekanntgeworden (z. B. DE-AS 15 61 211), bei denen die Tastenelemente durch Anwendung moderner Kunststoffspritztechnologien bereits einfach herstellbar sind, die jedoch einer anderen Gattung von optischen Tastenwerken angehören, bei denen die Betätigungsdauer der lichtempfindlichen Elemente von der Tastenbetätigungsdauer abhängig ist, und die einen erheblich größeren Aufwand bei der elektronischen Steuereinrichtung erfordern und deshalb nicht ohne weiteres für den Einsatz an Korrespondenzschreibmaschinen, die sehr flüchtige und schnell aufeinanderfolgende Tastenbetätigungen verarbeiten müssen, geeignet sind.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tastenwerkes ist in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch das gesamte Tastenwerk,

F i g. 2 eine Einzelheit der F i g. 1 und
F i g. 3 eine Draufsicht auf das Tastengestell.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist eine in sich steife und in einem Kunststoffspritzverfahren hergestellte Taste als ein Tastenelement ausgebildet, das über alle Tastenzeilen reicht und an seinen Enden 2 und 3 über Filmscharniere 4 bzw. 5 mit je einem Lagerlenker 6 bzw. 7 homogen

b5 verbunden ist Diese Lagerlenker 6 und 7 weisen je eine Lagernase 8 bzw. 9 auf, über die sie in Lagermulden 10 bzw. 11 verschwenkbar gelagert sind. Die Lagermulden 10 und 11 sind jeweiiu in die Grundfläche von

Führungsschlitzen 13 bzw. 14 eingeformt, die in einem Tastengestell 12 vorgesehen sind.

Die Lagerlenker 6 und 7 sind an das Tastenelement 1 derart angeformt, daß dieses eine parallelogrammartige Geradführung erhält. Im montierten Zustand des Tastenelementes 1 befinden sich die Filmscharniere 4 und 5 in einem geringfügig fedrig vorgespannten Zustand, wodurch dasselbe an einem Anschlag 15 des Tastengestells 12 eine exakte Ruhelage einnehmen kann. Dieser Anschlag 15 ist vorzugsweise zwischen den beiden Lagermulden 10 und 11 vorgesehen.

Jedes Tastenelement 1 weist für die Tastenzeilen je eine Rastkerbe 16 auf, in denen ein durch Rastmontage befestigbarer Tastenknopf 17 an der zugeordneten Steiie fixierbar ist. ι s

Das Tastelement 1 weist zwei nach unten ragende Federstege 18 auf, über die es mit einem als eine Blende wirksamen Codierschieber 19 homogen verbunden ist. Diese als Lagermittel und auch als erste Federmittel für die Rückstellung des Codierschiebers 19 in die in F i g. 1 dargestellte Ruhelage wirksamen Federstege 18 greifen an diesem derart an, daß sich eine parallelogrammartige Geradführung für denselben quer zur Betätigungsrichtung und eine Zwangsführung in der Betätigungsrichtung des Tastenelementes 1 ergibt Daraus ergibt sich, daß die Federstege 18, die Bestandteil von Antriebsmitteln für den Codierschieber sind, in der Betätigungsrichtung des Tastenelementes 1 steif ausgebildet sind.

Der Codierschieber 19 weist nach unten ragende Blendenzungen 20 auf, die an ihrer Basis mit einer J» Sollbruchstelle 21 versehen sind, die zum Beispiel aus einem verengten Querschnittsbereich bestehen kann. Des weiteren weist der Codierschieber 19 einen Begrenzungsanschlag 22 auf, der sich im Montagezustand zwischen zwei Anschlägen 23 und 24 des « Tastengestells 12 befindet Diese über die gesamte Tastenfeldbreite reichenden und somit für alle Tastenwerke wirksamen Anschläge 23 und 24 dienen zur Begrenzung für die dargestellte Ruhelage bzw. eine maximal nach links verschobene Sprunglage des ⁴⁽¹ Codierschiebers 19.

An dem linken Ende des Codierschiebers 19 ist außerdem seitüch eine Steuemase 25 angeformt, die als ein Führungsmittel für denselben wirksam ist und vorzugsweise die Form eines schräg stehenden Ovals aufweist und die in den Bewegungsbereich eines Gegenführungsmittels ragt, das seitlich als ein Ansatz 26 an der einen Wand 27 (siehe insbesondere F i g. 3) einer Führungsnut 28 für den Codierschieber 19 angeformt ist, und zwar in einem Bereich 29, der für die Steuemase 25 wesentlich verbreitert ausgebildet ist Dieser Ansatz 26 weist im wesentlichen eine rechteckige Form auf und nimmt gegenüber der Steuernase 25 eine solche Lage ein, daß diese in der Ruhelage über der nach oben weisenden, waagerecht verlaufenden Kante 30 und vor der nach rechts weisenden, senkrecht verlaufenden Kante 31 liegt (siehe insbesondere F i g. 2).

Das vorzugsweise als ein Ansatz 26 ausgebildete Gegenführungsmittel, das von der Steueraase 25 des Codierschiebers 19 mit einer vornehmlich durch w Federmittel gestützten Bewegung umfahren werden kann, die praktisch einer geschlossenen geometrischen Bahn folgt, kann allerdings auch so ausgebildet werden, daß sich für die Steuemase eine Zwangsführung ergibt, indem das Führungsglied z. B. als eine Nut ausgebildet ^b5 wird. Auch die Form des Führungsgliedes kann nötigenfalls von der rechteckigen Ausbildung abweichen, was dann allerdings längere Betätigungswege des Tastenelementes und längere Sprungwege des Codierschiebers erforderlich machen würde.

Die Abmessungen des Ansatzes 26 ergeben sich aus den Abmessungen und den Abständen von Strahlengängen 32, die von den Blendenzungen 20 des Codierschiebers 19 während einer Sprungbewegung nach links vorübergehend voll abgedeckt werden müssen.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sind die Führungsnuten 28 für alle Codierschieber 19 in einer Abdeckplatte 33 vorgesehen, die auch den einen Anschlag 24 für dieselben aufweist Die dem Tastengestell 12 zugeordnete Abdeckplatte 33 ist auf einem die Strahlengänge 32 aufweisenden Steg 35 befestigt, der parallel zu den Führungsnuten 28 verlaufende und die Strahiengänge kreuzende Nuten 34 für die Blendenzungen 20 aufweist Der an das Tastengestell 12 angeformte Steg 35 bildet mit seiner nach links weisenden Fläche den Ruheanschlag 23 für die Codierschieber 19.

An dem Tastenelement 1 ist an einem Arm 36 über ein Filmscharnier 37 ein zweiarmiger Hebel 38 angeformt, dessen erster Arm 39 sich waagerecht, d. h. quer zur Betätigungsrichtung des Tastenelementes 1 erstreckt und in dieser Richtung unmittelbar einer Stützkante 40 gegenüberliegt, die an dem Tastengestell 12 für alle Tastenwerke wirksam angeformt ist Der zweite Arm 41 des Hebels 38 ist zu einer bügelartigen Blattfeder 43 ausgeformt, die den Antriebsmitteln für den Codierschieber 19 angehört und als zweite Federmittel für den Codierschieber 19 wirksam ist und die sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt Diese Blattfeder 43 liegt mit ihrem freien Ende 42 mit einem geringen Abstand einer Verstellnase 44 gegenüber, die an dem Codierschieber 19 angeformt ist Die Blattfeder 43 ist wesentlich stärker ausgebildet als die beiden Federstege 18 zusammengenommen, die, wie vorstehend bereits erwähnt, die ersten Federmittel der Antriebsmittel bilden.

Wenn eine Taste 17 zum Zweck einer codierten Funktionseingabe in die Büromaschine manuell betätigt wird, bewegt sich das zugeordnete Tastenelement 1 gegen die Federwirkung seiner Filmscharniere 4 und 5 nach unten. Dabei gelangt die als Führungsmittel wirksame Steuemase 25 des sich hierdurch ebenfalls parallel nach unten bewegenden Codierschiebers 19 in den Bereich der vertikalen Kante 31 des als Gegenführungsmittel wirksamen Ansatzes 26.

Gleichzeitig wird dabei der Hebel 38 durch die Wirkung der Stützkante 40 um seinen Schwenkpunkt (Filmscharnier 37) im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, derart, daß dessen als zweite Federmittel der Antriebsmittel wirksame Blattfeder 43 auf den Codierschieber 19 über dessen Verstellnase 44 kurzzeitig verzögert und zunehmend eine Verstellkraft ausübt und zwar in Richtung auf den Ansatz 26. Da der Codierschieber 19 durch den Ansatz 26 an einer Bewegung nach links gehindert wird, gleitet dieser mit seiner Steuemase 25 an der Kante 31 senkrecht entlang, wodurch sich eine Verstellkraft in der Blattfeder 43 aufspeichern kann. Wenn die Steuemase 25 kurz vor Erreichen der Betätigungsendlage des Tastenelementes 1, die z. B. von einer Anschlagleiste 45 vorgegeben werden kann, von der Kante 31 freikommt (Lage I), kann sich die Blattfeder 43 entspannen, was eine Sprungbewegung des Codierschiebers 19 nach links bewirkt Hierbei werden die Federstege 18 durchgebogen, was logisch ebenfalls dem Aufziehen eines Federkraftspeichers gleichkommt Während dieser Sprungbewegung des Codierschiebers 19 decken dessen Blendenzungen 20,

die zuvor zwischen den Strahlengängen 32 eine Bereitschaftslage eingenommen hatten, dieselben kurzzeitig ab, wodurch die Lichtstrahlen, die von den Lichtsendern 46 (z. B. GaAs-Dioden) ständig vorgegeben werden können, für die Lichtempfänger (z. B. Fototransistoren) unterbrochen werden. Da die Blattfeder 43 stärker ausgebildet ist als die Federstange 18, verbleibt der Codierschieber 19 in seiner Sprunglage, die von dem Anschlag 24 begrenzt wird und in der die Steuernase 25 eine Lage Il einnimmt.

Wenn das Tastenelement 1 durch die Rückstellkraft seiner Filmscharniere 4 und 5 in die obere Ruhelage zurückkehrt, gelangt die Steuernase 25 des Codierschiebers 19 hinter den Ansatz 26 und gleitet an dessen nach links weisender Kante 48 nach oben entlang, obwohl

sich die Blattfeder 43 inzwischen wieder zunehmend entspannt, und zwar durch die Rückstellwirkung des Filmscharniers 37.

Vor Erreichen der oberen Ruhelage des Tastenelementes 1 durchläuft die Steuernase 25 eine Lage III (siehe F i g. 2), in der sich die Blendenzungen 20 des Codierschiebers 19 bereits wieder oberhalb der Strahlengänge 32 befinden. Nach Überschreiten dieser Lage III kommt der Codierschieber 19 mit seiner Steuernase 25 von dem Ansatz 26 frei und kann durch die Rückstellwirkung der Federstege 18 in die in der F i g. 1 dargestellte Ausgangslage zurückspringen, da die Blattfeder 43 inzwischen ebenfalls die dargestellte Ruhelage eingenommen hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Tastatur mit den Tasten zugeordneten und von denselben bestätigbaren blendenartigen, längsverschiebbar geführten Codierschiebern mit zum kurzzeitigen Abdecken oder öffnen von Strahlengängen dienenden Blendenzungen, wobei für die Codierschieber sprungartig wirkende Antriebsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Codierschiebern (19) zur Durchführung der Sprungbewegung Führungsmittel (25) vorgesehen sind, die mit einem gestellseitigen Gegenführungsmittel (26) derart zusammenwirken, daß die Führungsmittel (2S) durch die Gegenführungsmittel

(26) in der Weise um eine geschlossene geometrische Bahn herumführbar sind, daß die Codierschieber (19) für die Sprungbewegung in einer die Strahlengänge (32) kreuzenden Bahn und für eine Rückstellbewegung in einer die Strahlengänge (32) nicht mehr kreuzenden anderen Bahn bewegbar sind.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel aus quer zur Betätigungsrichtung der Tasten (1) für die Rückstellung der Codierschieber (19) spannbaren ersten Federmitteln (18) und aus zweiten stärkeren Federmitteln (39 bis 43) bestehen, welche auf die Codierschieber (19) eine Verstellkraft in Richtung auf die Gegenführungsmittel (26) ausüben, und daß die ersten Federmittel (18) gleichzeitig zur Halterung der Codierschieber (19) an den Tasten (1) ausgebildet sind.

3. Tastatur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Federmittel aus zwei sich in der Betätigungsrichtung des Tastenelementes (1) erstreckenden und mit demselben verbundenen Federstegen (18) bestehen, die eine parallelogrammartige Geradführung für den Codierschieber (19) quer zur Betätigungsrichtung und eine Zwangsführung in der Betätigungsrichtung (Verbindungsglied) des Tastenelementes (1) bilden, und daß die zweiten Federmittel aus einem zweiarmigen Hebel (38) bestehen, der mit dem Tastenelement (1) gelenkig verbunden ist, dessen erster Arm (39) quer zur Tastenbetätigungsrichtung verläuft und in dieser Richtung einer Stützkante (40) des Tastengestells (12) gegenüberliegt und dessen zweiter Arm (41) zu einer bügelartigen Feder (43) ausgeformt ist, die sich im wesentlichen in der Tastenbetätigungsrichtung erstreckt und mit ihrem freien Ende (42) einer Verstellnase (44) des Codierschiebers (19) gegenüberliegt

4. Tastatur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Federmittel (18 bzw. 39 bis 43) und die Codierschieber (19) jeweils ein homogen ausgeformtes einstükkiges Bauteil bilden.

5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenführungsmittel jeweils aus einem im wesentlichen rechteckig ausgebildeten Ansatz (26) besteht, der seitlich an der einen Wand

(27) einer im Tastaturgestell (12, 33) vorgesehenen Führungsnut (28) für den Codierschieber (19) angeformt ist, und daß das an dem Codierschieber (19) vorgesehene Führungsmittel eine seitlich angeformte Steuernase (25) ist.

6. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Tastaturgestell (12) zwei Anschläge (23 und 24) vorgesehen sind, die die

Ruhelage bzw. die maximale Arbeitslage des Codierschiebers (19) quer zur Tastenbetätigungsrichtung begrenzen.

7. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenhebel (1) aus einem in sich steifen und über alle Tastenzeilen reichenden Teil besteht, an dessen beiden Enden (2 und 3) über Filmscharniere (4 bzw. 5) je ein Lager-Lenker (6 bzw. 7) angeformt ist, über die das Tastenelement (1) eine parallelogrammartige Geradführung erhält

8. Tastatur nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager-Lenker (6 und 7) mit je einer Lagernase (8 bzw. 9) versehen sind, mit denen sie in Lagermulden (10 bzw. 11) des Tastengestells (12) Aufnahme finden, und daß das Tastenelement (1) in der Ruhelage durch eine geringe fedrige Vorspannung der Filmscharniere (4 und 5) mit einem Anschlag (15) des Tastengestells (12) in Wirkverbindung bringbar ist, der sich zwischen dessen beiden Lagerstellen (Lagermulden 10 und 11) befindet