DE3827430C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit einer Tasten tra­ genden Leiterplatte und einem aus einem Frontrahmen und einem Bodenteil bestehenden Gehäuse.

Von Tastaturen, insbesondere solchen, die als autonome Ag­ gregate sozusagen eine Hilfskomponente von Datenverarbeitungs­ anlagen darstellen, wird erwartet, daß sie zweifelsfrei funk­ tionieren, jederzeit ausgetauscht werden können bzw. sich in eine vorhandene Gerätekonfiguration integrieren lassen und preisgünstig sind.

Solche Bedingungen zwingen zur Standardisierung der Tasta­ turen mit dem Ziel, hohe Stückzahlen zu erreichen und mit mög­ lichst wenig Arbeitsgängen und formtechnisch einfachen Bauteilen die Voraussetzungen für Großserienfertigung und maschinelle Montage zu schaffen.

Verringern der Bauteileanzahl, Verbilligen in Fertigung und Montage und Fertigungstoleranzen, die eine Großserienfertigung gestatten, beeinträchtigen jedoch in der Regel die Stabilität und somit auch die Funktionssicherheit, insbesondere wenn es sich um maßlich relativ große und spritzgußtechnisch herge­ stellte Teile handelt.

Den Bemühungen um wirtschaftliche Fertigung steht gegen­ über, daß für den Einsatz solcher Tastaturen im klimakonstanten und verschmutzungsarmen Büromilieu, im Schalterbereich von Ban­ ken u. dergl. eine hohe Qualität auch hinsichtlich der äußeren Erscheinung gefordert werden muß und für den Einsatz im Ferti­ gungsbereich, in Tankstellen, in Lagerräumen, auf Baustellen, wo Umwelteinflüsse überwiegen, die Funktionen der Tastaturen für unter Umständen extreme Einsatzbedingungen ausgelegt sein müssen bzw. durch solche Umwelteinflüsse nicht gestört werden dürfen.

Im Handel befindliche Tastaturen entsprechen im allgemeinen den ästhetischen und funktionalen Qualitätsansprüchen des Büromilieus. Bei rauheren Einsatz- und Betriebsbedingungen weisen diese Tastaturen vielfach Mängel infolge temperaturab­ hängiger Dehnungen auf.

Diese sind, wie dies beispielsweise die EP 00 87 369 A1 zeigt, im wesentlichen bedingt durch die klas­ sische Bauweise der Tastaturen mit mehreren, stockwerkartig mit­ einander verschraubten Bauteilen. Insofern kann die Konstruktion der bekannten Tastaturen auch nicht den Anforderungen einer Großserienfertigung mit letzten Endes maschineller Montage ge­ recht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, die Konstruktion von Tastaturen derart zu optimieren, daß sie einerseits den Anforderungen hinsichtlich einer wirtschaftlichen Fertigung und andererseits den unterschiedlichen Einsatzbedin­ gungen der Tastaturen gerecht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß an dem Frontrahmen und dem Bodenteil einander zugeordnete Rastelemente ausgeformt sind und daß Frontrahmen und Bodenteil derart ausgebildet sind, daß durch Zusammenfügen von Frontrahmen und Bodenteil und Ineingriffgehen der Rastelemente die zwischenliegende Leiter­ platte im wesentlichen spielfrei gehalten ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Der Vorteil der gefundenen Lösung, der auch für alphanume­ rische Tastaturen mit erheblichen Abmessungen gegeben ist, ist darin zu sehen, daß die erfindungsgemäße Tastatur lediglich aus einem Frontrahmen, einem Bodenteil und einer vormontierten Bau­ gruppe, nämlich einer unmittelbar mit Tasten bestückten Leiter­ platte, besteht und daß diese Bauteile ausschließlich durch Rastverbindungen miteinander verbunden sind. Dabei wird die Leiterplatte zwischen Frontrahmen und Bodenteil, wenn diese mit­ einander verrastet sind, sozusagen "schwimmend" gehalten, d.h. das aus Frontrahmen und Bodenteil gebildete Gehäuse kann sich gegenüber der Leiterplatte z. B. temperaturabhängig dehnen, ohne daß in der Leiterplatte aufgrund solcher Dehnung Spannungen entstehen. Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion sind außerdem Toleranzadditionen senkrecht zur Tastenebene reduziert, und die in der Tastenebene liegenden Fertigungs­ toleranzen, die bei den spritzgußtechnisch hergestellten Gehäusebauteilen relativ grob gestaltet werden müssen, sind bezüglich der Montage der Tastatur weitgehend unwirksam.

Dieser Effekt wird dadurch erzielt, daß an einer zentralen Stelle des Frontrahmens, beispielsweise an einem die Tastatur in einzelne Tastenfelder teilenden Steg, ein Ausrichtelement angeformt ist, welches mit einer Öffnung in der Leiterplatte zusammenwirkt und, indem für diese Verbindung relativ enge Toleranzen vorgesehen sind, eine relativ genaue Fixierung der beiden Bauteile wenigstens in Richtung des Größtmaßes der Tastatur liefert. Wenigstens ein weiteres, am Frontrahmen ausgebildetes Ausrichtelement und eine diesem zugeordnete weitere Öffnung in der Leiterplatte sind vorgesehen, um sozusagen eine Verdrehsicherung zwischen Frontrahmen und Leiterplatte bzw. eine Fixierung in einer zweiten Dimension zu bilden, wobei die weitere Öffnung, um Dehnungen gegenüber der zentralen Fixierung zu ermöglichen, als Langloch ausgebildet ist.

Mit der zentralen Fixierung und den vorgesehenen Frei­ heitsgraden wird eine Halbierung der Dehnungsbeträge der Gehäusebauteile erzielt. Toleranz- bzw. temperaturbedingte Veränderungen der Spaltbreiten zwischen den Teilungsstegen des Frontrahmens und den Tastenkopfreihen sind infolge dieser Maßnahme optisch weniger wirksam oder überhaupt nicht bemerkbar. Andererseits vermeidet die Dehnungsfähigkeit der Gehäusebauteile gegeneinander und gegenüber der Leiterplatte bzw. die Anpaßfähigkeit an sich innerhalb der gegeben groben Toleranzen ändernden Abmessungen Funktionsstörungen.

Vorteilhaft ist ferner, daß ein Ausrichten von Frontrahmen und Bodenteil sozusagen nur auf einer Linie, und zwar entlang der größten Ausdehnung der Tastatur erfolgt, wodurch insbesondere die Eingriffssicherheit der Rastelemente, die auf dieser Linie wirksam sind, gewährleistet ist. Die Ausbildung von Ausricht­ elementen und Rastelementen derart, daß beiden ein und dieselbe Öffnung in der Leiterplatte zugeordnet werden kann, ist ein weiterer Vorzug der Erfindung. Ansonsten ist der Frontrahmen derart gestaltet, daß er mit allseitigem Abstand den Rand des wannenartig ausgebildeten Bodenteils übergreift. In gleicher Weise ist auch jeder Rastverbindung ausreichend seitlicher Freiraum zugeordnet. Es sei ferner noch erwähnt, daß Front­ rahmen und Bodenteil als relativ einfache Teile gestaltet sind, so daß der Formaufwand gering ist.

Damit sind die Voraussetzungen für eine besonders unkomplizierte und bevorzugt maschinelle Montage gegeben, bei der der Frontrahmen mittels einer geeigneten Aufnahme gehalten wird, die mit den Tasten versehene Leiterplatte zugeführt, auf den Frontrahmen aufgelegt und mit den Ausrichtelementen in Eingriff gebracht wird und nachfolgend das Bodenteil mit dem Frontrahmen verrastet wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß gestalteten Tastatur darstellen, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Tastatur,

Fig. 2 eine perspektivisch gestaffelte Darstellung von Untersichten der entsprechend der Montagefolge zusammenzufü­ genden Bauteile der Tastatur,

Fig. 3 ein Schnittbild der Tastatur,

Fig. 4 einen Teilschnitt der Tastatur im Bereich einer Rastverbindung,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung der an einem Steg des Frontrahmens der Tastatur ausgebildeten Ausricht- und Rastelemente.

Die perspektivische Gesamtansicht Fig. 1 zeigt eine alphanumerische Tastatur 1 mit einem Buchstaben-, einem Ziffern-, einem Funktions- und einem sog. Cursor-Tastenfeld 2, 3, 4 und 5. An einem Frontrahmen 6 sind Stege 7, 8 und 9 angeformt, die die einzelnen Tastenfelder 2, 3, 4 und 5 voneinander abgrenzen. Mit 10 ist ein zusammen mit dem Front­ rahmen 6 das Gehäuse der Tastatur 1 bildendes Bodenteil be­ zeichnet.

Die Fig. 2 zeigt in einer perspektivisch gestaffelten Anordnung die Rück- bzw. Untersichten der die Tastatur 1 bil­ denden Bauteile, nämlich den Frontrahmen 6, das wannenförmig geformte Bodenteil 10 und eine die Tasten, von denen in Fig. 1 eine mit 11 bezeichnet ist, tragende Leiterplatte 12. Der Voll­ ständigkeit halber sei erwähnt, daß auf der Leiterplatte 12 beidseitig sich kreuzende, nicht näher bezeichnete Leiterbahnen aufgebracht sind, die an den Kreuzungsstellen zusammen mit je­ weils einer Bohrung in der Leiterplatte Induktionsspulen bilden. D. h. bei dem gewählten Ausführungsbeispiel erfolgt die Signal­ gabe induktiv.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die einzelnen, nicht näher bezeichneten Schenkel des Frontrahmens 6 sowie die Stege 7, 8 und 9 nicht zuletzt aus spritzgußtechnischen Gründen U-förmig profiliert, so daß eine umlaufende äußere Wand 13 und innere Wandpartien, von denen eine mit 14 bezeichnet ist, gebildet sind. Die inneren Wandpartien 14 der Stege 7, 8 und 9 und der Schenkel des Frontrahmens 6 bilden die Auflage für die Leiterplatte 12, wobei vorzugsweise die Stirnflächen der Wandpartien 14 nicht in ein und derselben Ebene liegend ausgebildet sind und somit eine punkt- bzw. abschnittsweise Auflage der Leiterplatte 12 erzielt wird.

In einem im wesentlichen zentralen Bereich des Front­ rahmens 6 sind an dem Steg 7 Zungen 15 und 16 ausgebildet, die Ausrichtelemente darstellen. Diese greifen beim Auflegen der Leiterplatte 12 durch eine in der Leiterplatte 12 befindliche Öffnung 17 hindurch und bewirken bezüglich der größeren Dimen­ sion der Tastatur 1 ein genaues, gegenseitiges Positionieren von Leiterplatte 12 und Frontrahmen 6. Ein ebenfalls am Steg 7 angeformter Rasthaken 18 bildet zusammen mit einer quer zum Steg 7 ausgebildeten Rippe 19 ein weiteres Ausrichtelement, welches zusammen mit einem in der Leiterplatte 12 vorgesehenen Langloch 20 ein genaues Fixieren von Frontrahmen 6 und Leiterplatte 12 ausschließlich in der kürzeren Dimension der Tastatur 1 bewirkt. Da die Öffnung 17 ebenfalls als Langloch, und zwar in Richtung der kurzen Dimension ausgebildet ist, sind vorzugsweise symmetrisch zur Öffnung 17 den Ausricht- und Rast­ elementen 18, 19 und dem Langloch 20 entsprechende weitere Ausricht- und Rastelemente und ein Langloch vorgesehen. Die Ausbildung der Ausricht- und Rastelemente geht im einzelnen besser aus Fig. 5 hervor. Die Rippe 19 verbindet, wie Fig. 5 zeigt, die Wände 14 des Steges 7 und dient somit zusätzlich als Stabilisierung. Die strichpunktiert eingezeichneten Linien L 1 und L 2 symbolisieren die Lage der Unterkante der Langlöcher 17 und 20 in der Leiterplatte 12, wenn diese dem betreffenden Frontrahmen zugeordnet ist.

Im Bodenteil 10 sind Taschen 21 ausgeformt, in die die Rasthaken 18 eingreifen. Die Öffnung 22 ist den Zungen 15 und 16 zugeordnet, so daß, da die Ausrichtelemente 18, 19 derart ausgebildet sind, daß sie auch in die Taschen 21 eingreifen, eine gegenseitige Positionierung des Bodenteils 10 und des Frontrahmens 6 auf einer durch den Steg 7 vorgegebenen Linie erfolgt. Mit 23 und 24 sind zwei von drei an dem Bodenteil 10 angeformte Rasthaken bezeichnet, die beim Zusammenfügen des Ge­ häuses mit Öffnungen 25 und 26 in den Wandpartien 14 des Frontrahmens 6 in Eingriff gehen. Dabei ist für sämtliche Rastverbindungen in Längsrichtung der Tastatur 1 seitlich ausreichend Freiraum vorgesehen. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß im Bodenteil 10 der Neigungsverstellung der Tastatur 1 dienende Stützen 27, denen jeweils eine Griffmulde 28 zugeordnet ist, schwenkbar gelagert sind. Ferner ist im Bodenteil 10 eine Ausbuchtung 29 ausgeformt, über die der Tastatur 1, falls erforderlich, Zusatzaggregate zugeordnet werden können.

Aus dem Schnittbild Fig. 3 ist ersichtlich, daß im Bodenteil 10 Rippen 30 ausgebildet sind, auf denen, wenn die Gehäusebauteile 6, 10 miteinander verrastet sind, die Lei­ terplatte 12 aufliegt und daß die Leiterplatte 12 lediglich zwischen den Wandpartien 14 des Frontrahmens 6 und den Rippen 30 festgehalten wird bzw. gelagert ist. Ferner zeigt Fig. 3, daß der Frontrahmen 6 das wannenförmig ausgebildete Bodenteil 10 mit allseitigem Abstand umgreift. Die Tasten 11 sind unmittelbar auf der Leiterplatte 12 befestigt, d. h. der jeweilige Tastensockel 31 ist mit der Leiterplatte 12 bei­ spielsweise verrastet, und der Tastenkopf 32 ist in an sich bekannter Weise mittels einer geeigneten Säulenführung gefedert auf dem Tastensockel gelagert. Das Schnittbild Fig. 4 macht nochmals die integrierte Bauweise der am Steg 7 ausgebildeten, der Öffnung 20 in der Leiterplatte 12 und der Tasche 21 im Bodenteil 10 zugeordneten Ausricht- und Rastelemente 18, 19 deutlich.

Claims (7)

1. Tastatur mit einer Tasten tragenden Leiterplatte und einem aus einem Frontrahmen und einem Bodenteil bestehenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Frontrahmen (6) und dem Bodenteil (10) einander zugeordnete Rastelemente (18/21 und 23/25, 24/26) ausgeformt sind und
daß Frontrahmen (6) und Bodenteil (10) derart ausgebildet sind, daß durch Zusammenfügen von Frontrahmen (6) und Bodenteil (10) und Ineingriffgehen der Rastelemente (18/21 und 23/25, 24/26) die zwischenliegende Leiterplatte (12) im wesentlichen spielfrei gehaltert ist.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Frontrahmen (6) Ausrichtelemente (15/16, 18/19) ausgebildet sind und
daß die Leiterplatte (12) mit den Ausrichtelementen (15/16, 18/19) zugeordneten Öffnungen (17/20) versehen ist.

3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bodenteil (10) wannenartig geformt ist und
daß der Frontrahmen (6) den Rand des Bodenteils mit allseitigem Abstand übergreift.

4. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem der die Tastatur (1) in Tastenfelder (2, 3, 4, 5) teilenden Stege (7, 8, 9) des Frontrahmens (6) Rasthaken (18) angeformt sind.

5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Bodenteil (10) Rasthaken (23, 24) ausgebildet sind derart, daß sie entgegengesetzt den am Frontrahmen (6) ausgebildeten Rasthaken (18) wirksam sind.

6. Tastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Frontrahmen (6) ausgebildeten Rasthaken (18) in ihrem Fußbereich als Ausrichtelemente ausgebildet sind.

7. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (12) zwischen im Bodenteil (10) ausgebildeten Rippen (30) und tiefgezogenen Wandpartien (14) des Frontrahmens (6) gehaltert ist.