DE4304807A1 - Einrichtung zur Druckpunktsimulierung an Tastenhebeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Druck­ punktsimulierung an Tastenhebeln nach Hauptpatent P 42 21 739.4.

Im Hauptpatent ist eine Einrichtung zur Druckpunkt­ simulierung an Tastenhebeln, insbesondere an Ta­ stenhebeln für klavierartige Tastaturen beschrie­ ben, wobei sowohl an den Tasten als auch am Gestell der Tastatur jeweils Permanentmagnete angeordnet sind. Die Magnete sind so angeordnet, daß sie sich beim Betätigen der Tasten mit geringem Abstand an­ einander vorbei bewegen. Die Magnete sind dabei so gepolt, daß beim Vorbeibewegen abstoßende Kräfte auftreten. Der Druckpunkt kann mechanisch durch Ausrichten der Magnete auf die gewünschte Kraftwir­ kung und den gewünschten Ort eingestellt werden.

Diese abstoßenden Kräfte treten sowohl beim Nieder­ drücken der Taste als auch beim Lösen der Taste auf. Für die Nachbildung einer klaviertypischen Druckpunktsimulation in Tastaturen ohne Mechanik ist es jedoch wünschenswert, daß der Druckpunkt, der die Hammerauslösung beim Klavier markiert, nur beim Niederdrücken der Taste spürbar ist, während bei der Rückbewegung der Taste der Druckpunkt nicht wirksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ richtung zur Druckpunktsimulierung an Tastenhebeln der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die beim Niederdrücken der Taste tastbar wird und bei der Rückbewegung der Taste vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens einer der Magnete beweglich so gela­ gert ist, daß mindestens einer der Magnete beweg­ lich so gelagert ist, daß der Magnet bei der Rück­ bewegung der Taste der abstoßenden Magnetkraft aus­ weichen kann und daß an der Lagerstelle des gela­ gerten Magneten Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Lagerung einer der Ma­ gnete wird erreicht, daß während des Niederdrückens der Taste der bewegliche Magnet das abstoßende Kraftfeld, das durch beide Magnete gebildet wird, überwinden muß. Nach Überschreitung des kritischen Punktes kippt er in eine entfernte Position um, so daß ein größerer Luftspalt entsteht, der die Ma­ gnetwirkung praktisch ausschaltet. Bei der Rück­ wärtsbewegung des Tastenhebels verbleibt der Magnet zunächst in der entfernten Position und wird auch in dieser am Festmagnet vorbei zurück geführt. Erst am Ende oder kurz vor Erreichen des Endes der Rück­ bewegung der Taste geht der bewegliche Magnet durch die wiederum gleichpolige Gegenüberstellung der Ma­ gnete in seine Ausgangsstellung zurück. Besonders vorteilhaft ist dabei, außer dem erzielten Effekt, daß durch ein schnelles Wegkippen des beweglichen Magneten bei Überwinden des kritischen Punktes, nämlich dem der größten Spannung, ein wesentlich markanterer Druckpunkt simuliert wird und ein scheinbar stärkerer Druckpunkt tastbar ist. Das er­ laubt bei gleicher Wirkung den Einsatz schwächerer oder kleinerer Magnete.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfin­ dungsgemäßen Anordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in 5 Phasen der Bewegung.

Fig. 2 die Anordnung der Magnete bei axialer Lagerung eines Magneten.

Fig. 3 eine Ausführungsform mit einer Magnet­ spule.

Fig. 4 eine Ausführungsform mit einem Elektro­ magnet.

Fig. 5 eine Ausführungsform mit stabförmigem Elektromagnet.

Fig. 6 eine Ausführungsform mit hufeisenförmi­ gem Elektromagnet.

Fig. 7 ein Schaltungsbeispiel für die Einstel­ lung der Stärke des Druckpunktes.

Fig. 8 ein Schaltungsbeispiel für die Anwen­ dung einer Spule mit Eisenkern.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind an der Taste 1 und am Gestell 2 Permanentma­ gnete M1 und M2 angeordnet. Die Polung der Magnete ist jeweils durch Kennzeichnung der Nord- und Süd­ pole N und S angegeben. Im hier dargestellten Fall ist der an der Taste 1 angeordnete Permanentmagnet M1 beweglich. Die Bewegung wird ermöglicht durch die Lagerung des Magneten M1 in einem Drehgelenk G. Die Schwenkbewegung des Magneten M1 wird dabei be­ grenzt nach oben durch den oberen elastischen An­ schlag 7 und nach unten durch den elastischen An­ schlag 6, der mit Hilfe eines Bügels 4 und einer Schraube 5 an der Taste 1 befestigt ist. Der obere Anschlag 7 ist an einem Befestigungsteil 3 ange­ bracht. Im Ausgangszustand a) liegt der Magnet M1 infolge der abstoßenden Kraftwirkung der beiden Ma­ gnete M1 und M2 am Anschlag 7 an. Die Stellung des Magneten M1 gegenüber der Taste 1 bleibt erhalten bis der in der Stellung b) dargestellte Zustand er­ reicht wird. In dieser Stellung nähern sich die beiden Magnete M1 und M2 auf einen minimalen Luft­ spalt L1, bei dem die größte Abstoßungskraft er­ reicht wird. In dieser Position ist der Druckpunkt spürbar. Bereits eine geringfügige Weiterbewegung der Taste 1 in die untere Richtung bewirkt das in c) dargestellte beschleunigte Abkippen des Magneten M1 bis zur Anlage an den unteren Anschlag 6. Dieser Zustand wird bis zum Erreichen der unteren Stellung der Taste 1 beibehalten. Bei der in den Darstellun­ gen d) und e) gezeigten Aufwärtsbewegung der Taste 1 bleibt die abgekippte Stellung des Magneten M1 zunächst erhalten, so daß - wie in der Stellung d) gezeigt - beim Vorbeibewegen der Magnete ein größe­ rer Luftspalt L2 wirksam ist. Die abstoßenden Kräfte der Magnete sind demzufolge in der Taste 1 nicht spürbar. Erst nachdem - wie in Darstellung e) gezeigt - die Taste 1 mit den Magneten M1 sich oberhalb des Magneten M2 befindet, kommt die absto­ ßende Wirkung der Magnete in der Weise zum Aus­ druck, daß der Magnet M1 nach oben gekippt wird. Damit wird erreicht, daß die Ausgangsstellung wie­ der gegeben ist und der Vorgang von neuem ausge­ führt werden kann. Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die elastische La­ gerung der Anschläge 6 und 7, die einerseits eine schonende Behandlung der empfindlichen Magnete ge­ währleisten und andererseits störende Geräusche vermeiden.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der An­ ordnung von Permanentmagneten dargestellt. In die­ sem Fall ist der an der Taste 1 angeordnete Magnet M1 fest mit der Taste 1 verbunden und der am Ge­ stell 2 angebrachte Magnet M2 axial gelagert ange­ ordnet. Der bewegliche Magnet M2 ist auf einer Wippe angeordnet, die so ausgebildet ist, daß eine Anschlagsebene zwei unterschiedliche Anschlagposi­ tionen ermöglicht. Mit dieser Anordnung läßt sich die gleiche Wirkungsweise wie oben beschrieben er­ zielen.

Neben der Anordnung von Permanentmagneten ist auch der Einsatz von Elektromagneten möglich. Da bei vielen Tastaturen elektrische Schaltkontakte vor­ handen sind, ist die Ansteuerung elektromagneti­ scher Elemente mit geringem Aufwand leicht zu re­ alisieren.

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, bei der die ge­ wünschte Magnetkraft durch eine Luftspule erzeugt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der an der Taste 1 befindliche Magnet M1 in einen hufei­ senförmigen Elektromagneten M2 eintaucht. In diesem Fall wird ebenfalls der zu simulierende Druckpunkt in der Stellung erreicht, in der die Magnete den geringsten Abstand zueinander haben. Wird dieser Zustand überschritten, wird durch einen elektri­ schen Kontakt der Elektromagnet ausgeschaltet oder in der Kraftwirkung vermindert, so daß bei der Rückbewegung der Taste 1 die Druckpunktsimulation nicht mehr spürbar ist.

Weiterhin ist es möglich, den Elektromagnet in Form eines Stabmagneten, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, auszubilden.

Eine weitere Ausgestaltungsform für einen Elektro­ magneten zeigt Fig. 6 bei dem ein hufeisenförmiger Elektromagnet eingesetzt wird, an dem der bewegli­ che Magnet vorbeigeführt wird.

Fig. 7 zeigt eine elektrische Schaltung zur Steue­ rung der Magnetwirkung. Der Schalter S, der in Reihe mit der Spannungsquelle U_B angeordnet ist, ist beim Niederdrücken der Taste geschlossen und beim Lösen der Taste geöffnet, so daß bei der Rück­ bewegung der Taste der Stromkreis unterbrochen und die Magnetwirkung der Spule RL aufgehoben ist. Mit R1 ist die Druckpunktstärke einstellbar.

Bei Verwendung einer Spule mit Eisenkern als Elek­ tromagnet wird, wie in Fig. 8 dargestellt, dem Schalter S vorteilhaft ein Widerstand R2 parallel geschaltet, der so eingestellt ist, daß keine Anziehung des Permanentmagneten an den Eisenkreis erfolgen kann und der Elektromagnet in seiner Kraft so reduziert ist, daß er nicht abstoßend wirkt.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Druckpunktsimulierung an Tasten­ hebeln nach Hauptpatent P 42 21 739.4, insbesondere an Tastenhebeln für klavierartige Tastaturen, bei denen Tasten gegenüber einem Gestell beweglich an­ geordnet sind, wobei an den Tasten und am Gestell der Tastatur jeweils Magnete so angeordnet und ge­ polt sind, daß sie sich beim Betätigen der Tasten in geringem Abstand aneinander vorbei bewegen und daß beim Vorbeibewegen abstoßende Kräfte auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Magnete (M1, M2) beweglich so gelagert ist, daß der Magnet bei der Rückbewegung der Taste der abstoßen­ den Magnetkraft ausweichen kann und daß an der La­ gerstelle des gelagerten Magneten (M2) Anschläge (6, 7) zur Begrenzung der Schwenkbewegung angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschläge (6, 7) geräuschdämpfend ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gelagerte Magnet (M2) in ei­ nem Zapfenlager gelagert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gelagerte Magnet (M2) in ei­ nem elastischen Drehgelenk (G) gelagert ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnete (M1, M2) so gelagert sind, daß die sich in entgegengesetzter Richtung bewegen können.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gelagerte Magnet (M2) auf einer Wippe angeordnet ist und daß in ei­ ner Anschlagsebene zwei unterschiedliche Anschlag­ positionen vorgesehen sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Ma­ gnetfelder von einer stromdurchflossenen elektri­ schen Spule erzeugt wird, wobei die Spule so ge­ schaltet ist, daß sich gegenüber dem relativ zu ihr bewegten Permanentmagnet (M1) ein abstoßendes Ma­ gnetfeld gibt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Niederdrücken der Taste (1) das abstoßende Magnetfeld eingeschaltet ist und beim Lösen der Taste (1) die Spule RL ausgeschaltet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich in der Spule RL ein Eisen­ kern befindet.