DE2013260A1

DE2013260A1 - Elektromechanische Tastatur

Info

Publication number: DE2013260A1
Application number: DE19702013260
Authority: DE
Inventors: David Arthur Byron Minn. Buesing (V.St.A.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-05-02
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1970-11-12
Also published as: JPS5038454B1; FR2046202A5; US3609758A; GB1255900A; DE2013260B2

Description

IBMDeutschland Internationale Büro-Mätchinen Gaelltchaft rtibH

Böblingen, 11. März 1970 at/dti

Anmelderin: international Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504 Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket RO 968 027 Elektromechanlsche Tastatur

Diese Erfindung betrifft eine elektromechanische Tastatur die Hit einem Taststift zu betätigen ist und die elektrische Signale abgibt, .

Es handelt sich speziell um eine Klein-Tastatur, die in einer Hand | gehalten bedienbar 1st und die Im Vergleich mit dom bekannten Tastaturen relativ kleine Schaltelemente enthält, welche in einer Viel größeren Packungsdichte nebeneinander eingeordnet werden können, so daß sich eine wesentlich kleinere, leichtere und dennoch gut bedienbare Tastatur ergibt, die bequem In einer Hand gehalten und mit der anderen Hand betätigt werden kann und die auch über ein entsprechend langes flexibles Kabel das zu einem Daten- und/ oder Steuerbefehle empfangenden Gerät führt, tragbar ortsveränderlich itt. .; . . . ■ -.■-■■ ' - ;^: . . ,■■ .- :' :-

line derartig kleine Tastatur durch die von Hund numerische, alphabetische und/oder sonstige Zeichen, Begriffe oder Steuerbefehle

eingegeben werden können, die dann als elektrische Signale in ein Empfangsgerät übertragen werden ist vorteilhaft verwendbar, ent" weder als Bereitschafts-Tastatur, wenn z.B. die Funktion der regulären Tastatur einer Daten-Eingabestation gestört ist, oder in solchen Fällen, wo eine stationäre konventionelle Tastatur nicht zweckmäßig ist und wo die Bedienungsperson eine kleine leichte, handliche und tragbare ortsveränderliche Eingabetastatur benötigt um in einen Raum, z.B. einem Flugzeug oder einem anderen fliegenden, schwimmenden, oder sich sonst bewegenden Objekt, an verschiedenen Stellen Daten- und Steuerbefehle eingeben zu können.

Es sind verschiedene Arten von elektromechanischen Tastaturen bekannt, bei denen beim Anschlag einer Taste durch diese direkt oder über Zwischenglieder wenigstens ein Kontaktsatz betätigt wird, wobei jedem dieser Kontaktsätze mit einer Leitung verbunden ist auf der das entsprechende elektrische Signal erscheint, das dem Zeichen der angeschlagenen Taste zugeordnet 1st. Es ist bekannt, in Tastaturen außer den offenen Kontaktsätzen auch magnetisch betätigte Schutzrohrkontakte die sich in geschlossenen Glasröhren befinden, zu verwenden. Ebenfalls sind elektrische Tastaturen bekannt, die keine bewegten Teile aufweisen, bei denen während des Anschlags durch den Betätigungs-Finger entweder ein Lichtstrahl unterbrochen, oder eine Schaltkapazität geändert wird. Diese bekannten Tastaturen haben den Nachteil, daß sie bedingt durch die relativ großen mechanischen Tasten und elektrischen Schaltungselemente ziemlich große Abmessungen und ein beachtliches Gewicht aufweisen, so daß sie bevorzugt nur als stationäre Eingabestationen verwendet werden.

Bei den vorgenannten bekannten Tastaturen ist es welter erforderlich, da· zur Verhinderung einer fehlerhaften Signaleingabe beim gleichseitigen unbeabsichtigten Anschlag von mehr als einer Taste Verriegelungsvorrichtungen vorhanden sein müssen.

Durch dl« amerikanisch« Patentschrift 3.308.253 wurde «ine sehr Boatat ao tH «Τ 0038*6/1551

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kompakte Membran-Schalteinrichtung, die als Kreuzschienenverteiler dient, bekannt, bei der eine große Anzahl elektrischer Kontakt- Schaltstellen die nur sehr kleine Abmessungen aufweisen nahe beieinanderliegen. Diese Membran-Schalteinrichtung besteht im Prinzip aus einer isolierenden Grundplatte auf der in festgelegten Abständen nahe beieinanderliegend in einer Richtung verlaufende Lelterstreifen angeordnet sind; darüber liegt eine Distanz-Schicht aus ebenfalls isolierenden Material, die an den vorgesehenen Kontaktstellen mit Löchern versehen ist. Auf der Distanzschicht liegt eine elastische Membranschlcht ebenfalls aus isolierendem Material, auf deren Unterseite ebenfalls Leiterstreifen ange- I ordnet sind, deren Längsachsen jedoch quer zu den Leiterstreifen auf der Grundplatte verlaufen. Auf der Membranschicht liegt eine Deckschicht die ebenfalls wie die Membranschicht aus einem elastischen, isolierenden Material besteht. Die Kontaktstellen bilden sich jeweils an den Kreuzungsstellen der Leiterstreifen. Wird mit einem Taststift mit mäßiger Druckkraft auf eine Stelle der Deckschicht gedrückt unter der sich eine Kreuzungsstelle der übereinanderliegenden Leiterstreifen befindet, dann wird die Membran schlcht in die öffnung der Distanz-Schicht gedrückt und die beiden sich an dieser Stelle kreuzenden Leiterstreifen berühren sich, wodurch eine geschlossene Kontaktstelle entsteht, so lange die Druckeinwirkung des Taststiftes besteht. λ

Durch die amerikanische Patentschrift 2.334.271 wurde ein Tast stift bekannt, der auch als Prüfstift verwendet wird und dessen Spitze aus einer Bleistiftmine besteht die sich in einem Schreibstift befindet, der in den Taststift so eingesetzt 1st, daß er in axialer Richtung verschiebbar ist. Im Oberteil dieses bekannten Taststiftes ist ein Schaltkontaktsatz angeordnet, dessen Kontakte durch die Verschiebung des Schreibstiftes beim Aufsetzen der Schreibspitze schließen, wodurch ein elektrisches Signal erzeugt, oder ein Stromkreis geschlossen wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine elektromechänische Tastatur

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zu schaffen, die zur Eingabe von Zeichen und/oder Steuerbefehlen dient, die als elektrische Signale auf ein diese empfangendes Gerät Übertragen werden. Diese neue Tastatur soll so konstruiert sein, daß eine unbeabsichtigte, gleichzeitige fehlerhafte Eingabe von mehreren Zeichen oder Steuerbefehlen während des Eintastens nicht möglich 1st, daß außerdem durch stoßartige Erschütterungen der Tastatur keine Eingabesignale in der Tastatur erzeugt werden, und daß eine Verriegelungs-Einrichtung vorgesehen ist, die erst freigegeben wird und die zwangsläufig bewirkt, daß der dem eingetasteten Zeichen zugeordnete Schaltkontakt richtig geschlossen ist, daß die übertragung der Eingabe erst nach erfolgter Entriegelung geschieht, daß die übertragung der Eingabe der Bedienungsperson durch wenigstens ein Signal angezeigt wird, daß die Tastatur klein, handlich und tragbar ortsveränderlich ist und daß diese bequem von einer Bedienungsperson in einer Hand gehalten werden kann, wobei mit der anderen Hand die Eingabe der Zeichen oder Steuerbefehle erfolgt.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter der mit Eintast-Öffnungen versehenen Frontplatte der Tastatur Schaltkontakte angeordnet sind, daß der Taststift durch eine Leitungeschnur mit der Tastatur verbunden ist und daß er einen Eingabeschalter und einen in de» Taststift verschiebbaren und in die Eintast-Öffnungen passenden Druckstift enthält, daß der Eingabeschalter derart angeordnet ist, daß er bei wenigstens teilweise eingeschobenem Druckstift schließt, und daß wenigstens eine Signal-Einrichtung vorgesehen ist, die bei gleichzeitig geschlossenem Eingabeschalter und einem Schalt-Kontakt die Eingabe anzeigt.

Durch diese Erfindung wurde eine vollnumerische Daten-Eingabetastatur geschaffen, die sehr handlich ist, leicht zu transportieren ist, Miniatürabmessungen aufweist und Anzeigevorrichtungen über die richtige Funktion enthält.

Da b«i der Benutzung eines beliebigen Taststiftes zur Betätigung »M *> 9» 027 009846/1551

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eines Membranschalters eine evtl. Beschädigung der Membran-Schalteinrichtung zu befürchten ist, wurde der Tastatur ein spezieller dazu passender Taststift beigefügt, der die Verriegelungseinrichtung enthält, die sicherstellt,, daß der jeweilig angeschlagene Membran-Schaltkontakt richtig geschlossen hat. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist, daß der Taststift mit einer Sicherheitseinrichtung versehen wurde, die verhindert, daß durch eine unzulässig starke Druckeinwirkung eine Beschädigung der Membran-Schalteinrichtung erfolgen könnte. Wird der Taststift bei der Eingabe zu stark angedrückt, dann schiebt sich die Gehäuse- | hülse des Taststiftes so über den Druckstift, daß die Spitze des Taststiftes auf der Frontplatte aufliegt wodurch diese den Überdruck aufnimmt; der Druckstift führt dabei einen Leerhub aus und drückt lediglich mit der zulässigen Kraft auf die Membran-Schalteinrichtung.

Der Taststift enthält weiter eine Schallquelle die für die Be* dienungsperson ein akustisches Signal erzeugt, als Ergänzung zu der Signalleuchte in der Tastatur das angibt, daß die Eintastung übertragen wurde.

Durch die vorstehend erwähnten konstruktiven Maßnahmen ist sicher- g gestellt, daft die-Bedienungsperson nicht mit Gefühl die Tastatur '; betätigen muß, und- daß] keine Unsicherheit besteht, ob bei einer Eintastung/ der Membran-Schaltkontakt geschlossen hat, oder ob er evtl. beschädigt wurde und; daß Zweifel bestehen ob die Elntaatungi auch als Signale über das Kabel in das Empfangsgerät übertragen und von diesem aufgenommen wurden. Durch die erfindungsgemäße Tastatur sind diese Probleme beseitigt.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Eingabe-Tastatur wird; im folgenden anhand von Zeichnungen (Fig?. Ϊ - 3) ausführlicher beschrieben.,

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- 6 -Es stellen dar:

Fig. 1 Eine isometrische Ansicht der Tastatur und des zu ihrer Betätigung erforderlichen Taststiftes, die über eine flexible Leitungsschnur miteinander verbunden sind,

Fig. 2 eine isometrische Ansicht der Tastatur nach Fig.

in Explosiv-Darstellung,

Fig. 3 die Ansicht eines Längsschnittes durch den Taststift.

Nachstehend wird die in den Fign. 1 und 2 dargestellte Tastatur 10 beschrieben. Die Teile der Membran-Schalteinrichtung der Tastatur sind in einem Gehäuse untergebracht, das den Grundrahmen 12 enthält, welcher als Träger für die übrigen Teile dient. Auf dem Grundrahmen 12 liegt ein Zwischenrahmen 13 auf, der mit einer Aussparung 14 versehen ist, die zur Aufnahme und zur gleichzeitigen Auerichtung der Membran-Schalteinrichtung dient. Der Zwischenrahmen 13 und die in ihn eingesetzte Membran-Schalteinrichtung werden durch die Frontplatte 16 abgedeckt, die satt auf dem Zwischenrahmen 13 aufliegt und damit auf die Membran-Schalteinrichtung in ihrer Lage festhält. Die das Gehäuse der Tastatur bildenden Teile: Grundrahmen 12, Zwischenrahmen 13 und Frontplatte 16 sind zueinander ausgerichtet und durch Paßschrauben miteinander verschraubt. Eine mit Schrauben 21 befestigte Schutzplatte 20, die die Anschlußseite an der Frontplatte 16 abdeckt, vervollständigt das Tastaturgehäuse.

Die Aussparung 14 im Zwischenrahmen 14 bildet eine trapezförmige Fläche und sie 1st in der Tiefe so gewählt, daß in sie die aus vier Schichten bestehende Membran-Schalteinrichtung einsetzbar ist, die ebenfalls eine entsprechende trapezförmige Fläche aufweist. Die unterste Schicht der Membran-Schalteinrichtung besteht

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aus einer Schaltungskarte 23, auf deren Grundkante ein Sockel 25 befestigt 1st, der Kontakt-Buchsen enthält. Auf der Schaltungskarte 23 sind In einer bestimmten Verteilung und in festgelegten Abständen zueinander, Kontaktstücke der Membran-Schaltelnrichtung angeordnet. Leitungszüge, die in gedruckter oder geätzter Technik hergestellt wurden, verbinden die Kontaktstücke mit den Kontaktbuchsen im Sockel 25, dabei können diese Leitungszüge auf beiden Oberflächenseiten der Schaltungskarte 23 verlaufen. Der Sockel 25, der die in zwei Reihen nebeneinanderliegenden Kontaktbuchsen enthält, paßt genau in den Hohlraum 26 eines Kontaktsteckers 27 und bildet mit diesem zusammen eine lösbare elektrische Kupplungsver- | bindung. Der Kontaktstecker 27 ist Über ein mehradriges flexibles Kabel 28 mit dem datenempfangenden Gerät verbunden« Die Eingabetastatur 10 ist somit über den Sockel 25, den Kontaktstecker 27 und das flexible Kabel 28 an das datenempfangende Gerät angeschlossen. Die auf der Schaltungskarte 23 befestigten Kontaktstücke sind den in der Frontplatte 16 enthaltenen Etntast-Öffnungen 46 zugeordnet. Zehn Eintast-Öffnungen 46 bzw. Schaltkontakte sind für die Eingabe der Zahlen 0-9 bestimmt und die sechs restlichen Eintast-Öffnungen 46 bzw. Schaltkontakte dienen zur Eingabe von Steuerbefehlen. Das auf der Schaltungskarte 23 in der Nähe der Grundlinie befestigte Kontaktstück 35 hat auf der Frontplatte 16 keine zugeordnete Eintast-Öffnung 46. Dieses Kontaktstück 35 dient , auch nicht als Schaltkontakt, sondern vielmehr als gemeinsamer " Verbindungspunkt für die allgemeine Spannungsverteilung. Der Zweck des Kontaktes 35 wird später noch ausführlicher erläutert. Die Kontaktstücke sind in der Schaltungskarte 23 in plattierte Bohrungen eingesetzt, wobei diese Plattierung jeweils in die Leitungszüge übergeht, die wiederum zu den Kontaktbuchsen im Sockel 25 führen. Die Schaltungskarte 23 weist somit eine gute Kontaktsicherheit auf.

Auf der Schaltungskarte 23 liegt als nächste Schicht eine dünne Distanzkarte 37, die aus einem Isolierenden, maßbeständigen Material besteht. Diese Distanzkarte 37 ist mit siebsehn Löchern ver-

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sehen, die deckungsgleich mit den Kontaktstücken auf der Schaltungskarte 23 angeordnet sind und deren ausgestanzte Flächen in etwa den Flächen der darunterliegenden Kontaktstücke entsprechen. Das in der Distanzkarte 37 außerhalb der Reihen liegende ausgestanzte Loch 39 liegt über dem Verbindungskontakt 35. Auf der mit den Löchern versehenen Distanzkarte 37 liegt als nächste Schicht eine Membranplatte 40 auf, die ebenfalls aus einem maßhaltigen, elastischen und isolierenden Material besteht. Auf der unteren Oberflächenseite der Membranplatte 40 sind korrespondierend zu den Kontaktstücken auf der Schaltungskarte 23 und den Löchern in der Distanzkarte 37, sechzehn Kontaktelemente 41 befestigt, die elektrisch miteinander verbunden sind und zu einem gemeinsamen Kontaktelement 42 führen. In der Membran-Schalteinrichtung wirkt die Membranplatte 40 gewissermaßen als elastische Schaltfeder, die das bewegliche Kontaktelement 41 trägt, und die Schaltungskarte 23 mit den darauf befestigten Kontaktstücken dient als Amboß, während die Distanzkarte 37 den Abstand zwischen den Schaltkontakten bei geöffnetem Schalter bestimmt. Im ausgerichteten Zustand der Membran-Schalteinrichtung liegt das Kontaktelement 42 auf der Membranplatte 40, das als fester gemeinsamer Verbindungspunkt für die anderen sechzehn Kontaktelemente 41 dient über dem Loch 39 in der Distanzkarte 37 und dem Verbindungskontakt 35 in der Schaltungskarte 23. Infolge der festgelegten Dicke der Distanzkarte 37 hat das Kontaktelement 42 zunächst keine Verbindung mit dem darunterliegenden Verbindungskontakt 35, der im normalen Betriebszustand an Spannung liegt. Jedoch drückt bei der fertigmontierten Tastatur 10 ein auf der Unterseite der Frontplatte 16 angeordneter Ansatz, der sich über dieser allgemeinen Kontaktstelle 35, 42 befindet, auf die Membranplatte 40 und bewirkt dadurch, daß diese Kontaktstelle dauernd geschlossen ist. Bei angeschlossener Tastatur 10 und im betriebsbereiten Zustand liegen somit alle auf der Membranplatte 40 befestigten Kontaktelemente 41 über diese feste Kontaktverbindung 35, 42 dauernd an Spannung, über der Membranplatte 40 liegt als vierte Schicht eine Deckplatte 44 auf, die ebenfalls aus einem beständigen, flexiblen und isolierenden Material (z.B. Polyurethan) bestehen kann. Die Deckplatte

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44 ist in Ihrer Dicke so gewählt, daß sie den zwischen der Oberseite der Membranplatte 40 und der Unterseite der Frontplatte 16 bestehenden Zwischenraum ausfüllt. Die Frontplatte 16 enthält sechzehn konisch verlaufende, kreisförmige Eintast-Öffnungen, die sich in Richtung zur Rückseite der Frontplatte 16 hin verjüngen. Diese Eintast-Öffnungen 46 in der Frontplatte 16, und die Löcher in der Distanzkarte 37, die Kontaktstücke in der Schaltungskarte 23 und die Kontaktelemente 41 der Membranplatte 40 sind so angeordnet und zueinander ausgerichtet, daß sie genau Übereinanderliegen. Beim Einsetzen eines passenden Taststiftes 52 in eine der sechzehn Eintast-Öffnungen 46 in der Frontplatte 16, kann bei Ausübung eines zu sehr geringen Druckes auf den Taststift 52 der darunterliegende Schaltkontakt geschlossen werden, wozu nur ein minimaler Hub des Taststiftes 52 erforderlich ist, der etwa der Dicke der Distanzkarte 37 entspricht. Der betätigte Schaltkontakt bleibt so lange geschlossen, solange die Druckkraft auf den Taststift 52 einwirkt.

Außerhalb des Bereiches der Membran-Schalteinrichtung sind in der Frontplatte 16 und im Zwischenrahmen 13, drei öffnungen vorgesehen, in welche drei Signallampen 48, 49 und 50 eingesetzt sind. Diese drei Signallampen 48, 49, 50 sind anschlußmäßig mit den Kontaktbuchsen im Sockel 25 verbunden, mit der Schaltungs- Λ karte 23 stehen sie jedoch nicht in Verbindung. Die grünleuchtende Signallampe 48 zeigt die Betriebsbereitschaft des angeschlossenen datenempfangenden Gerätes an. Die klarleuchtende Signallampe 49 zeigt jeweils in ihrem Leuchtzustand an, daß die eingetasteten Zeichen als Signale in das empfangende Gerät eingegeben werden.. Das Aufleuchten dieser klaren Signallampe 49 ist eine Sicherheitsmaßnahme und gibt der Bedienungsperson sichtbar an, daß der dem eingetasteten Zeichen oder Steuerbefehl zugeordnete Schaltkontakt sich wirklich geschlossen hat und, daß außerdem eine übertragung und Aufnahme des Signals des eingetasteten Zeichens bzw. Steuerbefehls in das datenempfangende Gerät erfolgte. Durch das Aufleuchten der klaren Signallampe 49 wird der Bedienungsperson somit von dem datenempfangenden Gerät die richtige übertragung und Auf-

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nähme des eingetasteten Zeichens oder Steuerbefehls quittiert. Dieser sichtbaren Signalanzeige, durch die klare Signallampe 49 ist als Ergänzung noch ein akustisches Signal zugeordnet, das bei der Daten- bzw. Steuerbefehlübertragung von einer Schallquelle im Taststift 52 erzeugt wird. Die Wirkungsweise dieser hörbaren Signals-Anzeige-Einrichtung wird noch ausführlicher erläutert.

Bei einem gestörten Betriebszustand, oder bei einem Fehler leuchtet eine rote Signallmape auf und macht dadurch die Bedienungsperson darauf aufmerksam, daß eine Beseitigung der Störung, bzw. eine Berichtigung des Fehlers erforderlich ist.

Der zur Betätigung der Tastatur 10, d.h. der zur Eingabe der Zeichen- bzw. Steuerbefehle erforderliche Taststift 52 hat in etwa die Gestalt eines Schreibstiftes und wird auch ähnlich gehalten. Der Taststift 52 ist in der Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt und man ersieht daraus auch den inneren Aufbau. Aus einem rohrförmigen Gehäuse einer Hülse 53 ragt aus der Mitte einer Stirnseite ein Druckstift 55, durch den, falls er in eine der sechzehn Eintast-Öffnungen der Frontplatte 16 eingesetzt ist, das Schließen und öffnen des darunterliegenden Membran-Schaltkontaktes 82 gesteuert wird. Am entgegengesetzten Ende der Hülse 53 ist diese mit einer Bohrung 56 versehen, die als Einlaß für das eine Ende der Leitungsschnur 57 dient, welche den Taststift 52 mit der Tastatur 10 verbindet. Das andere Ende der Leitungsschnur 57 ist durch eine Bohrung 58 im Grundrahmen 12 in die Tastatur 10 eingeführt und über den Sockel 25 und einen Kontaktstift im Kontaktstecker 27 mit einer Ader des Kabels 28 verbunden. Die leitenden Adern der Leitungsschnur 57 sind im Taststift 52 mit dem Eingabeschalter 60 verbunden, der in der Hülse 53 des Taststiftes 52 auf der entgegengesetzten Seite vom Druckstift 55 fest auf einer Abschlußkappe 61 angeordnet ist. Der Eingabeschalter wird durch Druck von einem auf ihn einwirkenden in axialer Richtung beweglichen Stößel 62 betätigt. Zwischen dem Stößel 62 und den Druckstift 55 sind in der Hülse 53 hintereinanderliegend noch

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ein übertragungsglied 64 und eine Druckfeder 65 angeordnet. Wie man aus der Fig. 3 ersieht, ist das Übertragungsglied 64 durch die Druckfeder 65 aufwärts so vorgespannt, daß es mit seiner Stirnseite stets am Stößel 62 anliegt und sich im Gleichlauf mit diesem bewegt. Die zylindrische Druckfeder 65 liegteinerseits mit ihrem einen Ende auf einer ringförmigen Schalter-Stirnseite 66 des Druckstiftes 55 an und mit ihrem anderen Ende an einem Führungsansatz 67 des übertraguhgsgliedes 64. Der Druckstift 55 ist mit einem kolbenförmigen Ansatz 69 versehen, der sich von der ringförmigen Schalterseite 66 des Druckstiftes 55 aus in axialer Richtung durch die Druckfeder 65 in einen Hohlraum 70 im Über- ä tragungsglled 64 erstreckt. Das in den Hohlraum 70 einragende kolbenförmige Ansatzstück 69 ermöglicht somit einen Leerhub des Druckstiftes 55, wobei sich der Druckstift 55 unter Zusammen- , drückung der Druckfeder 6 5 relativ zum übertragungsglied 64 in axialer Richtung bewegen kann.

Wenn die gerundete Spitze des Druckstiftes 55 in eine der sechzehn Eintast-Öffnungen 46 in der Frontplatte 16 der Tastatur 10 gesteckt wird und dabei leicht auf die Oberfläche der Deckplatte 44 drückt, verschiebt sich relativ zur Hülse 53 des Taststiftes 52 der Druckstift 55, die Druckfeder 65, das übertragungsglied 64 und der Schaltstößel 62 nach oben, wodurch der Eingabeschalter 60 betätigt wird, da dessen Rückstellfeder schwächer ist als die Druckfeder 65.. Wirkt über den Druckstift 55 auf den Schaltstößel 62 eine Druckkraft ein, die größer ist als die zur Betätigung des Eingabeschalters 60 erforderliche Druckkraft, dann kann diese sich nicht schädlich auswirken, da diese überschußkräft durch die Druckfeder 65 begrenzt wird, die Druckfeder 65 verkürzt sich und das Ansatzstück 69 schiebt sich in den Hohlraum 70 des Ubertragungsgliedes 64, so weit bis die Spitze der Hülse 53 auf der Frontplatte 16 aufliegt und die Frontplatte 16 den überdruck aufnimmt.

Während des Betriebes wird von der Bedienungsperson die Tastatur in einer Hand gehalten, während der Taststift 52 in der anderen

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Hand, ähnlich wie ein Schreibstift gehalten wird. Die Zeichen und/oder Steuerbefehle werden über die Tastatur 10 und das daran angeschlossene Kabel 28 als elektrische Signale auf das empfangende Gerät dadurch eingegeben, daß der Druckstift 55 des Taststiftes 52 in eine Eintast-Öffnung 46 der Frontplatte 16, die dem zu übertragenden Begriff zugeordnet ist, eingesetzt wird und daß auf den Taststift 52 ein in axialer Richtung wirkender sehr geringer Druck ausgeübt wird, der jedoch so groß ist, daß er das Schließen des darunter angeordneten Membran-Schaltkontaktes in der Tastatur 10 und des Eingabeschalters 60 im Taststift 52 bewirkt. Der Eingabeschalter 60 (oder eine andere im Taststift oder in der Tastatur 10 angeordnete Schallquelle) erzeugt nach seinem Schließen einen für die Bedienungsperson gut hörbaren Ton, wodurch angegeben wird, daß das eingetastete Zeichen oder der eingegebene Steuerbefehl auf das empfangende Gerät übertragen wurde. Da der Eingabeschalter 60 zum Schließen seiner Kontakte eine größere Betätigungskraft benötigt als ein Membran-Schaltkontakt in der Tastatur 10, schließt in diesem Ausführungsbeispiel somit zuerst der Membran-Schaltkontakt und daran anschließend die Kontakte des Eingabeschalters 60. Durch diese serial aufeinanderfolgende Schließung der beiden Kontaktsätze ist somit gewährleistet, daß der Membran-Schaltkontakt des in die Tastatur 10 eingetasteten Zeichens bzw. Steuerbefehls bestimmt geschlossen wurde und durch das akustische und visuelle Signal wird angezeigt, daß auch der Eingabeschalter 60 sich geschlossen hat, daß die Verriegelung während der Eingabe aufgehoben wurde und daß das eingetastete Zeichen bzw. der Steuerbefehl auf das empfangende Gerät übertragen wurde.

Der Eingabeschalter 60 und die Erfordernis seiner Betätigung, sowie der von ihm oder einer anderen Schallquelle erzeugte Signalton sind gleichzeitig noch eine Verriegelung bzw. eine Sicherheitseinrichtung, die auch verhütet, daß eine ungewollte Eingabe, von Signalen in das an die Tastatur 10 angeschlossene Gerät erfolgt, z.B. bei einer starken Erschütterung der Tastatur 10, durch welche

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Membran-Schaltkontakte 41 kurzzeitig in der Tastatur 10 sich schließen könnten. Der Zwäng zur Betätigung von zwei Kontakten, (eines Membran-Schaltkontaktes 41 und des Eingabeschalters 6Q) bei der Eingabe beseitigt somit Unsicherheiten der Bedienungsperson bei der Eingabe, ob der Druck auf den Taststift 52 ausreichend war um den Membran-Schaltkontakt zu schließen. Eine Bedienung der Tastatur 10 die vom Gefühl des Bedieners abhängig ist, ist somit nicht erforderlich. Diese Sicherheitseinrichtung wirkt gewissermaßen als eine Verriegelung der Tastatur 10 bei der Eingabe von Zeichen bzw. Steuerbefehle die erst entriegelt wird, wenn die bedingten Forderungen erfüllt werden; und sie bewirkt * weiter, daß nur eine Eingabe mit dem richtigen, d.h. mit dem der Tastatur 10 zugeordneten Taststift 52 möglich ist, der durch die Leitungsschnur 57 mit der Tastatur 10 verbunden ist, da andere Ersatz-Taststifte den Eingabeschalter 60 nicht enthalten und demzufolge keine Entriegelung erfolgt. Dadurch wird auch vermieden, daß durch ungeeignete, nicht auf die Tastatur 10 angepaßte Taststifte eine Beschädigung der Membran-Schalteinrichtung erfolgt. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Bedienungsperson die erfolgte Übertragung der eingetasteten Zeichen bzw. Steuerbefehle durch einen hörbaren Ton und durch das Aufleuchten der klaren Signalleuchte 49 angezeigt bzw. quittiert.

Der Taststift 52 ist konstruktiv so ausgelegt, daß bei einer Überschreitung der zulässigen Druckkraft, die Hülse 53 des Taststiftes 52 sich über den Druckstift 55 schiebt, oder anders ausgedrückt, daß der Druckstift 55 voll in das Gehäuse des Taststiftes 52 zurückgezogen wird. Außerdem ist die Hülsenspitze des Taststiftes 52 so gestaltet, daß sie in die konisch geformten Eintast-Öffnungen 46 auf der Frontplatte 16 paßt und in diese einsetzbar ist, wo-* durch ein gewisser Halt und eine Führung erzielt wird. Die Eintast-Öffnungen 46 auf der Frontplatte 16 haben ihren kleinsten Durchmesser auf der Unterseite der Frontplatte 16, dabei ist dieser so gewählt, daß nur der Druckstift 55 diese Öffnung durchdringen kann und nicht die Hülsenspitze des Taststiftes 52. Wenn nun der

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Taststift 52 mit seiner Hülsenspitze in eine der konischen Eintast-öffnungen 46 eingesetzt wird, um den unter dieser öffnung 46 liegenden Membran-Schaltkontakt zu schließen, dann drückt der Druckstift 55, der die Eintast-Öffnung 46 durchdringt mit seiner Spitze auf die Deckplatte 44 der Membran-Schalteinrichtung. Dadurch wird die Deckplatte 44, die Membranplatte 40 und auch das Kontaktelement 41 nach unten ausgelenkt und das Kontaktelement 41 auf den Gegenkontakt in der Schaltungskarte 23 gedrückt, wodurch die Kontaktverbindung hergestellt ist. Damit die Membran-Schalteinrichtung nicht durch die Einwirkung einer übermäßigen Druckkraft beschädigt wird, die von der Bedienungsperson auf den Taststift 52 ausgeübt wird, sind die folgenden Maßnahmen vorgesehen. Bei Überschreitung eines vorbestimmten Druckkraftwertes wird die Druckfeder 65 zusammengedrückt und der kolbenförmige Ansatz 69 des Druckstiftes 55 schiebt sich in den Hohlraum 70 des Ubertragungsgliedes 64. Der daraus resultierende Leerhub des Druckstiftes 55 bewirkt, daß eine relative Verschiebung zwischen dem Druckstift 55 und der Hülse 53 des Taststiftes 52 erfolgt, was zur Folge hat, daß sich der aus der Hülse 53 ragende Teil des Druckstiftes 55 so weit verkürzt, daß die Spitze der Hülse 53 des Taststiftes 52 auf der Wand der konischen Eintast-Öffnung 46 der Frontplatte 16 anliegt und daß die überschüssige auf den Taststift 52 einwirkende Druckkraft von der Frontplatte 16 aufgenommen wird.

Nach der Eingabe der Zeichen bzw. der Steuerbefehle in Form elektrischer Signale auf das diese empfangende Gerät schließen sich in diesem Gerät Kontakte der Stromkreise für die Schallquelle und die Signalleuchte 49 die der Bedienungsperson die Eingabe quittieren, außerdem werden die eingegebenen Zeichen bzw. Steuerbefehle in zugeordneten Schaltungskreisen weiter verarbeitet. Wenn das datenempfangende Gerät bereit ist, Zeichen bzw. Steuerbefehle aus der als Eingabestation dienenden Tastatur IO aufzunehmen, dann leuchtet in der Tastatur 10 die grüne Signallampe 48 auf und zeigt damit die Betriebsbereitschaft an. Wenn die grjüne Signallampe 48

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erlischt, können keine Zeichen bzw. Steuerbefehle in die Tastatur 10 eingegeben werden da keine Übertragungen erfolgen. Ist die Tastatur 10 außer Betrieb, d.h. wenn keine Eingabe erfolgt, dann kann der zugehörige Taststift 52 in eine nicht dargestellte Halterung gesteckt werden.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tastatur ist es ein wesentliches Merkmal, daß zu deren Bedienung bei der Eingabe ein spezieller Taststift 52 erforderlich ist, der einen als Verriegelung dienenden Eingabe- * schalter 60 enthält, dessen Zweck es..ist, die ungewollte Eingabe von Zeichen evtl. bei Erschütterungen der Tastatur zu verhindern. Ein weiterer Zweck ist es, der Bedienungsperson die Eingabe zu erleichtern und die Betätigung der Tastatur vom Gefühl unabhängig zu machen und Unsicherheiten zu vermeiden. Außerdem wird der Bedienungsperson die übertragung der Eingabe durch das Aufleuchten einer Signallampe und durch einen hörbaren Ton quittiert. Ein weiteres wesentliches Merkmal ist, daß der Taststift 52 eine Sicherheitseinrichtung enthält, durch die eine Beschädigung der Membran-Schalteinrichtung verhindert wird.

Während bei diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Eingabeschalter 60 zu seiner Betätigung eine Druckkraft benötigte, die . ^ etwas größer ist als erforderliche Druckkraft zur Betätigung eines Membran-Schaltkontaktes, ist es auch möglicri für den Eingabeschalter eine gleiche oder kleinere Betätigungskraft zu wählen. Wesentlich ist, daß als Kriterium einer Eingabe-Übertragung zwei voneinander getrennte Kontaktsätze geschlossen sind. Desgleichen kann das akustische Signal das in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Eingabeschalter 60 erzeugt wurde, auch durch eine andere Schallquelle (z.B. einen Summer in Miniaturabmessüngen) der entweder im Taststift 52 oder im Gehäuse der Tastatur 10 angeordnet istf hervorgerufen werden. ··.- ...-.·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektromechanische Tastatur die mit einem Taststift zu betätigen ist und die elektrische Signale abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß unter der mit Eintast-öffnungen (46) versehenen Frontplatte (16) der Tastatur (10) Schaltkontakte angeordnet sind, daß der Taststift (52) durch eine Leitungsschnur (57) mit der Tastatur verbunden ist und daß er einen Eingabeschalter (60) und einen in dem Taststift verschiebbaren und in die Eintast-öf fnungen passenden Druckstift (55) enthält, daß der Eingabeschalter derart angeordnet ist, daß er bei wenigstens teilweise eingeschobenem Druckstift schließt und daß wenigstens eine Signal-Einrichtung vorgesehen ist, die bei gleichzeitig geschlossenem Eingabeschalter und einem Schaltkontakt die Eingabe anzeigt.

Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taststift (10) aus einer rohrförmigen, auf einer Seite konisch zulaufenden Hülse (53) besteht, in der hintereinanderliegend die in axialer Richtung beweglichen Teile, Druckstifte (55), eine zylindrische Druckfeder (65), ein übertragungsglied (64), ein Schalterbetätigungsstößel (62) und der fest mit der Hülse verbundene Eingabeschalter (60) angeordnet sind, und daß der Druckstift auf der konischen Endseite der Hülse in einer Bohrung geführt ist und aus dieser herausragt.

Tastatur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Betätigungskraft zum Schließen des Eingabeschalters etwas größer ist als die Druckkraft zum Betätigen eines Schaltkontaktes.

0098AR/1F51
Docket RO 968 027

4. Tastatur nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung einer unzulässig großen auf die Schaltkontakte und den Eingabeschalter einwirkenden Druckkraft eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist, daß diese aus einem die Druckfeder (65> durchdringenden kolbenförmigen Ansatz (69) des Druckstiftes (55) besteht der in eine Sacklochbohrung (70) im Übertragungsglied (64) einragt, daß der Druckstift und das Übertragungsglied durch die dazwischenliegende Druckfeder auseinander gehalten werden und daß der · a Druckstift bei einer unzulässig großen Druckkraft in den Taststift geschoben wird, so daß dessen Ende auf der Frontplatte aufliegt.

5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Eingabeübertragung im Taststift ein akustischer Signalgeber und/oder eine Signalleuchte (49) im Gehäuse der Tastatur angeordnet sind.

6. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte Bestandteile einer unter der Prontplatte angeordneten Membran-Schalteinrichtung sind. f

7. Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran-Schalteinrichtung übereinanderliegend und die gleiche flächenhafte Form aufweisend, eine Schaltungskarte (23), eine Distanzkarte (37) eine Membranplatte (40) und eine Deckplatte (44) enthält, daß die Schaltungskarte fest angeordnete Kontaktstücke und damit verbundene lieitungsaüge trägt, daß die Distanzkarte über den. ifontaktstückeix mit Löchern versehen ist _f daß aujE 4^:e>3? Unterseite der Merobranplatte Kontaktelement© Hill befestigt sind u&d. daß die Kontak.ts;tw?ke und Kontakt elemente die Scfea.ltkoatakte bilden.

8. Tastatur nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran-Schalteinrichtung in eine, dieselbe flächenhafte Form aufweisende Aussparung (14) im Gehäuse der Tastatur eingesetzt ist und daß die Frontplatte (16) die Membran-Schalteinrichtung abdeckt.

9. Tastatur nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungskarte (23) ein an Spannung liegendes Kontaktstück (35) enthält, das durch ein Loch (39) in der Distanzkarte (37) mit dem Kontaktelement (42) auf der Membranplatte (4O) durch ein aus der Frontplatte (16) ragendes Druckstück dauernd verbunden ist, und daß die auf der Unterseite der Merbranplatte (40) angeordneten Kontaktelemente (41) mit dem gemeinsamen Kontaktelement (42) verbunden sind.

10. Tastatur nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltungskarte (23) ein Kontaktbuchsen enthaltender Sockel (25) befestigt ist, daß die Kontaktstücke der Schaltungskarte mit den Kontaktbuchsen verbunden sind, und daß durch einen mit dem Sockel gekuppelten Kontaktstecker (27) ein flexibles Kabel (28) das Signalleitungen enthält, angeschlossen ist.

11. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastaturgehäuse einen, einen Hohlraum aufweisenden Grundrahmen (12), einen die Aussparung (14) enthaltenden Zwischenrahmen (13) und die Frontplatte (16) enthält.

12. Tastatur nach einem der Ansprüche 1, 5, 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Gehäuse verschiedenfarbige Signalleuchten (48, 49, 50) zur Anzeige der Betriebsbereitschaft, Eingabeübertragung und Fehler- bzw.

0098 46/155
Docket RO 968 027

- 19 Störung vorgesehen sind.

13. Tastatur nach einem der Ansprüche 1, 4, 6, 8, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintast-öffnungen (46) in der Frontplatte (16) trichterförmig gestaltet sind, und daß die Größe der Öffnungen an der Unterseite der Frontplatte so gewählt ist, daß sie nur den Durchtritt der Druckstifte (55) erlauben.

14. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge- j kennzeichnet, daß sie tragbar ist und daß sie eine Form aufweist, die so gewählt" ist, daß sie bei der Eingabe bequem in einer Hand zu halten ist.

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Docket RO 968 027