DE3827430C2 - Tastatur - Google Patents
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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.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Tastatur
erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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, insbesondere an einem die Tastatur
in einzelne Tastenfelder teilenden Steg, ein Ausrichtelement,
insbesondere ein an seinem Fußbereich als Ausrichtelement
ausgebildeter Rasthaken 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 vorzugsweise 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 L1
und L2 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 (6)
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,
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,
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 in einem im wesentlichen zentralen Bereich der Leiterplatte angeordneten Öffnungen (17/20) versehen ist.
daß an dem Frontrahmen (6) und dem Bodenteil (10) einander zugeordnete Rastelemente (18/21 und 23/25, 24/26) ausgeformt sind,
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,
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 in einem im wesentlichen zentralen Bereich der Leiterplatte angeordneten Öffnungen (17/20) versehen ist.
2. 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.
daß das Bodenteil (10) wannenartig geformt ist und
daß der Frontrahmen (6) den Rand des Bodenteils mit allseitigem Abstand übergreift.
3. 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.
4. 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.
5. Tastatur nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die am Frontrahmen (6) ausgebildeten Rasthaken (18)
in ihrem Fußbereich als Ausrichtelemente ausgebildet sind.
6. 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.
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