DE4337553A1 - Tastatur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tastatur zur Dateneingabe in den Rechner. Die aus dem Stand der Technik bekannten Tastaturen sind so ausgebildet, daß die einzelnen Tasten auf einer Leiterplatte installiert sind. Alle bekannten Tastaturen haben den Nachteil, daß sie - insbesondere beim tragbaren Rechner - einen erheblichen Platzbedarf haben. Dieses Problem hat man versucht mit möglichst kleinen Tasten in der Tastatur zu beseitigen. Dieses behindert jedoch die Arbeit. Zusätzlich hat man die Anordnung der einzelnen Tasten mit Doppelbelegung verändert, was ständige Umstellung vom nicht tragbaren Rechner benötigt. Außerdem sind Lösungen bekannt, wo man die Tastatur auf mehrere zusammenklappbare oder aufeinanderschiebbare größere Anteile spaltet (US 5044798 - 3. Sept. 1991). Diese Lösungen haben jedoch den Nachteil, daß selbst die Tastatur durch Zusammenfalten ihr Volumen weiterhin beibehält und damit das Volumen tragbarer Rechner vergrößert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, vor allem für tragbare Rechner eine Tastatur zu schaffen, wobei nach Bedienung - durch eine benutzerfreundliche voluminöse Tastatur - diese sich in ihrem Volumen leicht und schnell reduzieren läßt. Bei der Lösung der Aufgabe muß darauf geachtet werden, daß diese Tastatur sich in bekannte Gerätekonfiguration - insbesondere tragbare Rechner (Laptop) sowie mit Stift bedienbare Rechner (Pentop) - integrieren läßt, ohne die Anordnung der Tasten bei Standardtastaturen miteinander oder Größe der Tasten verändern zu müssen oder die Tasten doppelt zu belegen. Diese Tastatur sollte dadurch die Benutzerfreundlichkeit der Standardtastaturen völlig beibehalten, auch was die numerischen Tasten sowie Tasten zur Cursor-Steuerung anbetrifft. Außerdem sollte beachtet werden, daß die zusätzlichen Bauteile dieser Tastatur formtechnisch einfach sind und neben ihre Betriebssicherheit sich einfach montieren läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Tastatur, wobei die einzelnen Tasten in einem aus drei Teilen bestehenden, in sich zusammenschiebbaren Tastaturgehäuse integriert sind, und die einzelnen Tastenköpfe beim Zusammenschieben des Rahmens der Tastatur mit Hilfe eines Hebelmechanismus, welcher durch Annäherung der zusammengeschobenen Tasten in Bewegung gesetzt wird, sich um ihre Träger seitlich 90° drehen und anschließend ineinander schieben lassen. Die Tastatur läßt sich einfach und schnell öffnen und schließen. Diese Tastatur wird in den tragbaren Rechner installiert und kann bei Bedarf schnell mit an einem Stift bedienbaren tragbaren Rechner (Pentop) angeschlossen werden. Die Standardtastaturen sind bei nicht tragbaren Rechnern 47 cm lang. Mit der vorliegenden Erfindung ließ diese Länge sich mit einem Griff mindestens auf ein Drittel ihrer Länge, 16 cm, reduzieren. Das Volumen der Tastatur wird entsprechend verkleinert. Damit wird es auch möglich, daß Benutzer des sogenannten Pentops eine ergänzende Tastatur - welche ihre Benutzerfreundlichkeit gegenüber Standardtastaturen beibehält - in einer Größe ca. 16×15×3 cm bei sich führen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte perspektivische Darstellung der Anordnung und des Aufbaus der Bauteile der einzelnen Tasten der Tastatur,

Fig. 2 einen schematisch vereinfachten Längsschnitt durch eine Taste der Tastatur,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Taste der Tastatur,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch zwei miteinander verbundene Tasten der Tastatur in geöffnetem Zustand,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der ersten Tastenbewegungsphase der Tastatur,

Fig. 6 bis 9 die weiteren Tastenbewegungsphasen der Tasten der Tastatur,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch zwei miteinander verbundene Tasten der Tastatur in geschlossenem Zustand,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine Taste während eines Tastenanschlages,

Fig. 12 eine schematische perspektivische Darstellung der drei Gehäuseteile der Tastatur,

Fig. 13 eine vergrößerte perspektivischen Darstellung vor dem Zusammenschieben des mittleren und eines seitlichen Gehäuseteiles,

Fig. 14 einen Zusammentreffpunkt des mittleren und des rechtsseitigen seitlichen Gehäuseteiles der Tastatur,

Fig. 15 eine vergrößerte perspektivischen Darstellung vor dem Zusammenschieben des mittleren und des anderen seitlichen Gehäuseteiles,

Fig. 16 einen Zusammentreffpunkt des mittleren und des linksseitigen seitlichen Gehäuseteiles der Tastatur,

Fig. 17 einen Längsschnitt durch den Rasthaken in der Gleitschiene des seitlichen Gehäuseteiles der Tastatur,

Fig. 18 einen Längsschnitt durch die beiden Enden der geschlossenen Tastatur,

Fig. 19 einen Längsschnitt durch die Tastatur,

Fig. 20 einen Querschnitt durch einen Teil des mittleren Gehäuseteiles der Tastatur.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Der Tastenkopf (90) weist an seiner Seite einen ca. 3 mm breiten Ausschnitt (91) auf. Dieser Ausschnitt (91) umschließt beim seitlichen Drehen des Tastenkopfes (90) den Träger (20) des Tastenkopfes (90). Der Tastenkopf (90) ist auf dem horizontal liegenden Teil (80) des kreuzförmigen Trägers installiert, dessen beide Enden locker in den Vertiefungen (81, 82) der Innenwand des Tastenkopfes (90) liegen, so daß eine Drehbewegung des Tastenkopfes (90) um diese Achse (80) erlaubt wird. Der Tastensockel (10) vorzugsweise an seinem oberen seitlichen Anteil weist eine kleine Drehachse (30) auf, welche mit dem ersten Arm (40) des Tastenkopfhebelmechanismus ein Gelenk (41) bildet. Der erste Hebelarm ist mit einem weiteren Hebelarm (50) durch ein Gelenk verbunden. Dieses Gelenk entsteht durch Bohrungen am Ende der beiden Hebelarme und Einführung einer Schraube (63). Mit der Schraube (63) wird in dem Gelenk zwischen der beiden Hebelarmen (40, 50) das untere Ende des T-förmigen weiteren Hebelarmes (60) ins Gelenk miteingeschlossen. Der T-förmige Hebelarm (60) liegt mit seinem oberen horizontal stehenden Anteil (70) locker in den miteinander parallel verlaufenden Führungsschienen (71, 72) des Tastenkopfes (90). Da die Führungsschienen (71, 72) parallel verlaufen müssen, wird ein Anteil des Tastenkopfes durch eine Vertiefung (92) in den zusammenhaltenden Seiten parallel ausgebildet. Der zweite Hebelarm (50) wird mit der an seinem anderen Ende befindlichen Bohrung (52) am Tastensockel (10) der Nachbartaste gelenkartig mit Hilfe einer Achse (31) an der anderen Seite des oberen Tastensockelteiles installiert. Der Träger (20) des Tastenkopfes (90) ist an seinem oberen Anteil halbseitig so abgeschnitten (22), daß der Tastenkopf (90) um seine Achse (80) nur in einer Richtung gedreht werden kann und bei horizontaler Stellung der Hebelarme (40, 50) in Endstellung fest auf dem nicht abgeschnittenem oberen Teil (23) des Trägers (20) stabil aufliegt. Um den horizontalen Anteil (80) des Trägers (20), welcher zur Drehung des Tastenkopfes (90) als Achse dient, ist eine Feder (24) angebracht, welche die Drehung des Tastenkopfes (90) erleichtert und damit das Zusammenschieben des Gehäuseteiles der Tastatur erleichtert.

Es wird auf die Fig. 2 Bezug genommen. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die einzelne Taste der Tastatur im Maßstab von 1 : 4. Auf die Darstellung des im Tastensockel (10) befindlichen Schaltmechanismus wird verzichtet, weil Lösungsmöglichkeiten weitgehend bekannt sind. Der Tastenkopf (90) wird beim Schließen der Tastatur, wodurch die einzelnen Tasten näher aneinander rutschen und die zwischen den Tasten liegenden Hebelarme (40, 50) den T-för­ migen Tastenhebel (60) hochheben, um den oberen Anteil (80) des kreuzförmigen Träger (20) linksherum gedreht. Um die Drehbewegung zu ermöglichen, ist der Träger (20) am oberen Teil seiner linken Seite schräg abgeschnitten (22). Die Führungsschiene (71) wird hier gestrichelt dargestellt, da sie nicht in der Ebene der Darstellung liegt. In der Führungsschiene (71) wird der obere Anteil des T-förmigen Hebels (60) locker geführt. Im Gelenk (63) treffen die drei Hebelarme (40, 50, 60) in einer Schraube zusammen, so daß die drei Hebelarme, - weil sie in allen ihren Enden ausschließlich mit Gelenke installiert sind - in der Ebene der Darstellung bewegbar bleiben.

Es wird auf die Fig. 3 Bezug genommen. Diese zeigt einen Querschnitt durch die Mitte einer Taste der Tastatur. Der im Längsschnitt kreuzförmige Träger (20) der Taste - welcher für den Tastenkopf (90) auch als Drehachse dient - wird an seinen beiden Enden des horizontalen Teiles (80) locker in die Vertiefungen (81, 82) des Tastenkopfes (90) gelegt. Dieses erlaubt das seitliche Kippen des Tastenkopfes (90) um seine Achse (80).

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch zwei Nachbartasten bei geöffneter Tastatur. Die zwei in der Tastatur nebeneinander stehenden Tasten werden durch zwei Hebelarme (40, 50), an deren Ende Gelenke (41, 63, 52) liegen, verbunden. Im Gelenk (63), in dem die drei Hebelarme (40, 50, 60) zusammentreffen, wird der dritte Hebelarm (60), so installiert, daß eine Drehbewegung um das Gelenk (63) in der Ebene der Darstellung erlaubt wird. Weitere Tasten der Tastatur werden in gleicher Weise in Längsreihen verbunden, so daß die in der Tastatur liegenden Längsreihen miteinander durch das Tastaturgehäuse verbunden sind.

Fig. 5 zeigt die Position zweier benachbarter Tasten, nachdem der Rahmen des Gehäuseteiles der Tastatur etwas ineinander geschoben wurde, wodurch der Abstand zwischen den benachbarten Tasten kürzer wurde und durch die Hebelarmbewegung der Tasten Kopfhebelmechanismus den Tastenkopf (90) leicht seitlich dreht. In dieser Phase der Bewegung wird durch eine am horizontalen Anteil (80) des kreuzförmigen Trägers installierte Feder (24) die Bewegung des Tastenkopfes unterstützt und dafür gesorgt, daß der Tastenkopf (90) gedreht wird. Dadurch wird verhindert, daß der kreuzförmige Hebel (60) in seine Führungsschiene (71) geschoben wird. Diese Bewegung wird nur in Gang gesetzt, wenn der Tastenkopf (90) seine seitliche Drehung weiter fortgesetzt hat.

Fig. 6 bis Fig. 9 zeigen die einzelnen Zustände zweier benachbarter Tasten während die Gehäuseteile (110, 120, 130) der Tastatur zusammengeschoben werden, wodurch der Abstand zwischen den benachbarten Tasten immer kürzer wird. Dadurch wird ein Hebelarm (40) gegen den Uhrzeigersinn, der andere Hebelarm im Uhrzeigersinn gedreht. Der T-förmige Hebelarm (60) wird dabei gehoben und dreht den Tastenkopf (90) gegen den Uhrzeigersinn. Da - während der Bewegung des Tastenkopfes (90) - der Aufhängepunkt des T-förmigen Hebelarmes (60) im Tastenkopf (90) zu hoch liegen würde, wird der Hebelarm (60) in den im Tastenkopf (90) an den Seiten liegenden Führungsschienen (71, 72) in Richtung des Mittelpunktes der Tastatur geschoben (Fig. 8).

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch zwei benachbarte Tasten im geschlossenen Tastaturgehäuse. In dem Fall liegen die Tastenköpfe (90) um 90° gegen den Uhrzeigersinn verdreht ineinandergeschoben. Dieses wird möglich, da die einzelnen Tasten wie in der Standardtastatur am unteren Anteil breiter sind als am oberen Anteil und der Übergang durch schräg stehende Seiten des Tastenkopfes gleichmäßig ist. In dem Zustand beansprucht eine Taste in ihrer Breite ca. ein Drittel des sonst benötigten Platzes.

Es wird auf die Fig. 11 Bezug genommen. Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Taste, während auf den Tastenkopf (90) mit einem Finger in Pfeilrichtung ein Tastenschlag ausgeübt wird. Dabei wird der Träger (20) des Tastenkopfes (90) federnd im Tastensockel (10) geführt, wobei der Tastensockel (10) auch als Führungshülse dient. Während der Bewegung des Tastenkopfes (90) wird der T-förmige Hebel (60) in der Führungsschiene (71) in die Mitte des Tastenkopfes (90) geschoben. Nach Loslassen des Tastenkopfes (90) schiebt die Feder (11) den Träger (20) des Tastenkopfes und den Tastenkopf (90) wieder zurück, wobei der T-förmige Hebel (60) in die Führungsschiene (71) zurückgeschoben wird.

Es wird auf die Fig. 12 Bezug genommen, welche perspektivisch die drei Gehäuseteile (110, 120, 130) des Gehäuses der Tastatur zeigt. Die beiden seitlichen Teile (110, 130) weisen einen Bodenteil (112, 132) mit an drei Seiten umfassenden Rahmen auf. Die vierte Seite in Richtung mittlerer Tastaturgehäuseteil ist frei, während der Rahmen (113, 133) der beiden seitlichen Gehäuseteile mit dem Bodenteil (112, 132) lotrecht fest verbunden ist.

Die Längsseiten (111, 114, 131, 134) des seitlichen Gehäuseteils (110, 130) sind mit dem lotrecht liegenden Rahmenteil (113, 133) verbunden und weisen Richtung Bodenteil (112, 132) einen Spalt (117, 137) auf. Dieser Spalt am linksseitigen Gehäuseteil (117) ist breiter als der Spalt des rechtsseitigen Gehäuseteils (137). Die zum Teil freistehenden Rahmenteile (111, 114, 131, 134) dienen als Gleitschiene. Im Rahmen des mittleren Gehäuseteiles befinden sich die parallel verlaufenden Führungshülsen (125).

Fig. 13 und Fig. 14 zeigen wie die Gleitschiene (131) des rechtsseitigen Gehäuseteiles (130) in den Rahmen (121) des mittleren Gehäuseteiles (120) geschoben wird. Der Gleitschiene (131) wird in die Führungshülse (125) geschoben. Die zu dieser Führungshülse (125) parallel verlaufende andere Führungshülse (126) ist für die Gleitschiene des gegenüberliegenden Tastaturgehäuseteils (110) gemacht. Beim Öffnen der Tastatur werden die seitlichen Gehäuseteile (110, 130) vom Rahmen des mittleren Gehäuseteiles (120) gezogen, wobei die Gleitschienen (135) in ihrer Endstellung mit einem Rasthaken (135) im Ausschnitt (136) im Rahmen des mittleren Gehäuseteiles (121) ein- und ausrastbar sind.

Fig. 15 und Fig. 16 zeigen, wie die Gleitschienen (111) des linksseitigen Gehäuseteiles (110) in den Rahmen (121) des mittleren Gehäuseteiles (120) geschoben werden. Die Führungshülse (125) der Gleitschiene (111) verläuft parallel zu der Führungshülse (126) der Gleitschiene des rechtsseitigen Gehäuseteiles. Diese Gleitschiene (111) ist ebenfalls in ihrer Endstellung mit einem Rasthaken (115) im Ausschnitt (116) des Rahmens des mittleren Gehäuseteiles (120) ein- und ausrastbar. Die Bodenteile (112) dieses Gehäuseteiles liegen unter der Höhe der Bodenteile (132) des gegenüberliegenden Gehäuseteiles. Damit wird gewährleistet, daß beim Zusammenschieben der Gehäuseteile (110, 120, 130) der Tastatur die Bodenteile übereinander gleiten können.

Fig. 17 zeigt einen Längsschnitt durch die Gleitschiene (111) des seitlichen Gehäuseteiles (110), dort wo der Rasthaken (115) in der Gleitschiene (111) installiert ist. Der Rasthaken (115) liegt in einem im Hohlraum der Gleitschiene eingesetzten flexiblen Materials (117) und damit ist er leicht in Pfeilrichtung eindrückbar. Falls der Rasthaken unter dem am Rahmen des mittleren Gehäuseteiles befindlichen Ausschnitt (116) kommt, rastet er automatisch ein, weil das flexible Material (117) ihn durch den Ausschnitt (136) drängt.

Fig. 18 zeigt einen Längsschnitt beider Enden der Tastatur, wenn die Tastatur geschlossen ist. Die Tastensockel (10) stehen im Rahmen der Tastatur dicht nebeneinander, wobei die Tastenköpfe (90) seitlich um 90° nach links gedreht sind. Die Bodenteile (112, 122, 132) der drei Tastaturteile liegen aufeinandergeschoben und bilden gemeinsam den Bodenteil der geschlossenen Tastatur. Die erste links stehende Taste ist mit dem Rahmen (113) der Tastatur durch ein Verbindungsstück (45) fest verbunden. Rechtsseitig ist die letzte Taste mit dem Rahmen der Tastatur (133) durch einem mit Gelenk bewegbaren Hebelarm (137) verbunden. Die Tastatur kann in Pfeilrichtung auseinandergezogen werden.

Fig. 19 zeigt einen Längsschnitt durch die Tastatur in seinem geöffneten, zur Bedienung bereiten Zustand. Dabei liegen die Bodenteile (112, 122, 132) der Tastatur in unterschiedlicher Höhe und damit wird ermöglicht, daß die Tastaturgehäuseteile (110, 130) in Pfeilrichtung ineinander geschoben werden können. Der eingerastete Rahmen (113, 133) der Tastatur spannt die in Reihen stehenden Tasten durch den Hebelmechanismus fest aus. Die Tastenköpfe (90) liegen in der in der Standardtastatur üblichen Arbeitsstellung. Zur reibungslosen Führung der Tasten beim Zusammenschieben der Tastatur ist der Bodenrand (127, 128) des mittleren Gehäuseteils in Richtung der Nachbargehäuseteile leicht abgeknickt und schräg abgeschnitten.

Fig. 20 zeigt einen Querschnitt durch eine im mittleren Gehäuseteil liegende Taste und Gehäuseteil. Zum Erreichen einer seitlichen Stabilität der schiebbaren Taste ist am Bodenteil (122) des mittleren Gehäuseteils (120) eine Gleitschiene (128) angebracht, die die am Tastensockel (10) angebrachte Gleitschiene (129) begleitet.

Claims (12)

1. Tastatur zur Dateneingabe in den Rechner, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen ansonsten frei stehenden Tasten mit einer zweiarmigen durch Gelenke nacheinander geschalteten Hebelvorrichtung (40, 50) miteinander in Längsreihe verbunden, in einem dreiteiligen - durch Gleitschienen zusammengeschobenen - Tastaturgehäuse (110, 120, 130) installiert sind, wobei von dem einzelnen Tastenkopf (90) - welcher an seinen kreuzförmigen Träger (20) mit Hilfe einer Drehachse (80) installiert ist - ein T-förmiger weiterer Hebelarm (60) - der im Tastenkopf in zwei miteinander parallel stehenden Führungsschienen (71, 81) läuft - zu dem zwischen den Tasten liegenden Zusammentreffpunkt beider Hebelarme (40, 50) führt und dort mit den zwischen den Tasten liegenden zwei Hebelarmen (40, 50) ein Gelenk bildet.

2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenköpfe in dem gegenüberliegenden zwei Seiten jeweils eine Vertiefung (81, 82) für eine Drehachse (80) sowie zwei parallel gegenüberliegende Führungsschienen (71, 72) für den T-förmigen Hebelarm (60) aufweisen.

3. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) des Tastenkopfes - welcher federnd in dem Tastensockel (10) geführt wird - T-förmig gestaltet ist.

4. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenköpfe (90) an einer Seite einen ca. 3 mm breiten Spalt (91) aufweisen.

5. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (20) der Tastenköpfe oben schräg halbseitig abgeschnitten (22) sind.

6. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastensockel (10) möglichst dünn ausgebildet sind und seitlich oder oben an beiden Seiten jeweils ein Achse (30) für die zwischen den Tasten liegenden Hebelarme (40, 50) aufweisen und die Hebelarme (40, 50) hier mit der Achse (30) ein Gelenk bilden.

7. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastaturgehäuse aus einem mittleren (120) sowie zwei seitlichen Teilen (110, 130) aufgebaut ist, wobei die Gleitschienen (111, 114, 134, 131) der seitlichen Teile im Rahmen des mittleren Gehäuseteils (121, 124) in beiden Seiten jeweils zwei parallel verlaufende Hülsen (125, 126) liegen.

8. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenteile der Gehäuseteile (112, 122, 132) in unterschiedlicher Höhe liegen.

9. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschienen (111, 114, 131, 134) der seitlichen Gehäuseteile jeweils einen Rasthaken (115, 135) aufweisen.

10. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den einzelnen Tasten liegenden Hebelarme (40, 50) halbzylinderförmig ausgebildet sind, deren Durchmesser die Hälfte das Durchmessen des Tastenkopfträgers (20) nicht überschreitet.

11. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß um den horizontalen Teil des kreuzförmigen Trägers (20) des Tastenkopfes eine Spiralfeder (24) installiert ist.

12. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Bodenteil (122) des mittleren Gehäuseteiles (120) parallel verlaufende Gleitschienen (128) angebracht sind, wo die einzelnen Tasten mit ihrer an der Seite des Tastensockels liegenden Führungsschiene (129) geführt werden.