DE29918203U1 - Befehlseingabevorrichtung - Google Patents

Description

P 11721 BEFEHLSEINGABEVORRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befehlseingabevorrichtung, insbesondere eine kostengünstige Befehlseingabevorrichtung mit einer flexiblen Schicht, die eine geringere Härte aufweist als eine Welle, und einer Kr-af taufnahmeschicht zur Bereitstellung unterschiedlicher Signale.

Um die Funktionsfähigkeit von Programmen zu vereinfachen, die in Wortprozessoren oder im Internet und dergleichen eingesetzt werden, befindet sich eine Befehlseingabevorrichtung mit dritter Achse (Z-Achse) weit verbreitet im Einsatz, und zwar angewendet auf eine Maus bzw. einen Notebook-Computer.

Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die Befehlseingabevorrichtung eine Grundplatte mit mehreren vorbestimmten beweglichen bzw. positionsvariablen Schwenklagerlöchern, einer Welle, die in den Schwenklagerlöchern eingreifend angebracht ist, wobei ein freies Ende mit einem Befehlsausgabeschalter zusammengebaut und verbunden ist, einen Drehkörper, der koaxial zu der Welle verläuft, wobei das andere Ende der Welle fest mit einem Preßkontaktteil verbunden ist, und mit einem Befehlsgabeschalter, der im Aktionsbereich des Preßkontaktteils angeordnet ist. Der Drehkörper wird angetrieben, um den Befehlsausgabeschalter zu veranlassen, ein Ausgabesignal bereitzustellen, oder er wird gedrückt, um die Welle dazu zu veranlassen, sich abwärts zu bewegen, wodurch das Preßkontaktteil veranlaßt wird, den Befehlsausgabeschalter zur Erzeugung eines Ausgangssignals auszulösen, wobei es in

seinen ursprünglichen Zustand rückgestellt wird bzw. rückprallt, und zwar durch eine Rückstellkraft eines Elastomers, das unterhalb des drehbaren Körpers angeordnet ist.

Die Nachteile des vorstehend erläuterten Mechanismus sind die folgenden:

1. Die Konstruktion der Befehlseingabevorrichtung ist mit einer zu großen Anzahl von Bauteilen kompliziert und teuer, schwierig montierbar und zu groß, insbesondere als Bestandteil einer Maus, was eine unbequeme Betätigbarkeit und eine Ermüdung der Hand zur Folge hat.

2. Der Befehlseingabeschalter besteht aus Photo- bzw. Lichtgitterteilen und damit zusammenwirkenden Fühlschaltern zum Auslesen von Ausgabesignalen, weshalb dann, wenn der Drehkörper gedrückt wird, damit die Photogitterteile synchron verschoben werden, die Gefahr besteht, dass der Befehlseingabeschalter und der Befehlsgabeschalter gleichzeitig ein Signal übertragen, wodurch das Lesen der Befehle gestört wird. Dies trifft insbesondere im Langzeiteinsatz zu, wenn zwischen den positionsvariablen Schwenklagerlöchern und der Welle eine Verschiebung bzw. Versetzung auftritt, was zu fehlerhaften Signalen führt.

Um die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden, ist eine in Fig. 5 gezeigte Befehlseingabevorrichtung entwickelt worden, die darauf abzielt, fehlerhafte Auslesungen zu vermeiden, indem der Drehkörper und der Befehlsausgabeschalter an derselben Welle auf der Grundplatte stationär angeordnet werden, indem ein

Preßkontaktteil von einer Seite der Grundplatte in einer Position entsprechend dem Befehlsausgabeschalter sich erstreckend angeordnet wird, und indem ein Satz von Federn unter der Grundplatte angeordnet wird. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, führt diese revidierte Konstruktion zu einer weiteren Verkomplizierung der Grundplatte, die außerdem ein größeres Gewicht und eine größere Bauform hat. Um die Höhe der Welle zu berücksichtigen, muß außerdem der Befehlsausgabeschalter zusätzlich mit einer Schaltkarte verdrahtet werden, wodurch die Anordnung der Bauteile komplizierter wird.

Angesichts dieses Standes der Technik besteht eine primäre Aufgabe der Erfindung darin, eine Befehlsausgabevorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau kostengünstig herstellbar und zuverlässig bedienbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach schafft die vorliegende Erfindung mit anderen Worten eine Befehlseingabevorrichtung mit einer weicheren flexiblen Schicht und einer koaxialen Kraftaufnahmeschicht, angeordnet auf einer gemeinsamen Welle, wobei dann, wenn die Kraftaufnahmeschicht auf ihrem oberen Ende gedrückt wird, die flexible Schicht ihrerseits einen Befehlsgabeschalter über die Trageschicht preßt, um ein unterschiedliches Ausgabesignal zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Grundplatte mit einem Satz von Schwenklagerverbindungsabschnitten bzw.

Schwenkgelenkabschnitten, ausgebildet mit zwei entsprechenden Schwenklagerlöchern zum Hindurchtritt des freien Endes einer Welle, montiert an und verbunden mit einem Befehlsausgabeschalter. Eine flexible Schicht ist auf einer Oberfläche der Welle angebracht und mit dieser verbunden und eine koaxiale Kraftaufnahmeschicht ist überlappend auf der flexiblen Schicht vorgesehen, und ein Befehlsgabeschalter ist auf der Grundplatte in einer geeigneten Position innerhalb eines erreichbaren Wirkungsbereichs der Kraftaufnahmeschicht angeordnet. Durch Anwenden dieses vereinfachten Aufbaus läßt sich eine Maus oder ein Notebook-Computer bzw. dessen Befehlseingabeelement mit verringertem Gewicht, Dicke und verringerter Größe bei relativ niedrigeren Kosten als bislang verwirklichen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1, IA, IB, IC und ID teilweise geschnittene Ansichten der

Grundbestandteile der erfindungsgemäßen

Befehlseingabevorrichtung,

Fig. 2, 2A und 2B teilweise geschnittene Ansichten der Grundbestandteile der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3, 3A und 3B teilweise geschnittene Ansichten der Grundbestandteile der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4, 4A und 4B teilweise geschnittene Ansichten der Grundbestandteile der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer herkömmlichen Befehlseingabevorrichtung, und

• *

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines weiteren Aufbaus einer herkömmlichen Befehlseingabevorrichtung.

Wie in Fig. 1, IB und ID gezeigt, umfaßt die erfindungsgemäße Befehlseingabevorrichtung eine Grundplatte 1 mit einer drehbar angebrachten Welle 13, eine flexible Schicht 2, die auf der Welle 3 angebracht und mit dieser verbunden ist, und eine Kraftaufnahmeschicht 6, die auf der flexiblen Schicht 2 angebracht und mit dieser verbunden ist.

Ein Paar von Schwenkgelenkverbindungsabschnitten 11, 12 mit einem Schwenklagerloch 111, 121, jeweils gebildet in entsprechenden bzw. übereinstimmenden Positionen ist auf der Grundplatte 1 angeordnet. Die Schwenklagerlöcher 111, 121 sind mit der Welle 13 verbunden, indem diese in die Löcher eingreift, welche Welle mit einem Befehlsausgabeschalter 7 versehen ist, der am freien Ende der Welle 13 angebracht ist. Ein Befehlsgabeschalter 8 und ein benachbartes elastisches Zusatzelement 9 sind im Aktionsbereich der Kraftaufnahmeschicht 6 und zwischen den beiden Schwenklagerverbindungsabschnitten 11, 12 angeordnet. Bei der Grundplatte handelt es sich um eine gedruckte oder geklebte Schaltkarte mit Schaltungsmuster und der Befehlsausgabeschalter 7 kann vom mechanischen oder photoelektrischen Typ sein. Diese Erfindung betrifft beispielsweise einen Befehlsausgabeschalter 7 vom photoelektrischen Typ mit einer Lichtgitterdrehscheibe bzw. einer perforierten Drehscheibe 71 und einem Erfassungsmodul 72 zum Ermitteln des durch die Drehscheibe hindurchtretenden Lichts. Der Befehlsgabeschalter 8 umfaßt einen Verbindungssockel 81, der auf der Grundplatte 1 fest angebracht ist und einen darauf angeordneten elektrisch

leitenden Punkt bzw. einen punktförmigen Kontakt 82 aufweist; alternativ kann der Verbindungssockel 81 über ein Kabel mit einer (nicht gezeigten) weiteren Schaltkarte verbunden sein.

Die Welle 13 und die Kraftaufnahmeschicht 6 können aus Metall oder einem härteren Kunststoff- oder Gummimaterial hergestellt ist, abhängig von vorgegebenen Produkteigenschaften zum Positionieren der Welle 13, der flexiblen Schicht 2 und der Kraftaufnahmeschicht 6.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer schwammartigen flexiblen Schicht 2 ist in Fig. IA und IC gezeigt. Die flexible Schicht 2 und die Kraftaufnahmeschicht 6 sind übereinander auf der Welle 13 angeordnet. Damit die flexible Schicht 2 problemlos gequetscht bzw. niedergedrückt werden kann, kann diese beim Zusammenbau geringfügig zusammengedrückt werden. Um ein Herunterfallen zu vermeiden, können ein Verbindungsabschnitt 131 und eine Nut 132 in der Welle 13, der flexiblen Schicht 2 und der Kraftaufnahmeschicht 6 gebildet sein, was einem exakten Positionieren zugute kommt. Außerdem ist die Welle 13 in den Schwenklagerlöchern Hl, 121 der

Schwenklagerverbindungsabschnitte 11, 12, die Löcher durchsetzend, angeordnet und mit der lichtdurchlässigen bzw. perforierten Drehscheibe 71 des Befehlsausgabeschalters 7 verbunden. Die Randfläche der Kraftaufnahmeschicht 6 ist so angeordnet bzw. dazu ausgelegt, sich der elastischen Zusatzschicht 9 zu nähern bzw. nahe zu dieser zu liegen zu kommen, und einen vorbestimmten Abstand bzw. Freiraum zu dem elektrisch leitenden Punkt 82 des Befehlsgabeschalters 8 beizubehalten, um das Positionieren der Befehlseingabevorrichtung zu vervollständigen.

Wenn ein Nutzer die Tragschicht 6 dreht, wird die flexible Schicht 2 angetrieben, um die perforierte Drehscheibe 71 des Befehlsausgabeschalters 7 am anderen Ende der Welle 13 in Drehung zu versetzen, um das Erfassungsmodul 72 in die Lage zu versetzen, eine Abfolge von verschiedenen funktioneilen Ausgabesignalen aufgrund abwechselnden Durchlassens und Sperrens von Licht mittels der Drehscheibe zu bewirken. Während auf die Kraftaufnahmeschicht 6 Kraft angewendet wird, wird, wie aus der Figur hervorgeht, weil die Härte der flexiblen Schicht 2 niedriger bzw. geringer als diejenige der Welle 13 und der Kraftaufnahmeschicht 6 ist, der obere Teil 21 der flexiblen Schicht 2 zusammengedrückt, wodurch der Abstand zwischen der Kraftaufnahmeschicht 6 und der Welle 13 verringert wird, während der untere Teil 22 ein Rückstellkraft an die Kraftaufnahmeschicht 6 zusätzlich zu der externen Preßbzw. Druckkraft ausübt, wodurch die Kraftaufnahmeschicht 6 ihrerseits den elektrisch leitenden Punkt 32 drückt bzw. beaufschlagt, damit der Befehlsausgabeschalter 8 ein Ausgabesignal erzeugt. Da die Welle 13 in den Schwenklagerlöchern 111, 121 bewegungsfrei positioniert ist, wird eine Fehlfunktion des Befehlsausgabeschalters 7 unter Auslösung eines fehlerhaften Ausgabesignals in jedem Fall vermieden. Wenn der Nutzer die Preßkraft aufhebt, prallt die Kraftaufnahmeschicht 6 in ihren ursprünglichen Zustand aufgrund der Rückstellkraft des elastischen Zusatzelements 9 und der flexiblen Schicht 2 zurück bzw. wird in diesen ursprünglichen Zustand rückgestellt.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer flexiblen Schicht 3, die aus einem relativ weicheren Kunststoff- oder Gummimaterial besteht, ist in Fig.

2, 2A und 2B gezeigt. Die flexible Schicht 3 umfaßt ein elastisches Segment 33, in welchem diese Schicht unter Festlegung von Faltstellen 31, 32 wellenförmig gefaltet ist. Dieses Segment wird geringfügig zusammengedrückt bzw. vorbelastet in dem Raum zwischen der Kraftaufnahmeschicht 6 und der Welle 13 angeordnet. Die Betätigung dieser Ausführungsform der Befehlseingabevorrichtung ist dieselbe wie vorstehend erläutert.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befehlseingabevorrichtung verwendet eine flexible Schicht 4, hergestellt aus einem relativ weicheren Kunststoff- bzw. Gummimaterial, wie in Fig. 3, 3A und 3B gezeigt. Die flexible Schicht 4 umfaßt einen oberen Teil und einen unteren Teil, und jeder dieser Teile umfaßt außerdem einen Bestandteil 41, der mit der Kraftaufnahmeschicht 6 verbunden ist und einen weiteren Bestandteil 42, der mit der Welle 13 verbunden ist, und ein schlankes bzw. schmales Mittelstück 43 mit seitlicher Eintiefung 431, 432 an beiden Seiten (eine obere Eintiefung 431 und eine untere Eintiefung 432), und der Bestandteil 41, 42 wird zum Quetschen seines Mittelteils 43 bei der Montage geringfügig zusammengedrückt. Wenn auf das obere Ende der Kraftaufnahmeschicht 6 eine Kraft ausgeübt wird, wird die Eintiefung 431 des Mittelteils 43 zusammengedrückt, während die Eintiefung 432 aufgeweitet wird, wodurch die Kraftaufnahmeschicht 6 zusammengedrückt und der Befehlsgabeschalter 8 ausgelöst wird, um ein Ausgabesignal zu erzeugen.

Wie in Fig. 4, 4A und 4B gezeigt, besteht bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befehlseingabevorrichtung eine flexible Schicht 5 aus einem Elastomer, wie

etwa einer Feder, oder einem elastischen Streifen. Ein Ende der flexiblen Schicht 6 dieser vierten Ausführungsform ist in die Welle 13 eingesetzt, während das andere Ende in eine Feder gewickelt ist. Wenn auf das obere Ende der Kraftaufnahmeschicht 6 eine Kraft ausgeübt wird, wird die relativ oben liegende Schicht 51 zusammengedrückt und die relativ unten liegende Schicht 52 wird elastisch rückgestellt, um sich in Abwärtsrichtung zu erweitern und die Kraftaufnahmeschicht 6 zu pressen, so dass der Befehlsgabeschalter 8 ein Ausgabesignal erzeugt.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter

Ausführungsformen erläutert wurde, ist sie zahlreichen

Abwandlungen und Modifikationen im Umfang der anliegenden Ansprüche zugänglich.

Claims (6)

1. Befehlseingabevorrichtung, aufweisend:
Eine Grundplatte (1) mit einem Paar von Schwenklagerverbindungsabschnitten (11, 12), die an geeigneten Positionen der Grundplatte angeordnet und mit zwei entsprechenden Schwenklagerlöchern (111, 121) versehen sind, wobei die Welle (13) ein freies Ende aufweist, mit welchem ein Befehlsausgabeschalter (7) verbunden ist, wobei die Welle die Schwenklagerlöcher (111, 121) durchsetzt,
eine flexible Schicht (2), die mit dem Außenumfang der Welle (13) verbunden ist,
eine Kraftaufnahmeschicht (6), die aus einem Material hergestellt ist, das härter ist als dasjenige der flexiblen Schicht (2) und die mit dem Außenumfang der flexiblen Schicht (2) verbunden ist, und
einen Befehlsgabeschalter (8), der in einer Position im Wirkungsbereich der Kraftaufnahmeschicht (6) angeordnet ist,
wobei dann, wenn die Kraftaufnahmeschicht (6) gepreßt bzw. gedrückt wird, die flexible Schicht (2) zur Betätigung des Befehlsausgabeschalters (7) an einem Ende der Welle (13) veranlaßt wird, um ein Ausgabesignal zu erzeugen, und wobei deshalb, weil die flexible Schicht (2) weicher als die Welle (13) und die Kraftaufnahmeschicht (6) ist, die flexible Schicht (2) gequetscht wird, um die Kraftaufnahmeschicht (6) dazu zu veranlassen bzw. zu verschieben, den Befehlsgabeschalter (8) zur Erzeugung eines Ausgabesignals niederzudrücken.

2. Befehlseingabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) aus Metall oder härterem Kunststoff- bzw. Gummimaterial hergestellt ist.

3. Befehlseingabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftaufnahmeschicht (6) aus Metall oder einem härteren Kunststoff- bzw. Gummimaterial hergestellt ist.

4. Befehlseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Schicht (2) aus Schwamm-Material oder weicherem Kunststoff- bzw. Gummimaterial hergestellt ist.

5. Befehlseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Schicht (2) aus einem Elastomer, wie etwa einer Feder, einem elastischen Streifen und dergleichen, gebildet ist.

6. Befehlseingabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Zusatzelement (9) in einer Position innerhalb des Wirkungsbereich der Kraftaufnahmeschicht (6) sowie benachbart zu dem Befehlsgabeschalter (8) angeordnet ist, um die Kraftaufnahmeschicht (6) bei der Rückstellung in den ursprünglichen Zustand zu unterstützen.