DE3042390C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung eines taktilen Punktes, welche die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist.

Ältere Vorrichtungen zur Darstellung von Braille-Zeichen (DE-OS 23 64 342, DE-OS 24 57 073, DE-AS 27 07 362, US-PS 39 87 438) weisen magnetisch betätigbare mechanische Verriegelungen auf, welche die Taststife zumindest in der angehobenen, tastbaren Stellung verriegeln. Die Taststifte bieten sich daher dem Finger der lesenden Person als starre, metallische Erhebungen über der Tastfläche dar, was besonders bei langem Gebrauch als un­ angenehm empfunden wird. Bei einigen dieser bekannten Lösungen läßt sich ferner eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Elemente beim Setzen oder Löschen nicht vermeiden, so daß nur seriell oder günstigstenfalls teilparallel Informationen in einer Zeile eingeschrieben werden können, wodurch für den Leser lange Pausen zwischen dem Lesen nacheinanderfolgender Zeilen auftreten. Außerdem können Fehler entstehen, wenn während des Einschreibvorgangs der tastende Finger auf der Tastfläche auf­ liegt. Schließlich läßt sich bei keiner dieser bekannten Lösungen mit sinnvollem Aufwand ein Einzelpunkt realisieren, der im Braille- üblichen Raster angeordnet werden könnte.

Frei von dem Nachteil der starren Verriegelung der Stifte in der angehobenen, tastbaren Stellung ist eine andere bekannte Vorrichtung (WO 80/01 012), bei der die einzelnen Stifte mittels je einer Feder in der tastbaren Stellung gehalten werden. Für die mechanische Verriegelung der Taststifte in der zurückge­ zogenen Stellung ist jedem ein Bimetallriegel zugeordnet. Für das Zurückführen der Taststifte entgegen der Kraft ihrer Feder in die zurückgezogene Stellung ist jedoch eine aufwendige Mecha­ nik erforderlich, welche außerdem nur das gleichzeitige Löschen aller Braille-Zeichen erlaubt.

Nicht bewährt hat sich ferner die Verschiebung der Taststifte mittels Bimetallstreifen, obwohl sich hier eine magnetische Verriegelung der Tast­ stifte erübrigt. Nachteilig ist vor allem der hohe Energie­ bedarf.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DE-OS 28 45 436), von der der Gegenstand des Anspruchs 1 ausgeht, ist jedem Taststift eine vorgespannte Feder zugeordnet, die ihn in der tastbaren Stellung zu halten sucht. Aus dieser Stellung wird der Taststift mittels eines Elektro­ magneten in seine nicht tastbare Stellung zurückgezogen. Um den Elektromagneten in dieser Stellung nicht ständig erregt halten zu müssen, findet das der Tastkuppe abgewandte Ende des Taststiftes beim Zurückziehen aus der tastbaren Stellung Anschlag an einer allen Taststiften gemeinsamen Magnetplatte, welche den Taststift festhält. Alle von der Magnetplatte fest­ gehaltenen Taststifte können nur gemeinsam von dieser gelöst werden, wozu mittels einer Verschiebeeinrichtung die Magnetplatte abgesenkt werden muß. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung aber nicht nur, daß alle Stifte nur gemeinsam von der Magnet­ platte gelöst werden können und der durch die Magnetplatte und ihre Antriebsvorrichtung bedingte Aufwand erheblich ist. Auch eine gegenseitige Beeinflussung ist bei den üblicherweise notwendigen geringen Abständen zwischen den einzelnen Stiften nicht auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es in einfacher und raumsparender Weise ermöglicht, die einzelnen Taststifte unabhängig voneinander in der nicht tastbaren, zurückgezogenen Position zu halten und aus ihr freizugeben.

Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dank der Veränderbarkeit der Magnetisierung und damit der Halte­ kraft des jedem Taststift zugeordneten Permanentmagneten mit Hilfe des Magnetfeldes, das mittels der für das Zurückziehen des Taststiftes vorhandenen Erregerspule erzeugt werden kann, kann der Taststift nicht nur mittels des Permanentmagneten zuverlässig in der zurückgezogenen Stellung festgehalten, sondern auch durch eine vorzugsweise impulsartige Ansteuerung seiner Erregerspule wieder freigegeben werden. Der Vorteil der er­ findungsgemäßen Lösung liegt aber nicht nur darin, daß für die Freigabe jedes Taststiftes keine mechanische Verschiebe­ einrichtung erforderlich ist, was den Aufwand und den Platzbedarf erheblich verringert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die vom Dauermagneten gespeicherte digitale Information erhalten bleibt, selbst wenn aus irgendwelchen Gründen die relative Lage von Permanentmagnet und Eisenkern des Taststiftes geändert werden würde.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Dauermagneten ist Gegenstand des Anspruches 2.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein den Dauermagneten, die Erregerspule und den Eisenkern konzentrisch umgebendes Schirmrohr gemäß Anspruch 3 vorgesehen. Ein derartiges Schirm­ rohr benötigt nur sehr wenig Raum und ergibt eine zuverlässige Abschirmung, so daß nicht nur ein serieller, sondern auch ein teilparalleler oder paralleler Betrieb der einzelnen, zu einem Modul zusammengesetzten Systeme störungsfrei möglich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 10.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1a einen vergrößert dargestellten Längsschnitt des Aus­ führungsbeispiels,

Fig. 1b ein Spannungs-Zeitdiagramm mit den zur Ansteuerung notwendigen elektrischen Signalen.

Der Dauermagnet 10 (Fig. 1a), der aus einem in seiner Magnetkraft veränderbaren Material hergestellt ist, taucht etwa zur Hälfte in die konzentrische Spule 8 ein, die auf den vorzugsweise aus Messing gefertigten Spulenkörper 7 gewickelt ist. Der Magnet 10 wird auf geeignete Weise, beispielsweise durch Klemmen oder Kleben, im Spulenkörper 7 fixiert. Er besitzt an seiner Oberseite eine ebene Fläche C. Der Spulenkörper 7 wird durch den Ring 6 und den geschlitzten, magnetisch und elektrisch leitfähigen Ring 11 konzentrisch im rohrförmigen Schirm 9 fixiert, beispielsweise durch Sicken oder Körnerpunkte. Damit wird gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Spulenkörper und Schirm geschaffen.

Der eine Anschluß der Spule 8 wird bei E elektrisch leitend mit dem Spulenkörper 7 verbunden, beispielsweise durch Löten, womit dieses Spulenende auch gleichzeitig mit dem Schirm 9 verbunden ist. Der zweite Anschluß der Spule 8 wird durch den Schlitz im Ring 11 nach unten geführt und bei E mit dem Kontaktstift 13 leitend verbunden, der mit dem Isolierstück 12 konzentrisch im Schirm 9 befestigt ist. Das untere Ende des Schirms 9 und der Steckerstift 13 stellen somit den koaxialen elektrischen Anschluß der Vorrichtung dar.

In den Spulenkörper 7 taucht von oben der weichmagnetische Eisenkern 5 ein, der an seiner Unterseite die ebene Fläche B aufweist und an seiner Oberseite die Tastkuppe A.

Auf den Eisenkern 5 ist der Sicherungsring 3 aufgesteckt, so daß die Feder 4, die sich einerseits auf dem Ring 6 und andererseits auf dem Sicherungsring 3 abstützt, den Kern 5 nach oben gegen das ebenfalls im Schirm 9 be­ festigte Abschlußstück 1 drückt. Dadurch erscheint die Tastkuppe A über der Tastfläche D-D und ist tastbar. Zum Absenken des Eisenkerns 5, wodurch die Tastkuppe A unter die Tastfläche D-D zu liegen kommt, wird die Spule 8 durch einen Spannungsimpuls U ₁ so erregt, daß der Dauermagnet 10 in die Sättigung kommt und magnetisch wird. Dabei wird der Eisenkern 5 entgegen der Federkraft der Feder 4 in die Spule 8 hineingezogen, bis die Fläche B des Eisenkerns 5 an die Fläche C des Dauermagneten 8 anspringt. Die Tastkuppe des Eisenkerns 5 befindet sich dann in der Position A ₂ unter der Tastebene D-D und ist nicht tastbar.

Nach Abschalten des elektrischen Signals reicht die remanente Magnetkraft des Magneten 10 aus, den Kern 5 sicher in der abgesenkten Position zu halten, auch wenn mechanische Stöße oder Vibrationen den Kern abzureißen versuchen. Auch etwaige magnetische Störfelder von außen können den Zustand des Magneten 10 nicht ändern, da sie durch den Schirm 9 abge­ schirmt werden.

Wird nun die Spule 8 mit einem zweiten Spannungsimpuls U ₂ erregt, der dem ersten Impuls U ₁ entgegengerichtet ist und der betragsmäßig wesentlich kleiner ist, so wird die Magnetkraft des Dauermagneten 10 so weit abgebaut, daß die Federkraft der Feder 4 die Haltekraft des Magneten 10 übersteigt, wodurch der Eisenkern 5 angehoben wird und seine Tastkuppe über die Tastfläche hinaus angehoben wird. Der Stift ist damit tastbar, wobei er bei zu starkem Tastdruck nach unten ausweichen kann, um bei Nachlassen dieser Kraft wieder in seine Soll-Lage zurückzukehren. Da die remanente Magnetkraft des Magneten 10 nun nahezu Null ist, kann der Eisenkern nach unten gedrückt werden, bis sich die Flächen B und C berühren, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Eisenkern in dieser Position verbleibt. Ebenso kann der Finger einer lesenden Person während des "Setz"-Vorgangs die Austrittsöffnung der Tastkuppe verschließen, ohne daß dadurch eine falsche Information eingeschrieben wird. Die Information - tast­ barer Stift oder nicht tastbarer Stift - ist nur abhängig davon, ob der Magnet durch einen Impuls U ₁ aufmagnetisiert wurde oder ob er durch einen Impuls U ₂ entmagnetisiert wurde. Ein in seiner Bewegung momentan behinderter Eisen­ kern nimmt automatisch die dem Zustand des Magneten entsprechende Stellung ein, sobald er sich wieder frei bewegen kann. Dabei kann ohne weiteres ein entmagnetisierter Magnet nochmals mit einem Entmagnetisierungsimpuls U ₂ an­ gesteuert werden oder ein aufmagnetisierter Magnet wieder­ holt mit einem Impuls U ₁, ohne daß dadurch falsche Infor­ mationen entstehen, d. h. die neue Information kann über die bestehende überschrieben werden.

Um ein Anhaften des Eisenkerns 5 an dem Abschlußstück 1 durch magnetische Kraftwirkungen und die damit verbundene große Reibung beim Bewegen des Eisenkerns zu vermeiden, wird zweckmäßigerweise in das Abschlußstück 1 eine Hülse 2 aus nichtmagnetischem Material mit guten Gleit­ eigenschaften wie beipielsweise Messing oder Kunststoff eingesetzt, oder der in das Abschlußstück 1 hineinragende Teil des Eisenkerns 5 wird mit nichtmagnetischem Material beschichtet oder ganz aus nicht magnetischem Material hergestellt.

Durch Einstecken des Abschlußstückes 1 in einfache, im gewünschten Raster gebohrte Abdeckplatten, lassen sich aus den taktilen Einzelpunkten Braille-Module zusammensetzen mit beispielsweise 4, 5, 6 oder 8 Punkten, wobei der elektrische Anschluß von der Unterseite des Moduls erfolgt. Ebenso lassen sich mit größeren, im Raster gebohrten Platten Bildtafeln und Braille-Zeilen beliebiger Konfiguration verwirklichen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Darstellung eines taktilen Punktes mit

• a) einem weichmagnetischen Eisenkern, der in seiner Längs­ richtung zwischen einer Stellung, in welcher eine Tast­ kuppe tastbar ist, und einer Stellung, in welcher die Tastkuppe unterhalb einer Tastfläche gehalten wird, ver­ schiebbar ist,
• b) einer Feder, welche den Eisenkern in derjenigen Stellung zu halten sucht, in welcher die Tastkuppe tastbar ist,
• c) einer konzentrisch den Eisenkern umfassenden Erreger­ spule, die in erregtem Zustand ein Magnetfeld erzeugt, dessen auf den Eisenkern wirkende Kraft größer ist als die entgegengesetzt wirkende Kraft der Feder,
• d) einem Dauermagneten, der als Anschlag die Stellung des Eisenkerns definiert, in welcher die Tastkuppe sich unter­ halb der Tastfläche befindet, und der auf Grund einer Erregung der Erregerspule den in Anlage an ihn gebrachten Eisenkern festzuhalten vermag,

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) das von der Erregerspule (8) erzeugbare Magnetfeld in seiner Richtung umkehrbar ist,
• f) der Dauermagnet (10) in dem mittels der Erregerspule (8) erzeugbaren Magnetfeld angeordnet ist und eine durch das Magnetfeld der Erregerspule (8) veränderbare Magneti­ sierung aufweist,
• g) die Magnetisierung des Dauermagneten (10) zwischen einem Wert, bei dem der an ihm anliegende Eisenkern (5) sicher festgehalten wird, und einem Wert veränderbar ist, bei dem die auf den Eisenkern (5) wirkende Kraft der Feder (4) größer ist als diejenige des Dauermagneten (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (10) als ein Stab ausgebildet ist, der auf einem Teil seiner Länge an dem von der Tastkuppe (A) wegwei­ senden Ende der Erregerspule (8) in diese eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein den Dauermagneten (10), die Erregerspule (8) und den Eisenkern (5) konzentrisch umgebendes, gegen Störeinflüsse durch magnetische und elektromagnetische Felder schützendes Schirmrohr (9).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (10) fest mit einem Spulenkörper (7) der Erregerspule (8) verbunden ist, dessen über das von der Tastkuppe (A) wegweisende Ende der Erregerspule (8) überste­ hender Endabschnitt in einem ihn umfassenden Ring (11) festge­ legt ist, der seinerseits im Schirmrohr (9) festgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß der Erregerspule (8) über den Ring (11) elektrisch leitend mit dem Schirmrohr (9) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ihr der Tastkuppe (A) abgekehrtes Ende als eine Steckeinrichtung mit koaxial angeordneten Kontaktstücken (9, 13) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem vorzugsweise mit einem Längsschlitz versehenen Ring (11) auf der der Erregerspule (8) abgekehrten Seite im Schirmrohr (9) ein Isolierkörper (12) angeordnet ist, in dem konzentrisch zum Schirmrohr (9) und über dessen eines Ende überstehend ein Steckerstift (13) festgelegt ist, mit dem der zweite Anschluß der Erregerspule (8) leitend verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Schirmrohr (9) neben dem der Tastkuppe (A) zugekehrten Ende der Erregerspule (8) ein fest mit dem Schirmrohr (9) verbundener Federteller (6) angeordnet ist, auf dem das eine Ende der den Eisenkern (5) konzentrisch umgebenden Feder (4) abgestützt ist, deren anderes Ende an einem auf den Eisenkern (5) festgelegten Sicherungsring (3) anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem der Tastkuppe (A) zugekehrten Ende des Schirmrohres (9) ein Abschlußstück (1) festgelegt ist, das mit einer durchgehenden Führungsbohrung für den Eisenkern (5) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das im Inneren des Schirmrohres (9) liegende Ende des Abschluß­ stückes (1) einen Anschlag für den Sicherungsring (3) bildet.