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Alphanumerische Tastatur
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Die Erfindung betrifft eine alphanumerische Tastatur mit mehreren
in Reihen angeordneten, elektrisch voneinander getrennten, stationären Kontakten
aus federbelasteten Brückenkontakten und von diesen überbrückbaren Kontaktzungen,
wobei mit jedem Brückenkontakt ein in einem Führungsansatz einer Führungsplatte
verschiebbar gelagerter Stößel, auf den ein Tastenknopf aufgesetzt ist, in Wirkverbindung
steht, welcher Brückenkontakt durch Druck auf den Tastenknopf auf die gegenüberliegenden
Kontaktzungen niederdrückbar ist.
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Tastaturen dienen als Eingabemittel in Schreibmaschinen, Addiermaschinen,
Rechenmaschinen, Registrierkassen, Buchungsmaschinen, Lochkartenmaschinen, Druckern
und dergl. Zur Tastatur gehören in einem Feld vereinigt zumindest die Mehrzahl der
zur Einstellung und zur Betätigung (Funktion) einer der genannten Maschinen erforderlichen
Tasten, die demzufolge in Einstell- und Funktionstasten unterschieden werden. Jede
der Tasten wirkt mit einem Arbeitskontakt, bestehend aus paarweise angeordneten
Kontaktzungen und mindestens einem Brückenkontakt, zusammen, wobei der Stößel einer
jeden Taste bei Betätigung des aufgesetzten Tastenknopfes, der entweder block- oder
muldenförmig ausgebildet sein kann, auf den Brückenkontakt gedrückt wird, der wiederum
zur Auflage auf den Kontaktzungen kommt und den Stromkreis schließt. Die Tastenstößel
wird dabei gegen die Kraft einer Rückstellfeder gedrückt, so daß beim Loslassen
der Tastenstößel mit dem aufgesetzten Tastenknopf automatisch in die Ausgangsposition
zurückgedrückt wird.
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Am weitverbreitesten sind Einzeldrucktasten, bestehend aus einem zylinderförmigen
Führungsansatz, in dem verschiebbar ein Tastenstößel mit aufgesetztem Tastenknopf
gelagert ist. Der Führungsansatz weist Führungsnuten an den Innenwänden auf, in
die entsprechend ausgebildete Führungsansätze an dem Stößel eingreifen, so daß ein
Verdrehen des Tastenknopfes verhindert wird. Als Rückzugsicherung sind Rastnasen
vorgesehen, die beim Zurückdrücken des Stößels durch die untergelegte Feder verhindern,
daß der Stößel mit dem Rastkopf aus dem Führungsansatz herausgleitet. In der Endstellung
greifen die oberen Seiten der Rastnasen gegen einen Vorsprung bzw. eine Druckkante
an der Unterseite des Führungsansatzes. Der Führungsansatz ist an einer kleinen
Basisplatine befestigt, die die Kontaktzungen trägt und oberhalb derer der Brückenkontakt
entweder als Blattfeder ausgebildet angeordnet ist oder in Form eines graphithalti'gen
Materials, das an der Unterseite einer federnden Gummimattenanordnung angebracht
ist. Auch kann der Brückenkontakt die Rückstellfeder für den Stößel selbst bilden,
sofern sie unterhalb des Führungsansatzes befestigt ist.
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Bei größeren Tastaturen werden zweckmäßigerweise sämtliche Kontaktzungen
in Form von benachbarten Leiterbahnen auf gedruckten Schaltungen aufgebracht und
oberhalb dieser die entsprechenden Gegenkontaktmittel, die die Brückenkontakte bilden,
aufgelegt. Am weitverbreitesten und am kostengünstigsten sind Gummikontaktmatten
mit Erhebungen im Bereich der zu kontaktierenden Stellen. An den Innenseiten sind
an diesen Stellen Brückenkontakte in Form von graphithaltigen Gummischeiben vorgesehen,
die die darunterliegenden benachbarten Leiterbahnen beim Niederdrücken überbrücken.
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Eine Anordnung dieser Art ist z.B. in Verbindung mit einem Fernsprechgerät
als Wählertastaturensatz aus der DE-OS 81 13 382 bekannt. Bei der bekannten Tastenwähleinheit
sind die Führungsansätze auf einer Grundplatine gemeinsam angeordnet. In ihnen ist
jeweils ein federbelasteter Stößel gelagert, der bei Betätigung eines aufgesetzten
Tastenknopfes über eine Feder niedergedrückt wird. Der Stößel drückt gegen eine
gespannte federnde Kunststoffmatte, die an der Unterseite den Brückenkontåkt aufweist,
der beim Niederdrücken auf benachbarte Leiterbahnen des Koncaktgegenstückes zur
Auflage gelangt und den Kontakt schließt. Zur Kontaktierung sind die Leiterbahnen
entsprechend auf der Leiterplatte verlegt und herausgeführt, so daß sie mit den
zugeordneten Schaltungen verbindbar sind. Zur Führung des Drucktastenknopfes sind
bei der bekannten Anordnung in dem aufsetzbaren Deckel den Querschnittskonturen
der Tastenknöpfe angepaßte Durchbrüche vorgesehen, durch die die auf den Stößel
aufgesetzten Drucktasten beim Montieren des Deckels an der Basiseinheit hindurchgreifen.
Als Rückzugsicherung weisen die Tastenknöpfe an der Unterseite Flansche auf, die
an der Innenseite des Deckels zur Auflage gelangen. Die Führung des Tastenknopfes
wird somit zum einen durch den Führungsansatz, der in den hutförmigen Drucktastenknopf
hineingreift, und zum anderen durch die Innenwandungen der Durchbrüche für die jeweilige
Taste gebildet.
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Bei der Verwendung von Einzeltastaturen oder Tastaturen in einer gemeinsamen
Anordnung - wie sie Gegenstand der erwähnten DE-OS sind - werden die Gleiteigenschaft
und die Funktion der Tastatur dann beeinträchtigt, wenn diese versehentlich mit
Flüssigkeiten, wie Limonade, übergossen
werden, da ein Schutz gegen
das Eindringen der Flüssigkeiten nicht besteht. Dies ist insbesondere dann nicht
auszuschließen, wenn derartige Tastaturen im Hausbereich, z.B.
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für die Fernbedienung von Fernsehempfangsgeräten oder als Editiertastatur
in Verbindung mit Bildschirmtextgeräten, zum Einsatz gelangen. Aber auch an einem
Büroarbeitsplatz kann es vorkommen, daß unbeabsichtigt ein vom Operator zu sich
genommenes Getränk verschüttet wird und in die Tastaturen, die im unmittelbaren
Betätigungsbereich vorhanden sind, eindringen kann. Dadurch werden Reparaturen an
der Tastatur notwendig. Bei anderen Tastaturen ist es erforderlich, die Gleitflächen
zwischen den Tastenknöpfen und den Führungen zu reinigen, um die gemeinsame Leichtgängigkeit
wieder herzustellen.
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Der Erfindung liegt die Auf gabe zugrunde, eine alphanumerische Tastatur
mechanisch so auszubilden, daß das Eindringen von Flüssigkeiten in das Tastengehäuse
vermieden wird, daß außerdem auch dann, wenn über die Tasten versehentlich Flüssigkeit
mit größerer Viskosität oder klebender Wirkung verschüttet wird, die normale Gleitfähigkeit
zwischen der Führung und der Taste besteht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach der im Patentanspruch wiedergegebenen
Lehre gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind gegenständlich in
den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der Lehre der Erfindung sind die Führungsansätze schornsteinförmig
aus der Fläche des Gehäuseoberteils hervorstehend angebracht. Üblicherweise ist
der Übersichtlichkeit wegen das Gehäuse pultförmig ausgebildet, so daß die Tastenknöpfe
übersichtlich terrassenförmig in dem Tastenfeld liegen. Es versteht sich von selbst,
daß in
solchen Fällen die Führungsansätze entweder rechtwinklig
zur Ebene des Gehäuseoberteils oder in einem bestimmten Winkel angeordnet sein können,
so daß sie senkrecht zur Basisfläche stehen. In jedem Fall sind die Führungsansätze
einteilig aus dem Gehäuseoberteil herausgearbeitet, so daß die Oberfläche des Deckels
geschlossen ist und in den Innenraum keine Flüssigkeit eindringen kann. Die unterhalb
des Deckels angeordnete Leiterplatte ist somit stets geschützt. Die Erfindung bietet
aber auch den Vorteil, daß für die verschiedensten Tastenkonfigurationen ein einheitliches
Tastentableau verwendet werden kann, d.h. daß für alle Möglichkeiten einheitliche
Kontaktreihen vorgesehen sind und lediglich die gewünschte Tastenkonfiguration durch
Einsetzen der Tastenknöpfe mit ihren Stößeln in die Führungsansätze herstellbar
ist. Die nicht zu belegenden Führungsansätze werden durch Einzel- oder durch mehrere
übergreifende Abdeckungen abgedeckt, wobei zweckmäßigerweise an den Unterseiten
der Abdecvungen im Bereich einer oder mehrerer Führungsansätze Rastverbinderansätze
angebracht sind, die in kongruent angeordnete Führungsansätze einsetzbar sind.
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Es ist erkennbar, daß nach der Erfindung eine Tastatur für die verschiedensten
Tastenkonfigurationen erstellbar ist, und daß bei der Verwendung gleicher Grundbauelemente
eine besonders kostengünstige Ausführung gegeben ist, da keine Einzelführungsansätze
montiert werden müssen, da die Abdeckung für alle Tastenkonfigurationen gleich ist
und lediglich nicht belegte Führungsansätze abdeckbar sind.
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Ferner wird durch Beimengen von Gleitmitteln in den Kunststoff sichergestellt,
daß stets eine gute Gleitfähigkeit zwischen Stößel und Führungsansatz gegeben ist.
Gemäß der Lehre nach Anspruch 11 ist vorgesehen, den Tastenstößel
mit
aufgesetztem Tastenkopf einteilig aus Kunststoff, und zwar aus einem hochwertigen
Kunststoff mit geringer Quelleigenschaft, auszubilden. Hierdurch wird verhindert,
daß bei Betrieb in feuchten Räumen die Gleitfähigkeit beeinträchtigt wird. Andererseits
könnte aber auch, gemäß Anspruch 12, dem Kunststoff für den Stößel und den Tastenkopf
ein Gleitmittel zugesetzt werden. In diesem Fall ist jedoch, wie praktische Versuche
gezeigt haben, die Haftfestigkeit von Bedruckungen, die auf die Tastenköpfe aufgebracht
werden, beeinträchtigt. Werden hingegen die Symbole eingraviert oder mehrfarbig
gespritzt, so kann dem Kunststoff für den Stößel in jedem Fall ein Gleitmittel hinzugesetzt
werden.
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Die Rückzugsicherungen gemäß Anspruch 6 dienen gleichzeitig auch noch
zur Führung und können z.B. in Form von Führungsrippen auf den Stößel aufgebracht
sein. Sie gehen am Ende in einen federnden Rastvorsprung über, der beim Einsetzen
des Stößels in den Führungsansatz in einer konturenangepaßten Nut greift. Die Rückführung
des Stößels wird zweckmäßig durch die Federkraft einer untergelegten Gummikontaktmatte
sichergestellt. Auch hierdurch ist eine einfache Montage möglich.
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Eine nach der Erfindung erstellte Tastatur bietet neben den Montageerleichterungen
weitere Vorteile, da eine universelle Leiterplatte als Kontaktplatte montiert wird
und erst in der Endmontage entsprechend der gewünschten Tastenkonfiguration herstellbar
ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Tastatur besteht aus einem Gehäuseoberteil
1, das einteilig aus Kunststoff, vorzugsweise im Spritzgießverfahren oder im Schäumverfahren,
hergestellt sein soll. Das Gehäuseoberteil ist, wie aus der vergrößerten Schnittzeichnung
gemäß der Schnittlinie A-B in Fig. 2 erkennbar, an der Grundplatine 2 durch nicht
dargestellte Befestigungsmittel angeschraubt oder durch Rastverbindungen mit dieser
verbindbar. Die Gehäusegrundplatine 2 weist darüber hinaus Abstandshalter 3 auf,
auf deren Bedeutung später noch eingegangen wird. An der Seitenfläche 4 des Gehäuseoberteils
1 ist ein Durchbruch vorgesehen, durch den ein Buchsenverbinder 5 hindurchgreift,
auf den ein Stecker zur Kontaktierung mit einem zu bedienden Gerät aufsteckbar ist.
Die Tastatur selbst weist zwei Bedienfelder auf, ein Bedienfeld 6 für eine numerische
Tastatur und ein Bedienfeld 7 für eine Alphatastatur, die nur auszugsweise dargestellt
ist. Die einzelnen Tasten 8 sind z.B. Buchstaben zugeordnet, die längliche Taste
9 als Leertaste. Ein Teil des Bedienfeldes 7 ist durch eine Abdeckung 10 abgedeckt,
so daß, obwohl die entsprechenden Vorrichtungen vorgesehen sind, hierüber keine
Funktionen bedient werden können. Im Tastenfeld 6 sind ebenfalls nur wenige Tasten
symbolisch dargestellt, ferner Führungsansätze 11, die aus der schalenförmigen Tastenfeldausnehmung
entsprechend der Lehre der Erfindung hervorstehen. Die Ausbildung der alphanumerischen
Tastatur gemäß der Lehre der Erfindung und die spezielle Anordnung der einzelnen
Elemente werden anhand der Fig. 2 näher beschrieben.
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Auf der Grundplatine 2 sind Abstandshalter 3 vorgesehen, auf denen
eine Leiterplatte 12 ruht, die im Bereich der Tasten 8, die aus einem hutförmigen
Tastenknopf 13 und einem erfindungsgemäß ausgebildeten Stößel 14 bestehen, paarweise
angeordnete Kontaktzungen 15 in Form benachbarter Leiterbahnen aufweist - an dieser
Stelle können
auch mehrere Leiterbahnenden, die überbrückt werden
sollen, angeordnet sein -. Die Leiterbahnen führen über Leitungszüge zu den entsprechenden
Anschlußpunkten im Gehäuse oder direkt zu den Steckkontakten des Buchsenverbinders
5, der zweckmäßigerweise auf der Leiterplatte 12 aufgelötet ist. Oberhalb der Leiterplatte
12 ist eine Kontaktgummimatte 16 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise im Bereich
der Kontaktstellen federnde Erhöhungen 17 aufweist. Es ist ersichtlich, daß bei
Druck auf diese Erhöhungen der an der inneren Unterseite vorgesehene Brückenkontakt
18 auf die beiden benachbarten Leiterbahnen 15 zur Auflage gelangt und sie elektrisch
überbrückt. Der Brückenkontakt 18 besteht zweckmäßigerweise aus einem Gummigraphitplättchen,
das eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Oberhalb der Gummikontaktmatte
ist das erfindungsgemäß ausgebildete Gehäuseoberteil 1 angeordnet, das über Abstandshalter
in einem bestimmten Abstand zu der Leiterplatte 12 gehalten wird und zugleich die
Gummimatte punktuell auf die Leiterplatte druckt. Das Gehäuseoberteil 1 ist durch
nicht sichtbare Schraub- oder eine andere Verbindung mit der Grundplatine 2 verbunden,
so daß das Gehäuse eine geschlossene Einheit bildet. Im Bereich des Tastenfeldes
oder auch des Tastenfeldes 6 ist das Gehäuseoberteil wannenförmig ausgebildet. Die
dadurch gebildete Vertiefung 20 bewirkt lediglich, daß die Tastenknöpfe 13 in die
Oberfläche des Gehäuseteils 1 mit integriert sind.
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Nach der Lehre der Erfindung sind in der schalenförmigen Vertiefung
20 Führungsansätze 11 schornsteinförmig vorgesehen. Sie sind einteilig aus dem Gehäuseoberteil
1 herausgebildet. In allen jeden Führungsansätzen 11, die in der Tastenkonfiguration
zu belegen sind, ist ein Stößel 14 in die konturenangepaßte Innenöffnung 21 mit
in den Seitenwandungen eingeschnittenen Führungsnuten 22 eingesetzt. In der Führung
gleitet der Stößel 14 entlang.
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Die Gleitfähigkeit wird durch Hinzusetzen eines Gleitmittels zum Kunststoff
erhöht. Beim Einsetzen greifen Rastnasen 23 unter einen Rastvorsprung, der vom unteren
Rand des Führungsansatzes 6 gebildet wird, wodurch die Taste gegen Rückzug gesichert
ist. Der Tastenknopf 13 ist hutförmig ausgebildet und übergreift den Rastansatz
11, so daß bei versehentlichem übergießen der Tastatur mit Flüssigkeit diese nicht
in die Gleitverbindung zwischen dem Rastansatz 11 und dem Stößel 14 eindringen kann.
Die Höhe des Rastansatzes 11 ist so gewählt, daß beim Niederdrücken des Tastenknopfes
13 dieser mit dem inneren Flansch zur Auflage an der Oberkante des Führungsansatzes
gelangt. Dabei wird ein Druck auf die Erhebungen in der Gummikontaktmatte ausgeübt
und der Brückenkontakt 18 auf die beiden benachbarten Leiterbahnen gedrückt. Die
maximalen Hubabmessungen sind so gewählt, daß ein sicherer Kontakt beim Niederdrücken
stets gewährleistet ist, bevor die Hutinnenfläche zur Auflage auf dem vorstehenden
Rand des Führungsansatzes 11 gelangt.
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Sollen einzelne Tasten in der Tastenkonfiguration nicht belegt werden,
so ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die betreffenden
Führungsansätze 11 einzeln oder durch übergreifende Abdeckungen verschlossen werden.
Die Abdeckung 24 greift z.B. über zwei benachbarte Führungsansätze 11. Sie wird
durch in die Führungsansätze eingreifende Rastverbinder, die konturengleich denen
der Stößel der Tasten sind, gehalten. Im eingesetzten Zustand greift die Unterkante
der Seitenwandung 25 auf die Bodenfläche der schalenförmigen Ausnehmung 20, so daß
ein fester Halt gewährleistet ist.
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Es ist ersichtlich, daß bei einer derartigen Anordnung Flüssigkeit
weder in das Gehäuse selbst noch in die Führungen eindringen kann. Da jeder Tastenknopf
frei beweglich ist und keiner zusätzlichen Führung bedarf, ist ein Verkleben des
Knopfes ebenfalls nicht möglich.
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Die Tastatur kann somit auch dann noch bedient werden, wenn Flüssigkeits-
und Staubverschmutzungen gegeben sind bzw. in der schalenförmigen Ausnehmung Flüssigkeit
steht.
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Bei pultförmig schräg ausgebildeter Tastaturenanordnung und wannenförmiger
Ausbildung des Tastenfeldes im Gehäuseoberteil kann zudem durch einen Abflußkanal
in dem Gehäuseoberteil dafür Sorge getragen werden, daß möglicherweise eintretende
Flüssigkeit wieder aus dem Gehäuse austreten kann. Die feuchtigkeitsempfindlichen
Bauteile im Inneren des Gehäuses werden an keiner Stelle mit der Flüssigkeit in
Berührung gelangen. Selbstverständlich kann auf eine schalenförmige Ausbildung des
Tastenfeldes verzichtet werden. Die Tastenknöpfe würden dann jedoch aus der ebenen
Fläche hervortreten.
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