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Induktive Eingabetastatur Die Erfindung betrifft eine Eingabetastatur
für hilfskraftangetriebene Schreib-, BIlchungs- und ähnliche Maschinen, bei welcher
unabhängig von der der Eingabetaste manuelle erteilten Geschwindigkeit auf induktive
Art in denen der Codierulag eines jeden Zeichens betreffenden übereinander liegenden
Spulen, der einer jeden Lingabetaste zugehörigen Spulensätze, Signale induziert
werden und somit eine direktc Codierung des Zeichens am Ausgang vorhanden ist.
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Bei einer bekannten Einrichtung solcher Art wird ein Impuls durch
schnelle Änderung eines elektrischen oder magnetischen Feldes erzeugt. Die schnelle
Änderung des magnetischen Feldes wird durch eine Schnappfeder erreicht, die zu einem
festlegbaren Zeitpunkt einer Auslösebewegung eine feldändernde Bewegung hoher Geschwindigkeit
erzeugt.
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Bei dieser Einrichtung wird die durch Nagnetfeldänderung erzeugte
Spannung entweder durch Eintauchen eines Dauer-oder Elektromagneten in eine feststehende
Spule oder durch entsprechende Bewegung einer Spule über einen feststehenden Magneten.
Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß die induzierte Signalspannung immer von der
der Eingabetaste erteilten Geschwindigkeit bzw. von der durch die i-iilfseinrichtung,
z.B. Schnappfeder, erzeugten Geschwindigkeit abhängig ist.
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Bei einer weiteren bekannten Anordnung ist das Tastenwerk so ausgebildet,
daß die den einzelnen Tasten zugeordneten Funktionen nur dann ausgelöst werden,
wenn die botreffende Taste beabsichtigt angeschlagen wurde; so daß ein versehentliches
Auslösen
von Funktionen durch unbeabsichtigtes Berühren einzelner Tasten vermieden wird.
Das Tasternirefl ist so ausgebildet, daß zwischen der zur Auslösung der Maschinenfunktion
dienenden Taste und dem ihm.
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zugeordneten Tastenhebel eine Tauchspulenmagnetanordnung mit angeschlossener
elektrischer Torschaltung und Verstärkerschaltung und einem den Tastenhebel betätigenden
Elektromagneten angeordnet ist. Bei dieser Eingabevorrichtung ist in einem Falle
die Geschwindigkeit bei der Tastenbetätigung maßgebend und im anderen Falle der
der Taste erteilte Beschleunigungswert; der als Kriterium für die Auslösung- der
Funktionen ausgewertet wird. Diese Einrichtung hat auch den zuvor beschriebenen
Nachteil, daß die Funktionsauslösung nur bei Erreichen eines bestimmten Geschwindi£keits-
oder Beschleunigungswertes erfolgt.
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Weiterhin sind Eingabevorrichtungen bekannt, bei welchen durch Erfüllen
der Resonanzbedingung eines- Schwingkreises oder eines Oszillators (llF-Kontakt)
Signale zur Ausführung von Funktionen erzeugt werden. Da der HF-Kontakt mit einer
relativ hohen Frequenz arbeitet und somit eine gewisse Abstrahlung zur Folge hat,
treten bei einer direkten Codierung durch die hohe Anzahl von HF-Rontakten gegenseitige
Beeinflussungen auf, die nur durch eindeutige gegenseitige Abschirmungen eines jeden
HF-Kontaktes vermieden werden können0 Diese Vorrichtung hat zudem den Nachteil,
daß ein großer Aufwand an Bauelementen erforderlich ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die
die zuvorgenannten Nachteile vermeidet und ermöglicht, unabhängig von der den Eingabetasten
erteilten Geschwindigkeiten bzw. den Eintauchgeschwindigkeiten der magnetisch leitfähigen
Stäbe Signale zu induzieren, die eine direkte Codierung eines Zeichens am Ausgang
der
Tastatur darstellen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß eine der Spulenebenen mit in Reihe geschalteten und von einem Generator mit
periodisch wechselndem Ausgangssignal angesteuerten Einspeisungsspulen versehen
ist, welche bei Tastenbetätigung über magnetisch leitfäIiige Stäbe mit den der Codierung
der Zeichen entsprechenden übereinander liegenden Spulen angekoppelt werden, daß
zur Feststellung des zur Ausgabe eines codierten Zeichens erforderlichen llindesthubes
eine erste Kontrollspulenebene und zur Feststellung einer gleichzeitigen Betätigung
mehrerer Eingabetasten eine als elektrische Verriegelung wirkende zweite Kontrollspulencbene
angeordnet ist.
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Durch die induzierten Signale in der ersten Kontrollspulenebene wird
ein erstes Flip-Flop gesetzt, von welchem aus über ein Schaltglied kurzer Zeitkonstante
die an zweiten Flip-Flops anstehende Codierung ausgegeben wird. Die durch Betätigung
zweier oder mehrerer Tasten in der zweiten Kontrollspulenebene induzierten Signale
werden invertiert den zweiten Flip-Flops vorgeschalteten Gattern zugeführt, die
somit eine weitere Ausgabe eines Zeichens verhindern.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist durch die Anordnung der
Einspeisungsspulenebene unterhalb der Codierspulen der Tastenhub beliebig einstellbar.
Zweckmäßig sind die Spulen einer jeden Ebene zur Herabsetzung der Störsignale paarweise
gegeneinander geschaltet und als gedruckte Spulen ausgeführt.
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Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine prinzipielle Anordnung der einzelnen Spulenebenen,
Fig0 2 eine Schnittdarstellung einer einzelnen Taste mit den zusammengeklebten Spulenebenen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 4 den zu Fig.
3 zugehörigen Impulsplan bei Betätigung einer Taste und Fig. 5 den zu Fig. 3 zugehörigen
Impulsplan bei Betätigung zweier Tasten nacheinander.
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Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß entsprechend dem verwendeten Code eine
Anzahl von Codierspulenebenen SEI -SE5-übereinander angeordnet sind. Jeder der Codierspulenebenen
SEI - SE5 ist eine bestimmte Wertigkeit (1w, 2w, 4w, 8w, 16w) zugeordnet. Unterhalb
der Codierspulenebene SE5 sind eine Einspeisungsplatte SES, deren Spulen alle in
Reihe geschaltet sind und zwei Kontrollspulenebenen KSEI und KSE2 angeordnet. Jede
Spulenebene besteht aus einer Printplatte 9, auf der für jedes alpha-numerische
Zeichen eine Spule 8 aufgedruckt ist. Durch die Mittenbohrungen der aufgedruckten
Spulen 8 aller Printplatten 9 sind die Ferritstifte 5 durchgeführt, die die magnetische
Kopplung der jeweils übereinander liegenden Spulen 8 bewirken.
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Von den aufgedruckten Spulen 8 der einzelnen Codierspulenebenen SE
sind nur die miteinander verbundenen, die bei Betätigung einer Zeichentaste ein
logisches "Ltt
erzeugen, die nicht angeschlossenen Spulen 8 stellen
eine logische 110?? dar. Somit hat jede der Spulenebenen SEI - SE5 zwei Ausgangsleitungen,
über die die induzierten Spannungen weitergeleitet werden. Die miteinander verbundenen
Spulen 8 der Cotiierspiileebenen SEI - SE5 sind jeweils in Serie und in ihrem Wiclcelsinn
jedoch paarweise gegeneinander geschaltet, damit eine maximale Störsignalunterdrückung
erreicht wird.
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In Fig. 2 ist eine einzelne Taste 7 mit darunter liegendem Printplattenpaket
6 im Schnitt dargestellt. Der Tastenknopf 7 ist auf einem Kunststoffkopf 4 befestigt,
der wiederum mittels einer ihn umgebenden Feder 3 gegen eine Abdeckplatte 1 gedrückt
tind somit in Ausgangsstellung gehalten wird0 Unterhalb des sich in der Führung
2 befindenden Kunststoffkopfes 4 ist der Ferrit-Rohrkern 5 angeordnet, der in die
Mittenbohrung eines übereinander liegenden Spulensatzes des Printpaketes 6 einragt.
Aus Fig0 2 ist zu erkennen, daß alle Spulenebenen, Codierspulenebene SE, Einspeisespulenebenc
SES und Kontrollspulenebenen KSE zu einem festen Plattenpaket 6 zusammengeklebt
sind. In der Ausgangsstellung der Taste 7 ist der Ferrit-Rohrkern 5 nur in den Codierspulen
eingeschoben. Da die Einspeisespulenebene SES direkt unterhalb der Codierspulen
8 liegt, ist bereits ein geringer Tastenhub ausreichend, um mittels des Ferrit-Rohrkernes
5 eine magnetische Kopplung der Codierspulen 8 mit den Einspeisungsspulen 10, die
von einem Generator 01 (Fig. 3) mit periodisch wechselndem Ausgang signal angesteuert
werden, zu erreichen.
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Durch das Prinzip der magnetischen Einkopplung ist das in den Codierspulen
8 erzeugte Ausgangssignal unabhängig von der der Taste 7 erteilten Geschwindigkeit.
Der gewünschte Tastenhub ist beliebig einstellbar, da die Einspeiseplatte SES unterhalb
der CodierspVlen 8 liegt. Das
gesamte Plattenpaket 6 wird aus Gründen
der Verwendung in einen großen Temperaturbereich in seiner Mitte befestigt, damit
die auftretenden Längenausdehnungen halbiert werden. Die geringe Dicke des Printplattenpaketes
6 bringt zugleich den Vorteil mit sich, daß kurze Ferrit-Rohrkerne 5 verwendet werden
können, die einen höheren Wirkungsgrad aufweisen.
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Weiterhin ist aus Fig. 2 u erkennen, daß durch die An-Anordnung der
Kontrollspulenebenen KSE 1 und KSE 2 unterhalb der Einspeisungsspulen 10 der Ferritstab
5 erst in diese eingetaucht sein muß, damit ein durch die Tastenbetätigung codiertes
Zeichen ausgegeben werden kann. Es wird somit mit Hilfe der Kontrollspulen 11 eine
elektrische Aussage darüber gemacht, ob sich die jeweils in Funktionsstellung befindende
Taste 7 den erforderlichen Mindesthub ausgeführt hat. Mit einer weiteren Kontrollspulenebene
KSE2 wird eine elektrische Aussage darüber gemacht, ob eine gleichzeitige Betätigung
zweier Tasten 7 vorliegt.
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In Fig. 3 ist das Blockschaltbild gezeigt, das eine der zur Ausführung
der zuvorgenannten Aufgaben entsprechende Verschaltung aufweist. Alle Spulenebenen
SE1 - SE7, SES, KSE1, KSE2 sind durch jeweils eine Spule- 8, 10, 11, zarge stellt,
denen jeweils ein Operationsverstärker Vi - V4 mit jeweils in Reihe liegenuem. Integrierglied
Ii, 12,- I3 nachgeschaltet ist. An die Int-egrierglieder I1 der Codierspulen 8 ist
jeweils ein Gatter G1 angeschlossen.
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Den Einspeisespulen 10 ist für die Stromeinspeisung bzw die Magnetisierung
der Ferritstäbe 5 ein Generator ol mit nachfolgendem Verstärker V2 vorgeschaltet.
Der Generator O1 ist als einfacher RC-Generator ausgeführt, da- die erforderliche
Frequenz kein Kriterium bildet. Bei Tasten betätigung werden in den dem Code entsprechenden
Spulen 8 Spannungen induziert (Fig. 4, SE1 - SE7), die zur Übersteuerung
der
nachgeschalteten Verstärker V 1 ausreichend sind. Am Ausgang der Verstärker V 1
entstehen nahezu rechteckförmige Spannungen, die sich nach Durchlaufen der Integrierglieder
I1 in positive Spannungen umwandeln. Hat die nach einer e-Funktion ansteigende Ausgangs
spannung der Integrierglieder Ii die Ansprechspannung der Gatter Gl erreicht, so
geben.diese am Ausgang ein versteilertes negatives Ausgangssignal ab. Diese negativen
Signale, die nur in den dem Code entsprechenden Gattern G1 vorhanden sind, werden
nun gleichzeitig auf ein den Spulenebenen SEI - SE7 gemeinsames Gatter G4 und den
einer jeden Codierspulenebene SEI - SE7 zugehörigen Gattern G2 zugeführt, deren
Ausgänge mit den Eingängen der Gatter G3 verbunden sind. Da die den Gattern G3 nachgeschalteten,
zur Ausgabe der codierten Zeichen erforderlichen Flip-Flops FFi nur mit einer logischen
"O" setzbar sind, müssen die Gatter G3 an ihren Eingängen mit einem logischen "L"
beschaltet sein. Das zweite erforderliche "L" für die Gatter G3 wird von den Kontrollspulen
11 geliefert.
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fst eine Zeichentaste 7 voll eingedrückt, so werden auch in den Kontrollspulen
11 Spannungen induziert. Die induzierte Spannung in den Spulen 11 der Spulenebene
KSE2 wird bei Betätigung einer Taste 7 nicht ausgegeben, da der Schwellwertschalter
S2 auf einen höheren Ansprechwert eingestellt ist. Dagegen wird die in den Spulen
11 der Kontrollspulenebene KSEI induzierte Spannung über den Verstärker V3 und ein
Integrierglied I2 einem Schwellwertschalter S1 mit niedrigerem Ansprechwert zugeführt.
Von diesem aus wird das positive induzierte Signal über einen invertierenden Miller-Integrator
I4 dem Setzeingang des Flip-Flop FF1 zugeführt.
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Aus dem Impulsplan (Fig. 4) ist zu erkennen, daß bei einem bestimmten
Wert der negativ ansteigenden Ausgangsspannung des Miller-Integrators 14 das Flip-Flop
FF1 gesetzt wird;
an FF1 Q2 entsteht negatives Ausgangssignal Durch
das negative Ausgangssignal von FF1 entsteht in dem Differentiierglied D1 ein kurzzeitiger
negativer Spannungsimpuls, der über das Gatter G6 invertiert; den Gattern G3 ausgeführt
wird. Diejenigen Gatter G3, die über die Spulenebenen SE1 - SE7 mit logisch "L"
beschaltet sind, geben an ihrem Ausgang einen dem Differenziierglied D1 entsprechenden
negativen Spannungsimpuls ab, mit welchem die entsprechenden Flip-Flops FF2 gesetzt
werden, um somit an ihren Ausgängen das codierte Zeichen auszugeben Geht die zuvor
betätigte Taste 7 in ihre Ausgangsstellung zurück, so fällt die positive Ausgangsspannung
auf "O" zurück. Durch das schnelle Zurückgehen der Ausgangsspannung auf 0, wird
in dem Differentiierglied D2 ein negativer kurzzeitiger Impuls (Fig.4, D2/FF2R/FF1R)
erzeugt, der alle Flip-Flops FF1 und FF2 zurücksetzt.
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Werden zwei Tasten 7 exakt gleichzeitig betätigt, so wird in den gleichsinnig
in Serie geschalteten Kontrollspulen 11 der hontrollspulenebene ESE2 ein Signal
der doppelten Amplitude induziert, das ausreichend ist, um den Ansprechwert des
Schwellwertschalters S2 zu erreichen. Das positive Ausgangssignal des Schwellwertschalters
S2 wird invertiert von Gatter G5 den Gattern G3 zugeführt, die nun verhindern, daß
die Flip-Flops FF2 gesetzt werden können.
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Da das gleichzeitig in den Kontrollspulen 11 von KSEl induzierte Signal
über den Miller-Integrator I4 verzögert den Gattern G3 zugeführt wird, das Signale
der Kontrollspulenebene KSE2 er unverzögert ist, ist das Signal von KSE2 maßgebend;
die Flip-Flops FF2 können somit nicht gesetzt werden.
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Bei Betätigung zweier Tasten 7 kurzzeitig nacheinander wird nur der
Wert der zuerst betätigten Taste 7 von den
Flip-Flops FF2 übernommen
(Fig. 5). Dies folgt daraus, da die Flip-Flops nur dann gesetzt werden können, wenn
ein Impuls des Differentiiergliedes D1 zu den Gattern G3 gelangt. Das Differentiierglied
D1 kann aber nur dann einen Impuls abgeben, wenn das Flip-Flop FF1 gesetzt wird.
Da die Spulen 11 der Kontrollspulenebenen KSEI paarweise gegeneinander geschaltet
sind, heben sich bei Betätigung zweier Tasten 7 nacheinander die Nutzsignale auf,
d.h., die Eingangsspanrnrng des Flip-Flops FFi geht auf 0 zurück. Geht die zweite
Taste 7 bei noch betätigter erster Taste in die Ausgangsstellung zurück, so liegt
am Setzeingang des Flip-Flops FF1 wieder positive Spannung.
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D.h., das Differentiierglied D1 gibt nun wieder einen Impuls an die
Gatter G3 ab, die wiederum den Setzeingang der Flip-Flops FF2 belegen. Das codierte
Zeichen der zuerst betätigten Taste 7 steht nun zum zweiten Male an den Flip-Flops
FF2 an. Geht die erste Taste 7 nun in die Ausgangsstellung zurück, so werden mittels
des Differentiiergliedes D2 alle Flip-Flops FF1 und FF2 zurückgesetzt; sie sind
somit wieder frei zur Ausgabe eines neuen Zeichens.
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Dem Obengenannten zufolge kann demnach erst dann ein neues Zeichen
übernommen werden, wenn vor Betätigung der Taste 7 alle Flip-Flops FF2 zurückgesetzt
worden sind.