DE3007239C2

DE3007239C2 - Tastatur mit einer Vielzahl von Tastengliedern

Info

Publication number: DE3007239C2
Application number: DE3007239A
Authority: DE
Inventors: Reinhard 7531 Keltern Deeg; Oswald 7530 Pforzheim Hack
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1985-02-07
Also published as: ES499881A0; DE3007239A1; US4363942A; CH652348A5; GB2070518A; GB2070518B; ES8201068A1

Description

möglichen Verwerfungen der Trägerplatte elastisch anpassen bzw. umgekehrt Im Hinblick auf die reduzierten Anforderungen an die Planheit der Trägerplatte bietet es sich an, diese von vornherein in da¹= Oberteil des Tastaturgehäuses mit einzubeziehen. Dadurch ist eine sehr wirtschaftliche Herstellung des Tastenwerkes gegeben, das zudem durch ihre unmittelbare Zugänglichkeit mit dem Abheben des Gehäuseoberteils sehr wartungsfreundlich ist. Ein weiterer Vorteil ist das Einsetzen der Tastenglieder von oben in die Trägerplatte, das sowohl ein Bestücken als auch ein Auswechseln der Tastenglieder im eingebauten Zustand des Tastenwerkes jederzeit erlaubt Durch kundenspezifische Wünsche treten in der Tastaturbelegung Abweichungen in der Größenordnung von zehn Prozent auf. Durch das Ein- is setzen von oben bietet es sich an Grundtastaturen vorzufertigen, die später entsprechend den jeweiligen Kunrienwünschen nur noch komplettiert zu werden brauchen.

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine weitgehend schematisierte Darstellung einer Tastatur mit einem in das Gehäuseoberteil integrierten Tastenwerk in einer erfindungsgemäßen Ausführung im Schnitt 1-1 der F i g. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Tastatur der F i g. 1,

F i g. 3a das Tastenwerk der F i g. 1 im Schnitt I1I-III der F i g. 2 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3b eine Ansicht der in Fig.3a dargestellten An-Ordnung von der Unterseite der Trägerplatte her bei entfernter Leiterplatte und Schaltmatte und in linearer Ausrichtung,

F i g. 4 die Anordnung der Fig. 3a im Schnitt IV-IV,

F i g. 5 die Draufsicht auf die Anordnung der F i g. 4 im Schnitt V-V.

F i g. 1 zeigt eine Tastatur 1 im Schnitt I-I der F i g. 2. Das Gehäuse der Tastatur besteht aus einem Unterteil 2 und einem Oberteil 3. Im Gehäuseoberteil ist das Tastenwerk 4 vorzugsweise in der dargestellten Weise integriert, indem eine die Basis des Tastenwerks 4 bildende Trägerplatte 5 ein gemeinsames Teil mit dem Oberteil 3 ist. Es bietet sich daher an, dieses Teil nach einem Spritzgußverfahren in einem Arbeitsgang herzustellen. Eine nicht dargestellte alternative Ausführung ist denkbar, bei der ein mit einer entsprechenden Ausnehmung versehenes Gehäuseoberteil 3 vorgesehen ist, mit dem das Tastenwerk 4 über eine entsprechend ausgebildete Trägerplatte 5 lösbar verbunden ist.

F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf die Tastatur der F i g. 1, wobei eine Strichlinierung 4a die gedachte Trennungslinie zwischen dem Gehäuseoberteil 3 und dem Tastenwerk 4 darstellt.

F i g. 1 gibt einen Überblick über den Aufbau des Tastenwerkes 4. Zur Versteifung der Trägerplatte 5 ist diese an der Unterseite mit gleichmäßig beabstandeten Rippen 8 versehen, die gemäß Fig.3b im Kreuzverband angeordnet sind. In der Mitte zwischen den Rippen 8 sind in der Trägerplatte 5 Tastenführungen 6 (F i g. 5) für die das Tastenfeld bildenden Tastenglieder 14 vorgesehen. Die Trägerplatte 5 ist entsprechend dem Betätigungshub der Tastenglieder 14 gegenüber der Oberfläche 3a des Gehäuseoberteils 3 abgesenkt. Die Trägerplatte 5 hat an ihrer Oberseite zwischen den Tastenreinen stegartige Partien 7, deren Oberflächen Ta init der Oberfläche 3a des Gehäuseoberteils 3 in einer Ebene liegen. Desgleichen die Oberfläche 7 a der innerhalb der Sirichlinierung 4a liegenden Anschlußflächen zum Gehäuseoberteil 3. Die Länge der Rippen 8 steht im direkten Ve'rhältnis zum Betätigungshub der Tastenglieder 14. Die Rippen sind innerhalb enger Toleranzen untereinander gleich lang. In Anlage an diesen Rippen 8 ist eine Leiterplatte 12 mit einer aufgelegten Schaltmatte IO durch Verschraubung 9 in einem definierten Abstand fest mit der Trägerplatte 5 verbunden. Die Schaltmatte 10 hat in bekannter Weise eine Vielzahl von Kontaktnoppen 11, die im Teilungsabstand der Tastenglieder 14 angeordnet sind und in den Raum zwischen die, quadratische Felder (F i g. 3b) umschließende Rippen 8 ragen. Die im wesentlichen aus Tastenknopf 15 und Tastenstößel 16 bestehenden Tastenglieder 14 werden von oben in die erwähnten Führungen in der Trägerplatte 5 eingesetzt Sie rasten in noch näher zu beschreibender Weise hinter der Trägerplatte 5 ein. Die Raststellung bestimmt gleichzeitig die Ausgangslage der Tastenglieder 14, in der die Tastenstößel 16 die jeweilige Kontaktnoppe 11 leicht andrücken. Den Tastengliedern 14 wird dadurch ohne zusätzliche Federung die leichte Vorspannung vermittelt, die nach den Richtlinien für ergonomisch gestaltete Tastaturen vorzusehen ist Durch den definierten, eng tolerierten Abstand der Schaltmatte 10 von der Trägerplatte 5 ist gewährleistet, daß auch die Vorspannung der Tastenglieder 14 weitgehend konstant ist und die Differenz der Betätigungskraft zwischen benachbarter. Tastengliedern nicht größer als 0,05 N ist Abgesehen von entsprechenden Richtlinien bestimmen diese Werte maßgebend die Güte der Bedienbarkeit einer Tastatur.

F i g. 3a stellt das Tastenwerk der F i g. 1 im Schnitt IH-III der F i g. 2 im vergrößerten Maßstab dar. F i g. 3b zeigt die Darstellung der F i g. 3a in einer Ansicht von unten bei entfernter Schaltmatte 10 und Leiterplatte 12. Die vergrößerte Darstellung läßt die Art der Verrastung der Tastenglieder 14 in der Trägerplatte 5 erkennen. Gemäß F i g. 4 und 5 ist der runde Tastenstößel 16 mit diametral angeordneten Führungsstegen 17 versehen, so daß sich ein verdrehungssicherer Querschnitt gemäß Fig.5 ergibt. Die Trägerplatte 5 ist entsprechend F i g. 3b jeweils in der Mitte der durch die Rippen 8 gebildeten Quadrate mit einer dem genannten Querschnitt entsprechenden Führungsloch 19 versehen. Entsprechend Fig.4 und 5 sind im Bereich des zylindrischen Teils der Tastenstößel 16 schalenförmige Führungen 6 in Fortsetzung der Löcher 19 angeordnet, wodurch die vertikale Beweglichkeit der Tastenglieder 14 ausreichend stabilisiert ist. Die Führungsstege 17 sind am Ende in Längsrichtung etwa bis zur Hälfte mit einem Schlitz 17a versehen. Die dadurch entstehenden federnden Zungen sind am Ende mit nach außen gerichteten Rastnasen 176 versehen. Diese Rastnasen haben einen dreieckigen Querschnitt. Über die entsprechenden Schrägflächen in Verbindung mit dem federnden Nachgeben der Zungen läßt sich das einzelne Tastenglied 14 von oben in die Trägerplatte 5 einsetzen. Die Rastnasen 176 greifen dabei im eingeführten Zustand unter die Trägerplatte 5 und halten das jeweilige Tastenglied 14 in der Ausgangsstellung, in die es durch die leicht angedrückte Kontaktnoppe 11 gedrängt wird. Durch die doppelseitige Abschrägung der Rastnasen YIb können die Tastenglieder 14 unter Überwindung der Federwirkung der Rastzungen dem Tastenwerk wieder entnommen werden. Die dazu erforderliche Kraft ist jedoch um ein Mehrfaches größer als der Druck, den die Kontaktnoppen 11 auf die eingesetzten Tastenglieder 14 in der Ausgangsstellung ausüben.

In Fig. 3a ist das mittlere der Tastenglieder 14 in

betätigter Stellung gezeichnet. Der Dom der Kontaktnoppe 11 ist durch den Tastenstößel 16 nach innen gedrückt. Eine Kontaktpille 11a im Innern der Kontaktnoppe 11 liegt dabei auf z. B. zwei benachbarten, nicht sichtbaren Leiterbahnen der Leiterplatte 12 auf und schließt dadurch einen bestimmten Stromkreis. Die Führungsstege 17 sind etwas kürzer als der Tastentstößel 16, um eine Berührung mit der Kontaktnoppe 11 im eingedrückten Zustand zu vermeiden.

Wie eingangs erwähnt, kann die Belegung des Tastenfeldes von Anwender zu Anwender verschieden sein. Für nicht benutzte Tastenplätze sind daher Leerfeldkappen 18 vorgesehen. Diese sind im unteren Teil wie die Tastenglieder 14 ausgebildet und rasten entsprechend in die Trägerplatte 5 ein. Die Leerfeldkappen 18 sind gerade so hoch, daß ihre Oberflächen 18a im eingesetzten Zustand in der gleichen Ebene liegen wie die des Gehäuseoberteils 3.

Zur einwandfreien Funktion des Tastenwerkes ist eine extra Ausrichtung der Schaltmatte 10 auf die Tastenstößel 16 und eine entsprechende Zuordnung der Leiterplatte 12 zur Schaltmatte 10 erforderlich. Aus diesem Grunde sind im Gitterwerk der Rippen 8 mindestens zwei Paßstifte 8a vorgesehen, die in entsprechende Paßbohrungen in der Schaltmatte 10 und der Leiterplatte 12 greifen. Zum Befestigen der Schaltmatte 10 und der Leiterplatte 12 sind in gewissen Abständen die Kreuzungen der Rippen 8 verstärkt ausgebildet und mit Aufnahmebohrungen 8b versehen (Fig.3a). Entsprechend sind die Schaltmatte 10 und die Leiterplatte 12 mit Löehern versehen, durch die letztere über in die Bohrungen 8/> greifende Befestigungsmittel, vorzugsweise Schrauben 9, fest und im konstanten Abstand mit der Trägerplatte 5 verbunden. Dadurch ist gewährleistet, daß unabhängig von der Planheit der Trägerplatte 5 die räumliche Beziehung zwischen Tastenglied und Kontaktnoppe über die gesamte Ausdehnung des Tastenwerkes gleich ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40 45

60 65

Claims

1 2 Bisher ist es üblich, großflächige Tastenwerke mit ei- Patentansprüche: ner Vielzahl von Tastengliedern, wie sie bei elektrischen Schreib- oder ähnlichen Maschinen üblich sind, aus ein-

1. Tastatur bestehend aus Gehäuse und Tasten- zelnen Tastenelementen zusammenzustellen. Ein Prowerk, bei der das Gehäuse ein Unterteil und ein 5 spekt Ausgabe 9/78 der Firma TA Tekelec Airtronic. Oberteil und das Tastenwerk eine Trägerplatte hat München, zeigt Keytronic-Tastaturen, bei der das Ta in der Tastenglieder, bestehend aus Tastenknopf und stenwerk aus Einzel tasten bestehen, die durch »Snap-Tastenstößel, geführt sind, und die an der Unterseite in«-Montage in einem flachen Metallrahmen befestigt zwischen den Führungen der Tastenglieder Verstär- sind. Das Tastenwerk wird im Unterteil eines Tastaturkungsrippen hat an denen eine Kontaktanordnun- io gehäuses befestigt Das zugehörige Gehäuseoberteil hai gen tragende Leiterplatte anliegt dadurch ge- eine öffnung für die Tasten des Tastenfeldes, kennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (3) im In IBM-Technical Disclosure Bulletin. VoL21. No.4. Bereich des Tastenwerkes (4) als Trägerplatte (5) Sept. 1978, Seite 1538. ist der Auibau eines anderen Taausgebildet ist die an der Unterseite im Raum zwi- stenwerkes ausschnittweise gezeigt. Diese Ausführung sehen Führungen (6) der Tastenglieder (14) in Quer- 15 sieht ein für alle Tastenglieder gemeinsames Gehäuse und Längsrichtung durch Rippen (8) verstärkt ist, vor, das eine Trägerplatte mit Führungen für die Tastendaß eine kontaktgebende Schaltmatte (10) zwischen glieder hat. An der Unicrseite der Trägerplatte sind den Rippen (8) und der Leiterpktte (12) angeordnet parallel zueinander verlaufende Verstärkungsrippen anist, daß die Tastenglieder (14) von der Oberseite der geordnet, an denen eine Leiterplatte mit Kontaktanord-Trägerplatte (5) einsetzbar und durch einen 20 nungen anliegt Das Einsetzen der Tastenglieder erfolgt Schnappmechanismus (federnde Rastnasen i7b) am von unten, so daß diese erst montiert werden müssen, Herausfallen gehindert werden und daß der bevor das Gehäuse auf der Leiterplatte befestigt wer-Schnappmechanismus die obere Anschlaglage der den kann. Auch dieses Tastenwerk ist offensichtlich für Tastenglieder (14) bestimmt. eine Befestigung im Unterteil eines Tastaturgehäuses

2. Tastatur bestehend aus Gehäuse und Tasten- 25 vorgesehen.

werk, bei der das Gehäuse ein Unterteil und ein Eine weitere Ausführung eines Tastenwerkes mit ei-Oberteil und das Tastenwerk eine Trägerplatte hat nem gemeinsamen Träger für die Führung tier Tasteninder Tastenglieder, bestehend aus Tastenknopf und glieder und die Kontaktanordnungen zeigt die GB-PS Tastenstößel, geführt sind, und die an der Unterseite 14 95 495. Der Träger ist eine relativ dicke Platte mit zwischen den Führungen der Tastenglieder Verstär- 30 kreuzweise angelegten Nuten an der Unterseite, in dekungsrippen hat, an denen eine Kontaktanordnun- nen Kontaktstreifen aus Metall fest angeordnet sind, gen tragende Leiterplatte anliegt dadurch gekenn- Dieses führt bei der Herstellung des Trägers auf spritzzeichnet daß die Trägerplatte (5) in einem Aus- technischem Wege wegen der unterschiedlichen Mateschnitt des Gehäuseoberleils (3) befestigt ist und an rialdicken zu Verspannungen. Ein großflächiger Träger der Unterseite im Raum zwischen Führungen (6) der 35 kann sich dadurch bis zur Unbrauchbarkeit verziehen. Tastenglieder (14) in Quer-und Längsrichtung durch Die Tastenglieder sind lose von oben eingesetzt. Sie Rippen (8) verstärkt ist, daß eine kontaktgebende werden durch eine elastische Klarsichtfolie am Heraus-Schaltmatte (10) zwischen den Rippen (8) und der falten gehindert. Ein nachträgliches Auswechseln ist da-Leiterplatte (12) angeordnet ist und daß die Tasten- durch nicht möglich. Die Kontaktstreifen haben nach glieder (14) von der Obersaite der Trägerplatte (5) 40 unten gerichtete Kontaktbuchsen, über die das Tasteneinsetzbar und durch einen Schnappmechanismus werk mit einer z. B. im Unterteil eines Gehäuses befe-(federnde Rastnasen 17tyam Herausfallen gehindert stigten Steckerplatte elektrisch und mechanisch verbunwerden und daß der Schnappmechanismus die obere den ist.
Anschlaglage der Tastenglieder (14) bestimmt. Allen diesen bekannten Tastenwerkausführungen ist

3. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 45 gemeinsam, daß sie notwendiger Weise im Unterteil eikennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) gegenüber nes Tastaturgehäuses befestigt sind. Weiterhin ist ein der Oberfläche (Za) des Gehäuseoberteils (3) um den nachträgliches Auswechseln oder Nachrüsten einzelner Betätigungshub der Tastenglieder (14) tiefer liegt Tastenglieder nicht oder nur mit hohem Arbeitsaufund daß die Trägerplatte (5) an der Oberseite stegar- wand möglich.

tige Partien (7) hat, deren Oberflächen (7a) mit der 50 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Tasta-

Oberfläche {3a) des Gehäuseoberteils (3) in einer tür mit einer Vielzahl von Tastengliedern zu schaffen,

Ebene liegen. deren Einzelteile wirtschaftlich hergestellt werden kön-

4. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2. dadurch ge- nen und die einfach aufgebaut ist und ein einfaches kennzeichnet, daß zum Befestigen der Kontaktan- nachträgliches Auswechseln der Tastenglieder ermögordnung (10, 12) die Kreuzpunkte der Rippen (8) 55 licht.

zum Teil verstärkt sind und daß diese verstärkten Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

Stellen Befestigungslöcher (Zb) haben. Teil des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 angegebe-

5. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- nen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorkennzeichnet, daß die Stößel (16) der Tastenglieder teilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes (14) einen profilierten Querschnitt haben und daß die m> auf.

Löcher in den Führungen (6) und der Trägerplatte Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen

(5) eine entsprende Form haben. insbesondere darin, daß durch die besondere Ausbil

dung die Trägerplatte als einteiliges Spritzgußteil aus

einem thermoplastischen Werkstoff hergestellt werden

65 kann. Dabei werden an die Planheit der Trägerplatte keine hohen Anforderungen gestellt, da sich die flächen-

Die Erfindung geht aus von einer Tastatur gemäß haft ausgebildeten Kontaktmittel, z. B. Schaltmatte und/ dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder Anspruch 2. oder Leiterplatte, durch die formschlüssige Verbindung