DRUCKTASTE

Die Erfindung betrifft eine Drucktaste gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Drucktasten, die auch als Keyboardtaster bezeichnet werden, sind das Betätigungselement von Dateneingabegeräten, wie beispielsweise von Tastaturen, zur fehlerfreien Text-, Befehlsund Dateneingabe. Diese Tasten müssen unter anderem einen feinfühligen Kraft-Weg-Verlauf gewährleisten, der bei modernen Tastaturen vornehmlich durch ein nach Betätigung der Taste die Rückstellung bewirkendes Silikonfederelement erzeugt wird, das einem mit der Tastenkappe fest verbundenen Stößel bei Tastenbetätigung entgegenwirkt. Kommt es aufgrund einer exzentrischen Betätigung der Taste zu einem Kippmoment, so entsteht in der Tastenführung Reibung, die bis zum Klemmen des Stößels führen kann.

Um ein Klemmen von Tasten zu verhindern, werden diese mit ausgeklügelten Geometrien, zum Teil mehrteilig und unter Einsatz von speziellen Gleitwerkstoffen, hergestellt. Bei Mehrfachtasten werden dann Parallelführungsbügel benötigt, um das Kippmoment auszuschalten.

Eine Einzeltaste ist aus EP-0 122 128 bekannt. Die dortige Tastenkappe weist einen zylinderförmigen Stößel auf, an den zwei axiale Führungsstege angeformt sind, die jeweils am Stößelende einen radial abstehenden Hakenansatz aufweisen. Zum Halten der Tastenkappe ist in einem Gehäuse eine den Stößel aufnehmende schachtartige Führungsöffnung vorgesehen, die zum Fixieren der Führungsstege und ihrer Hakenansätze entsprechende Längsnuten aufweist. Der Stößel selbst ist durch einen Spalt längsgeteilt, wobei jedem Stößelteil ein Führungssteg zugeordnet ist. Mit Hilfe des Spaltes, der ein federndes Zusammendrücken der beiden Stößelteile erlaubt, erfüllen die Hakenansätze die Funktion von Schnapphaken, die sich an in den Längsnuten befindlichen Rampenkörpern verhaken und ein Herausfallen der Tastenkappe aus dem Gehäuse verhindern. Zur Führung einer mit einem solchen Stößel versehenen Tastenkappe wird auch die Innenwand der Führungsöffnung verwendet, da die Hakenansätze nur ein seitliches Führen der Führungsstege in den Längsnuten zulassen und die Tastenkappe deshalb leicht zur Stirnseite eines Führungsstegs kippen könnte. Durch die somit vorhandenen Reibungsflächen können sich beim Betätigen einer derartigen Taste störende Reibungskräfte entwickeln.

Eine demgegenüber bessere und leichtgängigere Tastenkappenführung wird mit der aus EP-0 301 385 (nächstliegender Stand der Technik) bekannten Einzeltaste erreicht, die unter ihrer Tastenkappe einen zylinderförmigen Stößel aufweist, an dessen Außenseite zwei diametral gegenüberliegende, axiale Führungsstege angeformt sind. Außerdem weist der hohl ausgebildete Stößel an seinem Ende zwei diametral gegenüberliegende Wandungszungen auf, die an ihren freien Enden mit jeweils einem radial nach außen abstehenden Schnapphaken versehen sind. Die Einzeltaste ist in einem Gehäuse angebracht, das eine schachtartige Führungsöffnung aufweist, in welcher der mit einem Ende gegen ein Federelement wirkende und mit den Führungsstegen sowie Schnapphaken versehene Stößel axial verschiebbar ist. Der Stößel wird mit seinen Führungsstegen in Längsnuten geführt, die in passend zugeordneter Weise an der Innenseite der schachtartigen Führungsöffnung vorgesehen sind. Die unverlierbare Halterung der Taste im Gehäuse erfolgt mit Hilfe der Schnapphaken, denen dazu jeweils eine mit einem Rampenkörper versehene Haltenut an der Innenseite der schachtartigen Führungsöffnung zugeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Führung für eine Drucktaste so zu gestalten, daß zum einen ein Klemmen der Taste bei einfachem einteiligem Aufbau zuverlässig verhindert wird und daß zum anderen mit Ausnahme der sehr langgestreckten Leertaste einer Tastatur auch Mehrfachtasten gebaut werden können, die keinen Parallelführungsbügel mehr zum Ausschalten des Kippmoments bei Betätigung benötigen.

Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Von großer Bedeutung ist der Gedanke, die am Stößel angebrachten Gleitzylinder der Drucktaste außerhalb des bei modernen Tastaturen durch eine Silikonfeder gebildeten Federelements zu legen. Durch diese im Patentanspruch angegebene Querschnittsgestaltung der Tastenführung ist es möglich, im Vergleich zu den bekannten Drucktastenlösungen eine größere Führungslänge der Drucktaste zu realisieren. Bei Verwendung einer Silikonfeder beispielsweise verlängert sich die Führungslänge um die Höhe der gedrückten Silikonfeder. Die damit erreichte Führungslänge ermöglicht es, alle in einem genormten Tastatur-Layout vorkommenden Ein- und Mehrfachtasten mit Ausnahme der Leertaste ohne den Einsatz von Parallelführungsbügeln oder hochwertigen Gleitwerkstoffen auszuführen.

Durch das Trennen der die Schnapphaken an ihren freien Enden tragenden Zungen vom Stößel wird es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, diese Schnapphakenzungen in Axialrichtung gegenüber der Länge des Stößels verkürzt auszubilden. In vorteilhafter Weise sind dabei zwei sich im wesentlichen diagonal gegenüberliegende, jeweils einen Schnapphaken an ihrem freien Ende tragende Zungen mit dem Rand der Tastenkappe fest verbunden, wobei dann in dazu passender und zugeordneter Weise mit Abstand zur schachtartigen Führungsöffnung zwei Einschnappöffnungen mit Hinterschnitt zur Aufnahme der Schnapphaken vorgesehen sind.

Die Geometrie des Führungsstößels mit seinen verlängerten und über Versteifungsrippen verbundenen Gleitzylindern und die verkürzt ausgeführten Schnapphakenzungen ermöglichen eine industrielle Tauchschmierung in einem Flüssigfettbad oder in einem an der Oberfläche glattgestrichenen pastösen Fett. Damit kann sowohl für die Führung im Tastaturgehäuse als auch für die einteilige Drucktaste selbst ein einheitlicher Kunststoff ohne besondere Gleiteigenschaften, z.B. Polystyrol (PS), eingesetzt werden. Dies minimiert die Werkstoffvielfalt, was insbesondere bei einer späteren Trennung beim Recycling von Bedeutung ist, und senkt den Herstellungsaufwand ganz erheblich.

Die Drucktaste nach der Erfindung kann problemlos als ohne Parallelführungsbügel versehene Mehrfachtaste ausgebildet werden, wobei dann an ihrer Tastenkappe unten zusätzlich außer dem im wesentlichen zentral angeordneten, die Gleitzylinder aufweisenden Stößel parallel daneben noch eine oder mehrere Hilfsführungen fest angeordnet sind, die in Axialrichtung kürzer als der Stößel ausgebildet sind. Diese Hilfsführungen weisen im wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie der Stößel mit seinen über die Versteifungsrippen fest verbundenen Gleitzylindern auf und sind in im Gehäuse zugeordnet angeordneten Führungsöffnungen geführt, welche die gleiche Gestaltung wie die schachtartigen Pührungsöffnungen für die mit den Gleitzylindern versehenen Stößel haben.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele noch erläutert. Es zeigen:

• FIG. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einzeldrucktaste nach der Erfindung von schräg oben,
• FIG. 2 eine perspektivische Ansicht der in FIG. 1 gezeigten Einzeldrucktaste von schräg unten,
• FIG. 3 eine diagonale Seitenansicht der gleichen Einzeldrucktaste mit Silikonfeder,
• FIG. 4 das Prinzip der Tauchschmierung bei einer entsprechend den FIG. 1 bis 3 ausgeführten Einzeltaste,
• FIG. 5 eine perspektivische Ansicht von schräg unten einer entsprechend der Erfindung ausgeführten geraden Mehrfachdrucktaste ohne Parallelführungsbügel,
• FIG. 6 eine perspektivische Ansicht von schräg unten einer entsprechend der Erfindung ausgeführten gewinkelten Mehrfachdrucktaste ohne Parallelführungsbügel,
• FIG. 7 eine perspektivische Ansicht einer schachtartigen Führungsöffnung zur Aufnahme einer entsprechend den FIG. 1 bis 3 ausgeführten Einzeltaste in einem Tastaturgehäuse von schräg unten,
• FIG. 8 eine perspektivische Ansicht der schachtartigen Führungsöffnung der FIG. 7 in einem Tastaturgehäuse von schräg oben,
• FIG. 9 eine Diagonalschnittansicht durch die Tastenführung in einem Tastaturgehäuse in der Ausgangsstellung einer Drucktaste nach der Erfindung, und
• FIG. 10 eine Diagonalschnittansicht durch die Tastenführung in einem Tastaturgehäuse in der Endstellung der Drucktaste nach FIG. 9.

In den FIG. 1 bis 3 ist für eine Einzeltaste eine aus einem formstabilen Kunststoff, z.B. Polystyrol, bestehende Tastenkappe 1 dargestellt, die sich aus einem Deckelteil 2 und einem diesen darunter in Axialrichtung verlängernden Stößel 3 zusammensetzt. Der Deckelteil 2 besteht, wie bei einer Tastatur-Drucktaste üblich, aus einer quadratischen Tastenhaube 4, auf die oben ein etwa pyramidenstumpfförmiger Tastenkopf 5 aufgesetzt ist, dessen Deckfläche 6 als Griffmulde ausgeformt ist. Auf der dem Tastenkopf 5 gegenüberliegenden Seite der Tastenhaube 4 ist der von der Tastenhaube 4 senkrecht nach unten abstehende zylindrische Stößel 3 fest angebracht. Wie FIG. 2 zeigt, ist der Stößel 3 als gerader Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. An seiner Außenseite sind mit gleichen Winkelabständen zueinander vier Versteifungsrippen 7 angeformt, an deren freien radialen Endflächen jeweils ein parallel zur Drucktastenlängsachse verlaufender Gleitzylinder 8 fest angebracht ist. Die sich paarweise diagonal gegenüberliegenden vier Versteifungsrippen 7 mit ihren Gleitzylindern 8 sind am Stößel 3 so angeordnet, daß zwei gedachte, jeweils durch zwei sich diametral gegenüberliegende Versteifungsrippen 7 verlaufende Ebenen auch durch die Eckkanten der quadratischen Tastenhaube 4 gehen.

Am Rand der Tastenhaube 4 sind zwei sich etwa diagonal gegenüberliegende Zungen 9 angebracht, die jeweils an ihrem freien Ende einen nach außen hin abstehenden Schnapphaken 10 aufweisen. Die Zungen 9 erstrecken sich parallel zur Drucktastenlängsachse und wirken als rückfedernde Schnapparme. Gegenüber der Länge des Stößels 3 sind die Zungen 9 mit den Schnapphaken 10 an ihren Enden kürzer ausgebildet.

Die vier Gleitzylinder 8, die jeweils über eine Versteifungsrippe 7 fest mit dem Stößel 3 verbunden sind, sind nach unten hin länger als der Stößel 3 selbst ausgebildet. Wie aus FIG. 3 hervorgeht, ist die Tiefe der Versteifungsrippen 7 so bemessen, daß die Gleitzylinder 8 außerhalb eines von unten gegen den Stößel 3 wirkenden, als Silikonfeder 11 ausgebildeten Federelements zu liegen kommen.

Wie FIG. 4 zeigt, ermöglicht die Geometrie des Stößels 3 mit seinen verlängerten Gleitzylindern 8 und den verkürzten, jeweils mit einem Schnapphaken 10 versehenen Zungen 9 eine Tauchschmierung von Drucktasten in einem Schmiermittelbad 12. Das Schmiermittel kann ein flüssiges oder ein an der Oberfläche glattgestrichenes pastöses Fett sein. Die Eintauchtiefe T entspricht dem vertikalen Abstand zwischen dem äußersten Ende der Schnapphaken 10 und dem äußersten Ende der vier gleich langen Gleitzylinder 8.

In den FIG. 5 und 6 sind für zwei verschieden geformte Mehrfachtasten aus einem formstabilen Kunststoff, z.B. Polystyrol, bestehende Tastenkappen 13 bzw. 14 dargestellt, die sich aus einem Deckelteil 15 bzw. 16, einem diesen darunter in Axialrichtung verlängernden Stößel 17 bzw. 18 und einer Hilfsführung 19 bzw. 20 zusammensetzt. Der Deckelteil 15 besteht im Ausführungsbeispiel der FIG. 5 aus einer rechteckförmigen Tastenhaube 21 und im Ausführungsbeispiel der FIG. 6 aus einer gewinkelten Tastenhaube 22, auf die oben ein seitlich abgeschrägter Tastenkopf 23 bzw. 24 aufgesetzt ist, dessen Deckfläche 25 bzw. 26 als Griffmulde (in FIG. 5 und 6 nicht sichtbar) ausgeformt ist. Auf der dem Tastenkopf 23 bzw. 24 gegenüberliegenden Seite der Tastenhaube 21 bzw. 22 ist der von der Tastenhaube 21 bzw. 22 senkrecht nach unten abstehende zylindrische Stößel 17 bzw. 18 in im wesentlichen zentraler Position fest angebracht. Zusätzlich ist unten am Tastenkopf 23 bzw. 24 außer dem Stößel 17 bzw. 18, der wie derjenige der Einzeldrucktaste nach den FIG. 1 bis 3 aufgebaut ist, parallel daneben noch die Hilfsführung 19 bzw. 20 fest angeordnet, die in Axialrichtung kürzer als der Stößel 17 bzw. 18 ausgebildet ist und im wesentlichen die gleiche Querschnittsform wie der Stößel 17 bzw. 18 aufweist.

Zum Fixieren der in den FIG. 1 bis 3 dargestellten Tastenkappe 1 einer Einzeltaste dient ein in der FIG. 7 (schräg von unten) und in der FIG. 8 (schräg von oben) dargestelltes Gehäuse 27 mit einer schachtartigen zylindrischen Führungsöffnung 28, in der ein nach oben abgegrenzter Freiraum 29 zur Aufnahme einer Silikonfeder (in FIG. 7 und 8 nicht dargestellt) vorgesehen ist. An ihrer Innenseite ist die schachtartige Führungsöffnung 28 mit vier axialen Längsführungen 30 versehen, die sich paarweise diametral gegenüberstehen und deren diametrale Ebenen zueinander einen rechten Winkel einschließen. Die Längsführungen 30 sind den Gleitzylindern 8 (dargestellt in den FIG. 1 bis 3) in ihrem Berührungsbereich formmäßig angepaßt und erstrecken sich über die gesamte Höhe der schachtartigen Führungsöffnung 28, schließen also auch die Höhe des Freiraums 29 der Silikonfeder ein. Außerdem sind im Gehäuse 27 noch zwei etwa diagonal gegenüberliegende Einschnappöffnungen 31 und 32 mit Hinterschnitt vorhanden. Die Einschnappöffnungen 31 und 32 sind im Gehäuse 27 so angeordnet und ausgebildet, daß die Schnapphaken 10 der in den FIG. 1 bis 3 dargestellten Tastenkappe 1 eingreifen können, so daß letztere unverlierbar in der schachtartigen Führungsöffnung 28 des Gehäuses 27 gehalten ist. Dabei werden die am Stößel 3 über die Versteifungsrippen 7 angebrachten Gleitzylinder 8 und damit die gesamte Tastenkappe 1 in den Längsführungen 30 der Führungsöffnung 28 axial verschiebbar geführt.

Die FIG. 9 und 10 zeigen jeweils im Diagonalschnitt die Tastenführung bei der Montage der Drucktasten für eine Tastatur. In der FIG. 9 ist die Ausgangsstellung der Drucktasten dargestellt. Die mit ihren Schnapphaken 10 in die Einschnappöffnungen des Gehäuses 27 eingehängte Tastenkappe 1 ist mit ihren am Stößel 3 fest angebrachten Gleitzylindern 8 in die Längsführungen 30 der schachtartigen Führungsöffnung 28 im Gehäuse 27 von oben eingeführt. Von unten steht die auf einer Silikonmatte 33 angebrachte und gegen eine Grundplatte 34 im Gehäuse 27 abgestützte Silikonfeder 11 gegen den Stößel 3 an. Aufgrund der Querschnittsgestaltung der Führung der Tastenkappe 1, deren Gleitzylinder 8 außerhalb der Silikonfeder 11 liegen, lassen sich die Gleitzylinder 8 im Vergleich zum Stößel 3 verlängert ausbilden, so daß eine um die Länge L verlängerte axiale Führung erreicht wird.

In der FIG. 9 ist die Endstellung der Drucktasten der Tastatur dargestellt. Die Tastenkappe 1 ist bis in ihre Endstellung gedrückt. Für die Silikonfeder 11 in ihrem zusammengedrückten Zustand steht ein Freiraum 35 zur Verfügung. Die Gleitzylinder 8 des Stößels 3 der Tastenkappe 1 treffen auβerhalb der Silikonfeder 11 auf die Silikonmatte 33 auf. Durch die im Vergleich zum Stößel 3 verlängert ausgebildeten Gleitzylinder 8 wird eine um die Länge L verlängerte axiale Führung erreicht.