DE3603526C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer Basisfläche bewegbare Eingabevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Eingabevorrichtungen werden landläufig auch mit dem Begriff "Maus" bezeichnet. Diese "Maus" ist mit dem Anzeige­ bildschirm eines Rechners gekoppelt, und entsprechend der Be­ wegung der "Maus" wird auf dem Anzeigebildschirm ein Cursor bewegt. Maßgeblich für die Bewegung des Cursors ist die Drehung der Kugel. Wie leicht einsehbar ist, darf die Kugel nicht rut­ schen. Andererseits muß das Gerät auf der Unterlage auch sicher geführt werden können. Wenn die Kugel relativ weit von der Unterseite der "Maus" absteht, ist die Lage des Geräts in­ stabil. Zur Stabilisierung der Lage der "Maus" ist es bereits bekannt (US-Z.: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 27, Nr. 7A Dezember 1984, S. 3783, 3784), auf der Unterseite des Gehäuses einige Gleitstücke anzuformen. Man hat allerdings be­ obachtet, daß diese Gleitstücke durch längeren Gebrauch des Geräts verschleißen und dann ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen.

Es wurde weiterhin vorgeschlagen (EP-OS 01 66 432), in der Unter­ seite der Eingabevorrichtung mehrere durch Spiralfedern gelager­ te Kugeln anzuordnen. Die Kugeln sind zwar verschleißfest, je­ doch ist die Herstellung derartiger Geräte mit hohem Aufwand ver­ bunden. Zudem ist die Handhabung eines solchen Geräts mit stören­ den Laufgeräuschen der Kugeln verbunden, was insbesondere dann sehr störend ist, wenn in einem Raum mehrere Arbeitsplätze vor­ handen sind, von denen jeder mit einer solchen Eingabevorrich­ tung ausgestattet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingabevorrich­ tung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei der das eine oder die Vielzahl von reibungsarmen Elementen auf der Unterseite des Gehäuses allenfalls nur ge­ ringe Gleitgeräusche beim Bewegen der Eingabevorrichtung ver­ ursachen und dennoch nicht schnell verschleißen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag handelt es sich bei dem reibungsarmen Element um ein Flachmaterialstück mit einem Loch, das die Gehäuseöffnung umgibt. Durch die Form des reibungs­ armen Elements ist auch die Form der elastischen Einrichtung aus Schaumkunststoff vorgegeben. Insbesondere sind die Mittel zum Abfedern des Gehäuses und die reibungsarmen Elemente deckungsgleich ausgebildet.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die die Art der Verwendung einer X-Y-Positionseingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert;

Fig. 2 eine Schnittansicht der X-Y-Positionseingabevorrichtung;

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung der Relation zwischen einer Kugel und Abtriebswalzen;

Fig. 4 eine Schnittansicht der Kugel; und

Fig. 5 eine Ansicht eines unteren Gehäuseteils von unten.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine X-Y-Positionseingabevorrichtung des Typs, die eine Rollkugel aufweist und in Fig. 1 im allgemeinen das Bezugs­ zeichen 1 trägt und bei der die vorliegende Erfindung ange­ wendet wird, ist mit einem Computer 2, der mit einer Kathoden­ strahlröhrenanzeige 3, einer Diskettenstation bzw. einem Floppy- Disk-Antrieb 4, usw. ausgestattet ist, verbunden und dient zur Steuerung der Bewegung eines Kursors 5 auf der Kathodenstrahl­ röhrenanzeige 3. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine Eingabevorrichtung mit einer Tastatur, und das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein spezielles Flachstück bzw. eine Basis für die X-Y-Positionseingabevorrichtung 1 mit der Rollkugel.

Fig. 2 zeigt die X-Y-Eingabevorrichtung 1, wobei einige Teile derselben weggebrochen sind. Innerhalb eines Gehäuses, das aus einem oberen Gehäuseteil 8 und einem unteren Gehäuseteil 9 gebildet ist, ist eine Kugel 10 drehbar gehaltert, wobei ein Bereich der Kugel 10 durch eine Öffnung 9 a in dem unteren Gehäuseteil 9 hindurch aus dem Gehäuse herausragt. Obwohl es nicht gezeigt ist, ist das Gehäuse in seinem Inneren mit einem Haltemechanismus sowie mit Einrichtungen zum Detektieren der Rotation der Kugel 10, sowie mit einer gedruckten Schaltungs­ platte usw. ausgestattet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, befindet sich die Kugel 10 in Anlage mit zwei Abtriebswalzen 11 und 12 und in Anlage mit einer Stützwalze 13, so daß sie an drei Punkten gehaltert ist. Die Abtriebswalzen 11 und 12 sind derart angeordnet, daß sich ihre Achsen in der Verlängerung orthogonal schneiden, und außerdem sind die Abtriebswalzen 11 und 12 mit den Rotationsdetektoreinrichtungen gekoppelt, die z. B. in Form von variablen Widerständen 14 und 15 vorgesehen sind. Die Detektoreinrichtungen arbeiten derart, daß bei einer Bewegung des Gehäuses auf der Basis 7 die Kugel 10 eine Roll­ bewegung ausführt und Schiebesegmente der variablen Widerstände 14 und 15 über die Abtriebswalzen 11 und 12 bewegt, wodurch eine Ausgabe der Koordinatwerte der X- und der Y-Richtung erfolgt. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine Drucktaste zum Betätigen eines im Gehäuseinneren vorgesehenen Schalters, das Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Kabel, und das Bezugszeichen 18 bezeichnet eine Hülse bzw. Muffe.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, handelt es sich bei dem Inneren der Kugel 10 um eine Metallkugel 19, wie z. B. um eine Stahlkugel, und die Oberfläche der Metallkugel 19 ist mit einer Klebe­ schicht 20 versehen, und um die Klebeschicht herum ist eine äußere Schicht bzw. ein Mantel 21 aus einem elastischen bzw. nachgiebigen Material, wie z. B. Gummi, herumgeformt und an dieser befestigt. Die Außenfläche der Metallkugel 19 und des Mantels 21 lassen sich durch Polieren in einfacher Weise glätten. Obwohl die Tendenz besteht, daß Staub an der Oberfläche des Gummimantels anhaftet, nachdem der Gummimantel gerade geformt worden ist, läßt sich dies dadurch verhindern, daß man einen geeigneten Schleifstein auswählt und man dem Mantel ein mäßiges Ausmaß an Oberflächenrauhheit verleiht. Durch diesen Schleif- bzw. Poliervorgang läßt sich eine Trenn- bzw. Formlinie, die während des Formgebungsvorgangs entsteht, von dem Mantel 21 entfernen, wodurch eine Rollkugel 10 ohne Vorsprünge gebildet ist.

Wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist, ist in dem vorderen Bereich des Bodens des unteren Gehäuseteils 9 eine ringförmige nutartige Vertiefung 9 b ausgebildet, die sich um die Öffnung 9 a herumerstreckt, und eine rechteckige nutartige Vertiefung 9 c, die einen bestimmten Abstand von der genannten ringförmigen Vertiefung 9 c aufweist, ist in dem hinteren Bereich des Bodens ausgebildet, wobei die Vertiefungen 9 b und 9 c beide in der Außenfläche des Bodens vorgesehen sind. In diese Vertiefungen 9 b und 9 c sind poröse nachgiebige Elemente 22 aus Schwamm oder Schaumkunststoff, mittels eines Klebstoffs eingeklebt. Außerdem ist an der Unterseite eines jeden nachgiebigen Elements 22 ein gleitfähiges Flachmaterialstück 23 angebracht, bei dem es sich um eine Schicht mit sehr guten Gleiteigenschaften handelt, die aus einem Fluor-Kunststoff, wie z. B. Poly­ tetrafluoräthylen (Teflon - Wz) gebildet ist. Das nachgiebige Element 22 und das gleitflähige Flachmaterialstück 23 sind durch geeignete Mittel, wie z. B. durch Verkleben oder Verschweißen unter Wärmeeinwirkung, zu einem einzigen Körper vereinigt, und das gleitfähige Flachmaterial­ stück 23 und das nachgiebige Element 22 sind, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, derart dimensioniert, daß sie von der Außenfläche des Bodens des unteren Gehäuseteils 9 nach unten wegragen.

Wenn die Eingabevorrichtung 1 mit einer Hand gehalten und auf der Basis 7 in einer gewünschten Richtung bewegt wird, führt die Kugel 10 auf der Basis 7 eine Rollbewegung aus, und zwar aufgrund einer Reibungskraft, die durch das Eigengewicht der Kugel 10 geschaffen ist. Die Rotation der Kugel 10 wird separat auf die beiden Abtriebswalzen 11 und 12 übertragen, und der Rotationswinkel einer jeden Abtriebswalze 11 und 12 wird mittels der diesen zugeordneten variablen Widerstände 14 bzw. 15 detektiert. Die ermittelten Signale werden über das Kabel 17 einer Anzeigesteuerung zugeführt, die innerhalb des Computers 2 vorgesehen ist, und durch die Signalverarbeitung wird der Kursor 5 auf der Kathodenstrahlröhrenanzeige 3 in die gewünschte Position bewegt. Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang kommt die Bodenfläche des unteren Gehäuseteils 9 nicht in direkten Kontakt mit der Basis 7, und die über die nachgiebigen Elemente 22 am Boden des unteren Gehäuseteils 9 angebrachten gleitfähigen Flachmaterial­ stücke 23 führen eine Gleitbewegung auf der Basis 7 aus, so daß kein Geräusch erzeugt wird und eine glatte Rollbewegung sowie eine glatte Gleitbewegung erzielt werden. Da die Reibung auf der Basis7 dadurch reduziert ist, daß die gleitfähigen Flach­ materialstücke 23 vorgesehen sind, ist außerdem die zum Handhaben der Eingabevorrichtung erforderliche Kraft reduziert, wodurch sich eine gute Bedienbarkeit der Eingabevorrichtung ergibt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die mit Gummi überzogene Kugel 10 verwendet, und somit gelangt die Eingabe­ vorrichtung 1 nur über das elastische Material der Kugel und der nachgiebigen Elemente mit der Basis 7 in Berührung, wodurch ein sehr hoher Dämpfungseffekt erzielt ist. Außerdem ist das eine gleitfähige Flachmaterialstück 23 derart angeordnet, daß es sich um die Öffnung 9 a herumerstreckt, so daß an der Basis 7 anhaftendes Fremdmaterial, wie Staub, Feuchtigkeit und Öl, daran gehindert werden können, sich auf der Kugel 10 abzulagern, wodurch sich Probleme, die durch das Anhaften von Fremdmaterial entstehen können, vermeiden lassen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die anordnungsgmäßige Beziehung zwischen den nachgiebigen Elementen 22 und den gleitfähigen Flachmaterialstücken 23 der vorliegenden Erfindung nicht auf die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dar­ gelegte Beziehung begrenzt ist. Es besteht lediglich die Bedingung, daß ein reibungsarmes Element, wie z. B. das gleit­ fähige Flachmaterialstück 23, derart mit einer elastischen Einrichtung, wie z. B. dem nachgiebigen Element 22, verbunden ist, daß es als Gleiteinrichtung dient, so daß das Gehäuse auf der Basis 7 gleitend bewegbar ist, während ein von der Basis bzw. dem Flachstück 7 stammendes Geräusch durch die elastische Einrichtung gedämpft wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Gleitwirkung zwischen der Basis und den gleitfähigen Flachmaterialstücken, die über die nachgiebigen Elemente an dem Boden des Gehäuses angebracht sind, sich die erfindungsgemäße Eingabevorrichtung in zufriedenstellender Weise bewegen läßt, kaum Geräusch bei der Bewegung verursacht wird und sich die Eingabe­ vorrichtung unter Aufbringung einer nur geringen Handhabungs­ kraft betätigen läßt, wodurch eine X-Y-Positionseingabe­ vorrichtung mit verbesserter Lebensdauer zu niedrigen Kosten geschaffen ist.

Claims (3)

1. Auf einer Basisfläche bewegbare Eingabevorrichtung, umfassend:
ein Gehäuse (8, 9), das in seinem Boden mit einer Öffnung (9 a) versehen ist;
eine Kugel (10), die in dem Gehäuse (8, 9) drehbar gehalten ist, wobei ein Bereich der Kugel (10) derart durch die Öffnung (9 a) hindurchragt, daß er die Basisfläche (7) berührt und auf dieser eine Rollbewegung ausführt, wenn das Gehäuse (8, 9) auf der Basisfläche (7) bewegt wird;
eine elastische Einrichtung (22), die zum Abfedern des Ge­ häuses (8, 9) an dem Gehäuse (8, 9) angebracht ist; und min­ destens ein reibungsarmes Element (23), das derart an der elastischen Einrichtung (22) angebracht ist, daß es über den Boden des Gehäuses (8, 9) hinausragt und sich reibungsarm auf der Basisfläche (7) zu bewegen vermag,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem reibungsarmen Element um ein gleitfähiges Flachmaterialstück (23) handelt, das ein die Öffnung (9 a) im Boden des Gehäuses (8, 9) umgebendes Loch aufweist, und daß es sich bei der elastischen Einrichtung um ein nachgiebiges Element (22) aus Schwamm oder Schaumkunststoff handelt.

2. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gleitfähige Flachmaterialstück (23) einen Fluor-Kunststoff beinhaltet.

3. Eingabevorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (10) eine Außenschicht (21) aus gummiartigem Material besitzt.