DE3007239A1

DE3007239A1 - Tastenwerk fuer tastaturen von elektrischen schreib- u.ae. maschinen

Info

Publication number: DE3007239A1
Application number: DE19803007239
Authority: DE
Inventors: Reinhard 7531 Keltern Deeg; Oswald 7530 Pforzheim Hack
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-09-03
Also published as: ES8201068A1; DE3007239C2; ES499881A0; GB2070518B; GB2070518A; US4363942A; CH652348A5

Description

Tastenwerk für Tastaturen von elektrischen Schreibund ähnlichen Maschinen

Die Erfindung betrifft ein Tastenwerk von Tastaturen von elektrischen Schreib- und ähnlichen Maschinen mit einer Vielzahl von vertikal geführten,aus Tastenknopf und Stößel bestehenden Tastengliedern, die bei einer Betätigung über ihre Stößel auf domartige Kontaktnoppen einer unterhalb der Stößel angeordneten Schaltmatte einwirken, die ihrerseits auf einer Leiterplatte aufliegt.

Stand der Technik

Eine Tastatur mit einem Tastenwerk der vorbeschriebenen Art ist durch die DE-AS 23 5o 176 bekannt. In Anwendung bei einem elektronischen Taschenrechner sind die Tastenglieder in das obere Gehäuseteil eingelassen, während die Schaltmatte und die Leiterplatte im unteren Gehäuseteil angeordnet sind. Durch eine Federplatte v/erden die Tastenglieder in die Ausgangslage gedrückt, in der sie von den Kontaktnoppen der Schaltir.atte abgehoben sind.

Diese Anordnung bedingt eine hohe Maßgenauigkeit in der Zuordnung der Eezugsflachen zwischen den Tastengliedern und der Schaltmatte. Größere Toleranzen bedingen unter Umständen schon innerhalb des relativ kleinen Tastenfeldes eines Elektronenrechners spürbare Unterschiede im Tastenhub.

Eei Tastaturen für elektrische Schreib- oder ähnliche Maschinen die von der Fläche als auch von der Tastenzahl her wesentlich

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umfangreicher sind, läßt sich das Prinzip des bekannten Aufbaus nicht anwenden. Durch die Richtlinien für ergonomisch gestaltete Tastaturen werden Forderungen im Hinblick auf Tastenhub und Betätigungskraft gestellt, die eine exakte, eng tolerierte Zuordnung des Tastengliedes zur jeweiligen Kontaktnoppe bedingt.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Tastenwerk für elektrische Schreib- und ähnliche Maschinen unter Verwendung einer Schaltmatte vorzuschlagen, die den gestellten Forderungen entspricht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die ünteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erflndungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß an dia Planheit der Trägerplatte keine hohen Forderungen gestellt werden müssen, da sich die Schaltiratte und die Leiterplatte durch die formschlüssige Verbindung möglichen Verwerfungen dor Trägerplatte elastisch anpassen. Dadurch ist or, iröglich, die Trägerplatte als ein einteiliges SprltzfTußtcil aus einem thermoplastischen Werkstoff herzustellen. Im Hinblick auf die reduzierten Anforderungen an die Planheit der Trägerplatte bietet es sich an, diese von vornherein in die Tastaturabdeckung mit einzubeziehen. Dadurch ist eine sehr wirtschaftliche Herstellung der Tastatur gegeben, die zudem durch ihre unmittelbare Zugänglichkeit mit dem Abheben der Tastaturabdeckung sehr wartungsfreundlich ist. Ein weiterer Vorteil ist durch das Einsetzen der Tastenglieder von oben in

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die Trägerplatte gegeben. Durch kundenspezifische Wünsche treten in der Tastaturbelegung Abweichungen in der Größenordnung von zehn Prozent auf. Durch das Einsetzen von oben bietet es sich an Grundtastaturen vorzufertigen, die später entsprechend den jeweiligen Kundenwünschen nur noch komplettiert zu werden brauchen.

Beschreibung der Erfindung

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 eine weitgehend schematisierte Darstellung einer Tastatur mit einem in die Tastaturabdeckung integrierten Tastenwerk gemäß der Erfindung im Schnitt I-I der Figur 2.

Figur 2 eine Draufsicht auf die Tastatur der Figur 1.

Figur 3a das Tastenwerk der Figur 1 im Schnitt III-III der Figur 2 im vergrößerten Maßstab

Figur 3b eine Ansicht der in Figur 3a dargestellten Anordnung von der Unterseite der Trägerplatte her bei entfernter Leiterplatte und Schaltir.atte und

in linearer Ausrichtung.

Figur 4 die Anordnung der Figur 3a im Schnitt IV-IV.

Figur 5 die Draufsicht auf die Anordnung der Figur 4 im Schnitt V-V.

Figur 6 einen alternativen Tastenkontakt in Anwendung

auf die Tastenwerkausführung gemäß der Erfindung.

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Figur 1 zeigt eine Tastatur 1 im Schnitt I-I der Figur 2. Das Gehäuse der Tastatur besteht aus einem Unterteil 2 und einer Abdeckung 3. In diese Tastaturabdeckung ist das Tastenwerk 4 vorzugsweise in der dargestellten Weise integriert, indem eine die Basis des Tastenwerks 4 bildende Trägerplatte 5 ein gemeinsames Teil mit der Abdeckung 3 ist. Es bietet sich daher an, dieses Teil nach einem Spritzgußverfahren in einem Arbeitsgang herzustellen. Eine nicht dargestellte alternative Ausführung 1st denkbar, bei dor eine mit einer entsprechenden Ausnehmung versehene Tastaturabdeckung 3 vorgesehen ist, mit der das Tastenwerk 4 über eine entsprechend ausgebildete Trägerplatte 5 lösbar verbunden ist.

Figur 2 zeigt die Draufsicht auf die Tastatur der Figur 1, wobei eine Strichlinierung 4a die gedachte Trennungslinie zwischen der Tastaturabdeckung 3 und dem Tastenwerk 4 darstellt.

Figur 1 gibt einen Überblick über den Aufbau des Tastenwerkes 4. Zur Versteifung der Trägerplatte 5 ist diese an der Unterseite mit gleichmäßig beabstandeten Stegen 8 versehen, die gemäß Figur 3b im Kreuzverband angeordnet sind- In der Mitte zwischen den Stegen 8 sind in der Trägerplatte 5 Tastenführungen 6 (Figur 5) für die das Tastenfeld bildenden Tastenglieder 14 vorgesehen. Die Trägerplatte 5 ist entsprechend dem Betätigungshub der Tastenglieder 14 gegenüber der Oberfläche 3a der Tastaturabdeckung 3 abgesenkt. Stegartige Partien 7 zwischen den Tastenreihen und die Anschlußflächen zur Tastaturabdeckung innerhalb der Strichlinierung 4a liegen mit ihren Oberflächen 7a in einer Ebene nit der Oberfläche 3a der Tastaturabdeckung 3. Die Länge der Stege 8 steht im direkten Verhältnis zum Betätigungshub der Tastenglieder 14 und sind innerhalb enger Toleranzen untereinander gleich lang. In Anlage an diesen Stegen 8 sind eine Leiterplatte 12 mit

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einer aufgelegten Schaltmatte 1o durch Verschraubung 9 in einem definierten Abstand fest mit der Trägerplatte 5 verbunden. Die Schaltmatte 1o hat in bekannter Weise eine Vielzahl von Kontaktnoppen 11, die im Teilungsabstand der Tastenglieder 14 angeordnet sind und in den Raum zwischen die, quadratische Felder (Figur 3b) umschließende Stege 8 ragen. Die im wesentlichen aus Tastenknopf 15 und Tastenstößel 16 bestehenden Tastenglieder 14 werden von oben in die erwähnten Führungen in der Trägerplatte 5 eingesetzt. Sie rasten in noch näher zu beschreibender Weise hinter der Trägerplatte 5 ein. Die Raststellung bestimmt gleichzeitig die Ausgangslage der Tastenglieder 14, in der die Tastenstößel 16 die jeweilige Kontaktnoppe 11 leicht andrücken.Den Tastengliedern 14 wird dadurch ohne zusätzliche Federung die leichte Vorspannung vermittelt, die nach den Richtlinien für ergonomisch gestaltete Tastaturen vorzusehen ist. Durch den definierten, eng tolerierten Abstand der Schaltmatte 1o von der Trägerplatte 5 ist gewährleistet, daß auch die Vorspannung der Tastenglieder 14 weitgehend konstant ist und die Differenz der Betätigungskraft zwischen benachbarten Tastengliedern nicht größer als 0,05 N (5p) ist. Abgesehen von entsprechenden Richtlinien bestimmen diese Vierte maßgebend die Güte der Bedienbarkeit einer Tastatur.

Figur 3a stellt das Tastenwerk der Figur 1 im Schnitt III-III der Figur 2 im vergrößerten Maßstab dar. Figur 3b zeigt die Darstellung der Figur 3a in einer Ansicht von unten bei entfernter Schaltmatte 1o und Leiterplatte 12. Die vergrößerte Darstellung läßt die Art der Verrastung der Tastenglieder 14 in der Trägerplatte 5 erkennen. Gemäß Figur 4 und 5 ist der runde Tastenstößol 16 mit diametral angeordneten Führungsstegen 17 versehen, so daß sich ein verdrehungssicherer Querschnitt gemäß Figur 5 ergibt. Die Trägerplatte 5 ist entsprechend Figur 3b jeweils in der Mitte der durch die Stege 8 gebildeten Quadrate mit einer dem genannten Querschnitt entsprechenden Führungsloch 19 versehen. Entsprechend Figur 4 und 5

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sind im Bereich des zylindrischen Teils der Tastenstößel 16 schalenförmige Führungen 6 in Fortsetzung der Löcher 19 angeordnet, wodurch die vertikale Beweglichkeit der Tastenglieder 14 ausreichend stabilisiert ist. Die Führungsstege 17 sind am Ende in Längsrichtung etwa bis zur Hälfte mit einem Schlitz 17a versehen. Die dadurch entstehenden federnden Zungen sind am Ende mit nach außen gerichteten Rastnasen 17b versehen. Diese Rastnasen haben einen dreieckigen Querschnitt. Über die entsprechenden Schrägflächen in Verbindung mit dem federnden Nachgeben der Zungen läßt sich das einzelne Tastenglied 14 von oben in die Trägerplatte 5 einsetzen. Die Rastnasen 17b greifen dabei im eingeführten Zustand unter die Trägerplatte 5 und halten das jeweilige Tastenglied 14 in der Ausgangsstellung, in die es durch die leicht angedrückte Kontaktnoppe 11 gedrängt wird. Durch die doppelseitige Abschrägung der Rastnasen 17b können die Tastenglieder 14 unter Überwindung der Federwirkuncr der Rastzungen dem Tastenwerk wieder entnommen werden. Die dazu erforderliche Kraft ist jedoch um ein Mehrfaches größer als der Druck, den die Kontaktnoppen 11 auf die eingesetzten Tastenglieder 14 in der Ausgangsstellung ausüben.

In Figur 3a ist das mittlere der Tastenglieder 14 in betätigter Stellung gezeichnet. Der Dom der Kontaktnoppe 11 ist durch den Tastenstößel 16 nach innen eingedrückt. Eine Kontaktpille 11a im Innern der Kontaktnoppe 11 liegt dabei auf z.B. zwei benachbarten, nicht sichtbaren Leiterbahnen der Leiterplatte 12 auf und schließt dadurch einen bestimmten Stromkreis. Die Führungsstege 17 sind etwas kurzer als der Tastenstößel 16, um eine Berührung mit der Kontaktnoppe 11 im eingedrückten Zustand zu vermeiden.

Wie eingangs erwähnt, kann die Belegung des Tastenfeldes von Anwender zu Anwender verschieden sein. Für nicht benutzte Tastenplätze sind daher Leerfeldkappen 18 vorgesehen. Diese sind

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im unteren Teil wie die Tastenglieder 14 ausgebildet und rasten entsprechend in die Trägerplatte 5 ein. Die Leerfeldkappen 18 sind gerade so hoch, daß ihre Oberfläche 18a im eingesetzten Zustand in der gleichen Ebene liegt wie die der Tastaturabdeckung 3.

Zur einwandfreien Funktion des Tastenwerkes ist eine exakte Ausrichtung der Schaltmatte 1o auf die Tastenstößel 16 und eine entsprechende Zuordnung der Leiterplatte 12 zur Schaltmatte 1o erforderlich. Aus diesem Grunde sind im Gitterwerk der Stege 8 mindestens zwei Paßstifte 8a vorgesehen, die in entsprechende Paßbohrungen in der Schaltmatte 1o und der Leiterplatte 12 greifen. Zum Befestigen der Schaltmatte 1o und der Leiterplatte 12 sind in gewissen Abständen die Kreuzungen der Stege 8 verstärkt ausgebildet und mit Aufnahmebohrungen 8b versehen (Figur 3a). Entsprechend sind Schaltmatte 1o und Leiterplatte 12 mit Löchern versehen, durch die letztere über in die Bohrungen 8b greifende Befestigungsmittel, vorzugsweise Schrauben 9, fest und im konstanten Abstand mit der Trägerplatte 5 verbunden. Dadurch ist gewährleistet, daß unabhängig von der Planheit der Trägerplatte 5 die räumliche Eeziehung zwischen Tastenglied und Kontaktnoppe über die gesamte Ausdehnung des Tastenwerkes gleich ist.

Figur 6 zeigt eine alternative Ausführung eines Tastenkontakts, wie er in Verbindung mit dem vorbeschriebenen Tastenwerk verwendbar ist. Bei dieser Version entfällt die Schaltmatte. Dafür findet ein Tastenglied 23 Verwendung, das am freien Ende des Stößels 25 mit einem gummielastischen Kontaktstück 27 versehen ist. Dieses Kontaktstück kann aus leitfähigem Gummi oder aus einem hochelastischen Material, z.B. Moosgummi, mit einer leitenden Deckschicht bestehen. Der geringere Raumbedarf in der Vertikalen wird durch kürzere Stege 21 ausgeglichen, über die die Leiterplatte 22 fest mit der Trägerplatte 2o verbunden ist. Zwei Leiterbahnen 22a liegen eng benachbart unmittelbar

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unter dem Kontaktstück 27, dessen Abstand zu den Leiterbahnen 22a dem Tastenhub entspricht. Das Tastenglied 23 ist im wesentlichen gleich ausgebildet, wie das Tastenglied 14 der vorbeschriebenen Ausführung. Bei gleicher Querschnittsform unterscheidet es sich lediglich durch die mit dem Tastenstössel 25 gleich langen Führungsstege 26. Die Führung des Tastengliedes 25 in der Trägerplatte 2o erfolgt in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben. Die Führungsstege 26 sind am Ende ebenfalls mit Längsschlitzen 26a versehen, so daß die nach außen ragenden Rastnasen 26b zum Einsetzen und Herausnehmen nachgeben können. Im Bereich der Rastnasen 26b ist die Trägerplatte 2o an der Unterseite mit schrägen Einschnitten 2oa versehen. In diese greifen die Rastnasen 26b in der Ausgangsstellung, in der das Tastenglied 23 durch eine schwache Zylinderfeder 28 gedrückt wird. Diese Feder hat einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser der Stößelführung (Figur 5, Pos. 6) entspricht. Sie stützt sich einerseits an der Innenseite des Tastenknopfes 24 und andererseits auf der Trägerplatte 2o ab. Die Zylinderfeder 28 ist so bemessen, daß der vorgeschriebene Betätigungswiderstand gegeben ist. Diese Kraft ist wesentlich geringer als die, die notwendig ist die Federung der Rastnasen 26b zu überwinden.

4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Standard Elektrik Lorenz 3007239

Aktiengesellschaft

Stuttgart

R.Deeg - O.Hack 18-4

Patentansprüche

Tastenwerk für Tastaturen von elektrischen Schreibund ähnlichen Maschinen mit einer Vielzahl von vertikal geführten,aus Tastenknopf und Stößel bestehenden Tastengliedern, die bei einer Betätigung über ihre Stößel auf domartige Kontaktnoppen einer unterhalb der Stößel angeordneten Schaltmatte einwirken, die ihrerseits auf einer Leiterplatte aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Tastenwerks (4) eine Trägerplatte (5) ist, in der die Tastenglieder (14) geführt (Führungen 6) und gehaltert (Rastnasen 17b) sind, daß die Trägerplatte (5) an der Unterseite eine Vielzahl von gleich langen Stützen hat und daß die Schaltmatte (1o) und die Leiterplatte (12) über diese Stützen fest mit der Trägerplatte (5) verbunden sind.
2. Tastenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastenwerk (4) Bestandteil einer Tastaturabdeckung (3) ist.
3. Tastenwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) und die Tastaturabdeckung (3) ein gemeinsames Teil sind.

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4. Tastenwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastenwerk (4) lösbar mit der Tastaturabdekkung (3) verbunden ist.
5. Tastenwerk nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß größere Zwischenräume zwischen den Knöpfen

(15) der Tastenglieder durch stegartige Partien (7) der Trägerplatte (5) ausgefüllt sind, daß für Leerstellen im Tastenfeld Leerfeldkappen (18) vorgesehen sind und daß die Oberflächen (7a, 18a) der stegartigen Partien (7) und der Leerfeldkappen (18) mit der Oberfläche (3a) der Tastaturabdeckung (3) in einer Ebene liegen.
6. Tastenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen als sich kreuzende Stege (8) ausgebildet sind, deren Schnittpunkte zum Teil verstärkt sind und daß diese verstärkten Stellen mit Aufnahmebohrungen (8b) versehen sind, in die Befestigungsmittel (Schrauben 9) zur Halterung der Schaltmatte (1o) und der Leiterplatte (12) greifen.
7. Tastenwerk nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastaturabdeckung (3) und. die Trägerplatte

(5) aus einem thermoplastischen Werkstoff bestehen.
8. Tastenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (16) der Tastenglieder (14) einen profilierten Querschnitt haben, der denen der Führungen (6) in der Trägerplatte (5) entspricht, daß die Tantenglieder (14) von der Oberseite der Trägerplatte (5) in die Führungen (6) einsetzbar und durch einen Schnappmechanismus (federnde Rastnasen 17b) in der Trägerplatte (5) gehalten sind und daß der Schnappmechanisnus die Ausgangslage der Tastenglieder (14) bestirant, in der sie unter leichter Vorspannung auf den zugehörigen Kontaktnoppen (11) aufsitzen.

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9. Tastenwerk nach den vorhergehenden Ansprüchen ohne Ver~ Wendung einer Schaltiratte, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (25) der Tastenglieder (23) am freien Ende mit einen? gummielastischen Kontaktstück (27) versehen sind, daß zwischen Tastenknopf (24) und Trägerplatte (2o) eine Zylinderfeder (28) angeordnet ist, deren Innendurchmesser alelch dem Außendurchmesser der Stößelführung (Figur 5, Pos. 6) ist und daß die Kraft dieser Druckfeder (28) geringer ist als die Haltekraft der Rastnasen (26b) .

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