CH578243A5

CH578243A5 -

Info

Publication number: CH578243A5
Application number: CH1559374A
Authority: CH
Original assignee: N Dimensions
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1974-11-22
Publication date: 1976-07-30
Also published as: FR2294484A1; US3879602A; BE823387A; GB1469800A; NL7415261A; NL153690B; FR2294484B1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Drucktastenfeld mit einer eine Anzahl Öffnungen aufweisenden Platte und einer Anzahl Tasten, von denen jede in einer der Öffnungen von Hand vertikal in eine untere Betriebsstellung bewegbar angeordnet und einem elektrischen Schalter zugeordnet ist, der aus einer normalen Ausgangsstellung durch Niederdrükken der Taste betätigbar ist und ein elektrisch leitendes, mit einem Stützende an der Unterseite der Platte nahe der betreffenden Öffnung derselben befestigtes Federglied aufweist, das sich in Längsrichtung über und hinter die Offnung erstreckt und mit einem elektrischen Kontakt versehen ist, der mit einem anderen, in fixierter Stellung unterhalb der Platte befindlichen Kontakt ausgerichtet ist.

Drucktastenfelder wurden viele Jahre lang verwendet zum Erzeugen der wahlweisen Eingangsdaten zu Schreibmaschinen, Kalkulatoren, Rechner und anderen Instrumenten, unabhängig davon, ob die tatsächliche Betätigung von Hand oder elektrisch erfolgte. In jüngerer Zeit wurde eine Anzahl von verhältnismässig kleinen batteriegetriebenen elektronischen Kalkulatoren, Druckern und ähnlichen Einheiten entworfen. Obwohl die Kosten eine Hauptüberlegung waren, brachte die Komplexität der Aufbauelemente und deren Zusammenbau derartige Einheiten mit Ausnahme sehr spezialisierter Fälle jenseits des wirtschaftlich gerechtfertigten Bereichs. Zum Beispiel kann ein Kalkulator, der multipliziert, dividiert, addiert und subtrahiert und dessen Kosten 400 Dollars erreichen, vernünftigerweise nicht von Schulkindern für erzieherische Zwecke verwendet werden, wo eine grosse Anzahl von Einheiten erforderlich ist.

Zusätzlich zu dem sich aus den verhältnismässig hohen Anfangskosten derartiger Einheiten ergebenden wirtschaftlichen Problem ergab ihr fortgesetzter und häufiger Gebrauch für erzieherische Zwecke verhältnismässig hohe Ersatz- und Unterhaltskosten, die das wirtschaftliche Problem weiter erschwerten.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines wirksamen, verhältnismässig einfachen, leicht herstellbaren, und billigen elektrischen Drucktastenfelds zum Einführen von von einer Bedienungsperson ausgewählten Eingangsdaten in elektronische Kalkulatoren, Rechner, Drucker oder ähnliche Vorrichtungen, wobei das Drucktastenfeld gleichzeitig eine verlängerte Lebensdauer aufweist und auch leicht zu unterhalten und/oder im Bedarfsfall zu reparieren ist.

Zur Erreichung dieses Ziels ist das erfindungsgemässe Drucktastenfeld dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende jedes Federgliedes ein Magnetelement angebracht ist, das in der Ruhestellung an einem an der Unterseite der Platte befestigten Magnetstreifen anliegt, und dass das Federglied nach Uberwinden der magnetischen Haltekraft durch entsprechend verminderten Fingerdruck auf die Taste weiterbewegbar ist, bis die beiden Kontakte sich unter seitlicher Verschiebung des beweglichen Kontaktes auf dem festen Kontakt bei wieder grösser werdendem Fingerdruck berühren.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Drucktastenfelds gemäss der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht der unteren Oberfläche des Drucktastenfelds;
Fig. 3 einen vergrösserten Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1;
Fig. 4, 5 und 6 der Fig. 3 entsprechende Querschnitte, die die Vorrichtung in unterschiedlichen Betriebsstellungen zeigen;
Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Kraft und der Verschiebung der Drucktasten beim Betrieb der Einheit.

Das in Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellte Gerät kann einen Kalkulator, Rechner, Drucker oder irgendeine andere Vorrichtung darstellen, die einen ausgewählten Eingang von alphanumerischen Daten und verwandten funktionellen Eingängen erfordert, etwa z. B. Addition, Multiplikation usw. Dieses Gerät enthält für den Fall eines Kalkulators eine vorzugsweise aus Plastikmaterial oder einem anderen isolierenden Material hergestellte Abdeckplatte 10 mit einer Vielzahl von Öffnungen 12, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl von Drucktasten 14 beweglich aufnehmen, die von einer Bedienungsperson aufgrund deren Auswahl der er forderlichen Eingangsdaten von Hand niedergedrückt werden können.

Im einzelnen verjüngen sich die Offnungen 12 sowie die angrenzenden Flächen der einzelnen Drucktasten nach aussen und beschränken somit die Aufwärtsbewegung der Drucktasten 14 auf die dargestellten Stellungen, vgl.

Fig. 3.

Die Drucktasten 14 werden vorzugsweise ebenfalls aus Plastikmaterial oder einem anderen isolierenden Material hergestellt. Jede Drucktaste weist in ihrer unteren Fläche einen zentralen Vorsprung 16 auf, der so angeordnet ist, dass er ein bewegliches Glied 18 berührt, dessen obere Stellung, wie in Fig. 3 dargestellt, seine unwirksame Stellung darstellt, das jedoch in Abhängigkeit von einem von Hand ausgeführten Niederdrücken der einzelnen Drucktaste 14 in ihre in Fig. 5 und 6 gezeigte wirksame Stellung eine Abwärtsbewegung durch die in Fig. 4 und 5 gezeigten Stellungen ausführen kann.

Im einzelnen nimmt das bewegliche Glied 18 vorzugsweise die Form einer Blattfeder ein, die von dem an der einzelnen Drucktaste 14 angebrachten Vorsprung 16 mittig berührt wird, wobei ein Ende der Blattfeder an einer Stromsammelschiene 20 befestigt ist. Eine Vielzahl von vorspringenden Blattfedern ist parallel angeordnet, wobei jede Blattfeder, wie in Fig. 2 gezeigt, an der Stromsammelschiene 20 befestigt ist und durch Kleben oder anderweitiges Befestigen an der unteren Oberfläche der Abdeckplatte 10 d'es Gehäuses angebracht ist.

Die Blattfedern 18 werden vorzugsweise zusammen mit der Stromsammelschiene 20 einstückig aus Phosphorbronze oder einem ähnlichen Federmaterial hergestellt, das sowohl elastisch ist, so dass die einzelnen Blattfedern 18, wie in Fig. 3 gezeigt, in ihren oberen unwirksamen Stellungen so gehalten werden, dass sie die zugehörigen Drucktasten 14 in ihren unwirksamen angehobenen Stellungen halten, als auch leitend ist, um einen elektrischen Übergang zu der einstückig verbundenen Stromsammelschiene 20 aus Phosphorbronze und zu einem angeschlossenen gemeinsamen nicht dargestellten elektrischen Schaltungspunkt herzustellen, der in den meisten Fällen eine elektrische Erdung darstellt.

Das entfernt gelegene freie Ende jeder Blattfeder 18 hinter dem Berührungspunkt mit dem vorspringenden Teil 16 der zugehörigen Drucktaste 14 ist so angeordnet, dass es die untere Oberfläche des Gehäuses unter der Eigenelastizität des Phosphorbronzematerials berührt, ist aber auch vorzugsweise mit einem Teil 22 aus ferromagnetischem Material versehen, der zu einem isolierenden Streifen 24 aus Magnetband aufwärtsgezogen wird, das geeignet in der unteren Oberfläche der Abdeckplatte 10 eingebettet ist.

Demnach hält ein einziger Streifen 24 die freien Enden der Blattfedern 18 nach oben in ihren oberen unwirksamen Stellungen und ergänzt somit die Haltekraft gegen das Niederdrücken, die sich aus der Eigenelastizität des Federmaterjals selbst ergibt. Wenn eine einzelne Drucktaste 14 anfänglich niedergedrückt wird, wird demnach die Abwärtsbewegung so wohl durch die Elastizität der Blattfeder 18 als auch durch die Haltekraft des Magnetstreifens 24 in höchstem Masse behindert. Folglich ist der anfängliche Kraftbedarf oder Fingerdruck der Bedienungsperson verhältnismässig gross, wo durch ein unbeabsichtigtes Niederdrücken einer einzelnen Drucktaste 14 vermieden wird.

Während eines solchen anfänglichen Niederdrückens wird die Blattfeder 18 mittig (vgl. Fig. 4) gegen die gesamte Haltekraft niedergedrückt, vgl. die graphische Darstellung bei Stellung A in Fig. 7. Ist einmal die magnetische Haltekraft überwunden, so bewegt sich die Blattfeder schnell von der in Fig. 4 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung, wobei die erfor derliche Handkraft beträchtlich abfällt, was bei Stellung B in der graphischen Darstellung von Fig. 7 angegeben ist. Ist die Stellung von Fig. 5 erreicht, so berührt ein Goldkontakt 26 am freien Ende der Blattfeder 18 einen darunter liegenden Kontakt 28 und der diesen Kontakt 28 aufweisende elektrische Kreis wird geschlossen. Auf diese Weise wird die Betriebsanordnung der Drucktaste 14 und der dazugehörigen Blattfeder 18 erzeugt, wobei der gewünschte Eingang zum Gerät geliefert wird.

Ist einmal ein derartiger Kontakt hergestellt, so bewirkt eine weitere Bewegung der Drucktaste 14 ein zusätzliches Verbiegen der Blattfeder, wie in Fig. 6 gezeigt. Wegen des sich aus dem Kontakt des freien Endes der Blattfeder 18 ergebenden erhöhten Widerstandes erhöht sich die zu einem solchen weiteren Niederdrücken der Drucker taste erforderliche Kraft, wie bei Stellung C in Fig. 7 angegeben. Somit wird der Bedienungsperson ohne weiteres angezeigt, dass der erforderliche elektrische Kontakt hergestellt wurde. Als Ergebnis der Durchbiegung der Blattfeder 18, vgl. Fig. 6, ergibt sich eine Abweichung von einem geradlinigen Verlauf zwischen dem Halterungspunkt der Blattfeder 18 und deren Endkontakt 26.

Als eine Folge hiervon wird dieser Kontakt 26 gezwungen, sich seitlich über den Kontakt 28 zu bewegen und erzeugt auf diese Weise automatisch in Abhängigkeit von jedem Kontaktgebungsvorgang eine reibende und reinigende Wirkung. Als Folge hiervon wird das Reinigen oder eine weitere Wartung auf vergrösserte Zeitintervalle vermindert und kann der gesamte Betrieb des Drucktastenfelds über eine verlängerte Lebensdauer ohne bedeutende Wartung oder Reparatur fortgesetzt werden, da das Phosphorbronzematerial, aus dem die Blattfedern 18 hergestellt sind, bekanntlich seine Elastizität über lange Zeit beibehält.

Unter Berücksichtigung, dass der Fingerdruck von verschiedenen Bedienungspersonen unterschiedlich ist, wird eine zusätzliche verhältnismässig einfache Vorrichtung in die Einheit eingebaut, die die Einstellung der erforderlichen Kraft zum Niederdrücken einer einzelnen Drucktaste 14 erleichtert und insbesondere ein gleichzeitiges Einstellen der erforderlichen Kraft zum Niederdrücken irgendeiner Drucktaste ermöglicht, so dass ein gleichmässiger Fingerdruckbedarf für alle Drucktasten erzielt wird. Diese Fingerdruckver änderung wird insbesondere im Hinblick auf Fig. 2 und 3 einfach durch Einbau eines Rosts 30 erzielt, der unter den Blattfedern 18 angrenzend an ihre Berührungsstellen mit der tragenden einstückigen Stromsammelschiene 20 angeordnet ist.

Dieser Rost ist in an die Seiten der Abdeckplatte 10 angrenzenden Schienen verschiebbar angeordnet für eine Gleitbewegung in Längsrichtung der Blattfedern, um auf diese Weise den Schwenkpunkt der Blattfedern 18 zu verändern, wodurch deren Hebelarm und ebenfalls die zum Niederdrükken einer einzelnen Drucktaste 14 erforderliche Kraft verändert werden. Zum Herstellen einer derartigen Einstellung ist ein an einer Kante des Rosts 30 nach unten abstehender Flansch mit einer Gewindeöffnung versehen, in die eine Einstellschraube 32 eingesetzt ist, die durch die abwärts weisende Kante der Platte 10 hindurchragt und an ihrem äusseren Ende mit einer Einstellmutter 34 verbunden ist, deren Drehung eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des gesamten Rosts und somit eine Veränderung der Fingerdruckbedürfnisse für alle Drucktasten bewirkt.

Da der Rost 30 an seinen Kanten verschiebbar getragen wird, damit eine dauernde Berührung mit den Blattfedern 18 am mittleren Teil des Gehäuses sichergestellt ist, wird der Rost 30 vorzugs weise aus ferromagnetischem Material hergestellt und wird von zusätzlichen magnetischen Streifen 36 an die untere Oberfläche des Gehäuses gezogen, vgl. Fig. 3. Die magnetische Anziehung dieser Streifen 36 zieht den angrenzenden Abschnitt des Rosts dagegen nach oben und drückt dementsprechend den angrenzenden Teil der Blattfeder 18 gegen die untere Oberfläche des Gehäuses.

Claims

PATENTANSPRUCH

Elektrisches Drucktastenfeld mit einer eine Anzahl Öffnungen aufweisenden Platte und einer Anzahl Tasten, von denen jede in einer der Öffnungen von Hand vertikal in eine untere Betriebsstellung bewegbar angeordnet und einem elektrischen Schalter zugeordnet ist, der aus einer normalen Ausgangsstellung durch Niederdrücken der Taste betätigbar ist und ein elektrisch leitendes, mit einem Stützende an der Unterseite der Platte nahe der betreffenden Öffnung derselben befestigtes Federglied aufweist, das sich in Längsrichtung über und hinter die Öffnung erstreckt und mit einem elektrischen Kontakt versehen ist, der mit einem anderen, in fixierter Stellung unterhalb der Platte befindlichen Kontakt ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende jedes Federgliedes (18) ein Magnetelement (22) angebracht ist,

das in der Ruhestellung an einem an der Unterseite der Platte (10) befestigten Magnetstreifen (24) anliegt, und dass das Federglied (18) nach Überwinden der magnetischen Haltekraft durch entsprechend verminderten Fingerdruck auf die Taste (14) weiterbewegbar ist, bis die beiden Kontakte (26, 28) sich unter seitlicher Verschiebung des beweglichen Kontaktes (26) auf dem festen Kontakt (28) bei wieder grösser werdendem Fingerdruck berühren.

UNTERANSPRÜCHE 1. Drucktastenfeld nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gitterrost (30) vorgesehen ist, welcher an der Platte (10) im Eingriff mit den Stützenden der Federglieder (18) befestigt und in die Längsrichtung der Federglieder (18) zur Festlegung der wirksamen Stützpunkte für die Federglieder (18) verschiebbar ist.

2. Drucktastenfeld nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Federglieder (18) einem elektrisch leitenden Sammelschienenglied (20), aus einem Stück bestehend, angeformt sind.

3. Drucktastenfeld nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich neben einer Vielzahl von Tastenöffnungen (12) ein einzelnes fixiertes magnetisches Glied (24) erstreckt, welches mit den magnetischen Elementen (22) an den freien Enden einer Vielzahl von Federgliedern (18) in Verbindung bringbar ist.