DE102013108945A1

DE102013108945A1 - Tactile switch element, safety mat and method for their preparation

Info

Publication number: DE102013108945A1
Application number: DE102013108945.3A
Authority: DE
Inventors: Sean McLaughlin; Bernhard Mitteregger; Arno Marto; Andreas Lettmann; Ralf Rechberger
Original assignee: SILCOS GmbH; Inovan GmbH and Co KG
Current assignee: SILCOS GmbH; Inovan GmbH and Co KG
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2015-02-19
Anticipated expiration: 2033-08-20
Also published as: DE102013108945B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tastschalterelement (2) mit einem ein Betätigungselement (5) aufweisenden Grundkörper (1) aus einem elastischen Material und mit einem eine Schnappscheibe (9) aufweisenden Kontaktelement (3), wobei das Betätigungselement (5) zu der Schnappscheibe (9) koaxial so ausgerichtet ist, dass ein auf das Betätigungselement (5) ausgeübter Hub zu einer reversiblen Einfederung der Schnappscheibe (9) führt. Das Kontaktelement (3) weist zumindest ein Befestigungselement (11) auf, das außerhalb des Wirkungsbereichs der Einfederung der Schnappscheibe (9) angeordnet ist und mit einem an dem Grundkörper (1) angeformten Widerlagerelement (7) zusammenwirkt.The present invention relates to a pushbutton element (2) with an actuating element (5) having a base body (1) made of an elastic material and with a snap disc (9) having contact element (3), wherein the actuating element (5) to the snap disc (9 ) is aligned coaxially so that a force exerted on the actuating element (5) stroke leads to a reversible deflection of the snap disc (9). The contact element (3) has at least one fastening element (11) which is arranged outside the effective range of the deflection of the snap-action disc (9) and cooperates with an abutment element (7) integrally formed on the base body (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tastschalterelement und eine Schaltmatte, die zumindest ein Tastschalterelement aufweist. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Schaltmatte mit Tastschalterelementen.The present invention relates to a key switch element and a switching mat, which has at least one key switch element. Moreover, the invention relates to a method for producing a corresponding switching mat with push-button elements.

Tastschalterelemente, die sogenannte Schnappscheiben aus Metall aufweisen, sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Bei Metallschnappscheiben handelt es sich um Federblechelemente, die in ihrer Axialrichtung infolge einer Krafteinwirkung einknicken und so eine Rückfederkraft ausbilden. In einer Einheit mit einem in der Regel starren Betätigungselement, über welches die Kraft aufgebracht wird, führt diese Rückfederkraft zu einer haptischen Rückmeldung an den Benutzer des Betätigungselements. So eignen sich aus einer Kombination aus einer Metallschnappscheibe und einem Betätigungselement bestehende Tastschalterelemente für einen Einsatz in sehr dünnen und leichten manuellen Bedienelementen, wie beispielsweise Folientastaturen.Tactile switch elements, which have so-called snap discs made of metal, are known in various designs. Metal snap discs are spring plate elements that buckle in their axial direction as a result of a force and thus form a springback force. In a unit with a generally rigid actuator over which the force is applied, this return spring force leads to a haptic feedback to the user of the actuator. Thus, from a combination of a metal snap disc and an actuator existing push-button elements are suitable for use in very thin and lightweight manual controls, such as membrane keypads.

Des Weiteren sind Tastschalterelemente bekannt, bei denen eine Elastomermembran, beispielsweise aus Silikon, mit zumindest einem Kontaktelement zusammenwirkt, das auf einer entsprechend unterhalb der Membran vorgesehenen Leiterplatine angeordnet ist. Mehrere derartige Tastschalterelemente können als Matrix in einer sogenannten Schaltmatte integriert sein, die aus einem Elastomer, vorzugsweise Silikon besteht.Furthermore, push-button elements are known in which an elastomeric membrane, for example made of silicone, interacts with at least one contact element which is arranged on a printed circuit board provided correspondingly below the membrane. Several such key switch elements can be integrated as a matrix in a so-called switching mat, which consists of an elastomer, preferably silicone.

Stehen für die einzelnen Komponenten der Tastschalterelemente nur sehr begrenzte Einbauräume zur Verfügung, wie beispielsweise bei Fernbedienungen, sind sehr kurze Schalt- bzw. Betätigungshübe erforderlich. Um solche, in Betätigungsrichtung sehr kurze Schalthübe zu bewerkstelligen, die dem Benutzer während der Betätigung dennoch ein ausreichendes haptisches Feedback bieten, wurden im Stand der Technik die beiden oben genannten Technologien miteinander kombiniert, indem eine Metallschnappscheibe unter einem aus Elastomer hergestellten Betätigungselement angebracht wurde, wobei sich die Haptik aus der Kombination und dem Aufbau beider Komponenten ergab. Stand for the individual components of the key switch elements only very limited installation space available, such as remote controls, very short switching or operating strokes are required. In order to accomplish such, in the direction of actuation very short switching strokes, which still provide the user with sufficient haptic feedback during actuation, the two above-mentioned technologies have been combined in the prior art by a metal snap disk was mounted under an elastomeric actuator, wherein The haptics resulted from the combination and the structure of both components.

Die DE 34 41 614 A1 und die DE 44 13 588 C2 offenbaren Schaltelemente aus Gummi bzw. Silikon, die mit einem entsprechenden Betätigungselement verbunden werden, wobei die Verbindung der Komponenten mittels Vulkanisation erfolgt. Aus der EP 1 014 408 B1 ist eine Ausführungsform eines Tastschalterelements bekannt, bei welchem die Schnappscheibe mit dem Betätigungselement einfach verklebt wird.The DE 34 41 614 A1 and the DE 44 13 588 C2 disclose switching elements made of rubber or silicone, which are connected to a corresponding actuating element, wherein the compound of the components is effected by means of vulcanization. From the EP 1 014 408 B1 An embodiment of a push-button element is known, in which the snap-action disc is simply glued to the actuating element.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2007 014 018 A1 ein Tastschalterelement, bei welchem ein im Wesentlichen zylinderförmiges Bedienelement, das aus einem Vollkörper aus einem Elastomer hergestellt ist, an einer axialen Stirnseite mit einer Schnappscheibe unter Stoff- oder Formschluss verbunden wird. Unter Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung kann die Schnappscheibe mit dem Bedienelement verklebt oder diese an die Schnappscheibe anvulkanisiert werden. Alternativ können die Schnappscheibe und das Bedienelement jeweils so ausgebildet sein, dass sie eine mechanische Rast- oder Steckverbindung eingehen. In beiden Fällen sollen die Schnappscheibe und das Bedienelement unter Ausbildung einer vormontierten Einheit eine verliersichere Verbindung ausbilden, die nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann. Furthermore, the DE 10 2007 014 018 A1 a key switch element, in which a substantially cylindrical control element, which is made of a solid body made of an elastomer, is connected at an axial end face with a snap-action disc with material or positive locking. Under formation of a cohesive connection, the snap disc can be glued to the control or vulcanized to the snap disk. Alternatively, the snap disc and the operating element can each be designed so that they enter into a mechanical latching or plug connection. In both cases, the snap disc and the control element to form a captive unit forming a preassembled unit that can not be solved without destroying.

Den oben geschilderten Herstellungstechniken des Verklebens oder Vulkanisierens bei den Ausführungsformen von Tastschalterelementen aus dem Stand der Technik wohnt grundsätzlich der Nachteil inne, dass sich diese Verbindungsprozesse zwischen einem Betätigungselement und einer Schnappscheibe, unabhängig von deren jeweiliger Form und Dimensionierung, nur eingeschränkt automatisieren lassen. So sind hierfür Aushärtungs- und Trocknungszeiten zu berücksichtigen; beim Verkleben muss darüber hinaus noch sichergestellt sein, dass die Verbindungsflächen die notwendige Reinheit aufweisen. Auch hat sich bei verklebten Tastschalterelementen aus dem Stand der Technik gezeigt, dass sich eine Verklebung ungünstig auf die Funktionseigenschaften der Metallschnappscheiben auswirkt. The above-described production techniques of bonding or vulcanization in the embodiments of push-button elements of the prior art inherently has the disadvantage that these connection processes between an actuator and a snap-action, regardless of their respective shape and dimensions, can only be automated to a limited extent. For this purpose, hardening and drying times have to be considered; when gluing must also be ensured beyond that the connecting surfaces have the necessary purity. Also, it has been found in bonded push-button elements from the prior art that a bond unfavorable effect on the functional properties of the metal snap discs.

Darüber hinaus kann während des Herstellungsprozesses von derartigen Tastschalterelementen nicht immer gewährleistet werden, dass die Schnappscheiben, die ja letztendlich den Hub des Betätigungselements aufnehmen und unter Bereitstellung eines leitenden Kontakts auf eine Platine weiterleiten sollen, exakt mittig bzw. koaxial zu dem Betätigungselement angeordnet und befestigt werden. Gerade bei der Herstellung von Schaltmatten, die mehrere Tastschalterelemente in einer Matrix aufweisen, erweist sich eine exakte Anordnung und Ausrichtung aller Schnappscheiben mitunter als schwierig. Derartige Herstellungsverfahren sind daher fehlerbehaftet und teuer. In addition, can not always be guaranteed during the manufacturing process of such Tastschalterelementen that the snap discs, yes ultimately record the stroke of the actuator and forwarding to provide a conductive contact on a board, are arranged and secured exactly centered or coaxial with the actuator , Especially in the production of switching mats, which have multiple key switch elements in a matrix, an exact arrangement and orientation of all snap discs proves sometimes difficult. Such manufacturing processes are therefore flawed and expensive.

Ein weiterer Nachteil der oben geschilderten Ausführungsformen von Tastschalterelementen liegt darin, dass sich diese für eine mittige Durchleuchtung, was für Fernbedienungen oder Schaltelemente in einem Fahrgastinnenraum eines Automobils wünschenswert ist, nur eingeschränkt eignen, da die Verwendung von Klebstoff oder eine im Wesentlichen vollflächige Ausgestaltung der Schnappscheiben hierfür keinen Raum lassen. Another disadvantage of the above-described embodiments of push-button elements is that they are only partially suitable for central transillumination, which is desirable for remote controls or switching elements in a passenger compartment of an automobile, since the use of adhesive or a substantially full-surface configuration of the domes leave no room for it.

Ausgehend von den vorhergehend geschilderten Nachteilen aus dem Stand der Technik erwächst die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Tastschalterelement und eine solches aufweisende Schaltmatte zur Verfügung zu stellen, die im Allgemeinen einfach und daher günstig herzustellen sind. Insbesondere soll bei der Herstellung eine korrekte koaxiale Ausrichtung der einzelnen Komponenten zueinander sichergestellt und dadurch unter Bereitstellung einer ausgewogenen Haptik die Funktionssicherheit derartiger Schaltmatten und darin integrierter Tastschalterelemente stets gewährleistet werden. Based on the above-described disadvantages of the prior art, the object of the present invention to provide a push-button element and having such a switching mat available, which are generally simple and therefore inexpensive to manufacture. In particular, to ensure a correct coaxial alignment of the individual components to each other during manufacture and thereby ensuring the provision of a balanced feel the reliability of such safety mats and integrated therein Tastschalterelemente always be guaranteed.

Gelöst werden diese Aufgaben mit einem Tastschalterelement nach Anspruch 1, mit einer Schaltmatte nach Anspruch 12, mit einem in einer solchen Schaltmatte zum Einsatz kommenden Kontaktelement nach Anspruch 13 und mit einem Verfahren zur Herstellung einer Schaltmatte nach Anspruch 19.These objects are achieved with a push-button element according to claim 1, with a switching mat according to claim 12, with a contact element used in such a switching mat according to claim 13 and with a method for producing a switching mat according to claim 19.

Gemäß der Erfindung wird ein Tastschalterelement bereitgestellt, das einen ein Betätigungselement aufweisenden Grundkörper aus einem elastischen Material und ein eine Schnappscheibe aufweisendes Kontaktelement aufweist, wobei das Betätigungselement zu der Schnappscheibe koaxial so ausgerichtet ist, dass ein auf das Betätigungselement ausgeübter Hub zu einer reversiblen Einfederung der Schnappscheibe führt. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das Kontaktelement zumindest ein Befestigungselement aufweist, das außerhalb des Wirkungsbereichs der Einfederung der Schnappscheibe angeordnet ist und mit einem Widerlagerelement des Grundkörpers zusammenwirkt.According to the invention, a key switch element is provided which comprises an actuator comprising a base body made of an elastic material and a snap disc exhibiting contact element, wherein the actuating element is coaxially aligned with the snap disc so that a force exerted on the actuator stroke to a reversible deflection of the snap disc leads. The essence of the invention is that the contact element has at least one fastening element which is arranged outside the effective range of the deflection of the snap disk and cooperates with an abutment element of the base body.

Vorzugsweise weist das Kontaktelement zwei Befestigungselemente auf, die umfänglich zur Schnappscheibe je nach Erfordernissen in beliebiger Anordnung, beispielsweise nebeneinander, vorgesehen sein können. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kontaktelement jedoch zu beiden Seiten der Schnappscheibe einander gegenüberliegend jeweils ein Befestigungselement auf.Preferably, the contact element has two fastening elements, which can be provided circumferentially to the snap-action disc as required in any arrangement, for example, side by side. In a preferred embodiment, however, the contact element on each side of the snap disc opposite one another in each case a fastening element.

Ein solcher Aufbau geht mit dem Vorteil einher, dass in unmittelbarer Hubrichtung keine Verbindung in der Art eines Stoff- oder Formschlusses zwischen dem als Schnappscheibe ausgebildeten Abschnitt des Kontaktelements und dem Betätigungselement vorliegt. Die Einfederung der Schnappscheibe und damit die dem Benutzer über den dadurch erzeugten Widerstand bereitgestellte Haptik wird in keiner Weise beeinflusst. Die Stirnseite des Betätigungselements kommt ohne eine feste Verbindung zwischen diesen Komponenten auf der Oberseite der Schnappscheibe zum Anliegen. Auch kann die Schnappscheibe mit einer ausreichend großen mittigen Öffnung versehen werden, was die mittige Durchleuchtung des Betätigungselements erlaubt. Such a construction is associated with the advantage that there is no connection in the manner of a material or positive connection between the portion of the contact element designed as a snap-action disk and the actuating element in the direct direction of stroke. The deflection of the snap-action disc and thus the haptic provided to the user via the resistance generated thereby is in no way influenced. The end face of the actuator comes without a firm connection between these components on the top of the snap disk for concern. Also, the snap disc can be provided with a sufficiently large central opening, which allows the central illumination of the actuator.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Befestigungselement aus einer Ausnehmung und das Widerlagerelement aus einem Zapfen, wobei die Ausnehmung auf den Zapfen aufrastbar ist. Durch eine solche Ausgestaltung wird eine einfache Verbindung zwischen den beiden Elementen bereitgestellt, die eine einfache Automatisierung des Herstellungsprozesses, insbesondere für mehrteilige Schaltmatten erlaubt. Indem die Ausnehmungen der Befestigungselemente auf die Zapfen aufgerastet bzw. aufgesteckt werden, und zwar in einer bei Bedarf wieder lösbaren Art und Weise, kann der als Schnappscheibe ausgebildete mittige Abschnitt des Kontaktelements auf einfache Art und Weise gegenüber dem Betätigungselement koaxial ausgerichtet und hinsichtlich der Hubrichtung zentriert werden. According to one embodiment, the fastening element consists of a recess and the abutment element of a pin, wherein the recess can be latched onto the pin. By such a configuration, a simple connection between the two elements is provided, which allows a simple automation of the manufacturing process, in particular for multi-part safety mats. By the recesses of the fasteners are snapped or plugged onto the pins, in a re-releasable if necessary manner, formed as a snap-action disk central portion of the contact element in a simple manner relative to the actuator coaxially aligned and centered with respect to the stroke direction become.

Die Ausbildung einer einfachen, wieder lösbaren Rastverbindung wird gemäß der Erfindung dadurch bewerkstelligt, dass die Ausnehmung zwei zueinander gerichtete und durch einen Schlitz getrennte Streben aufweist, die vorzugsweise halbrund geformt und relativ zueinander aufdehnbar sind. The formation of a simple, releasable latching connection is accomplished according to the invention in that the recess has two mutually directed and separated by a slot struts, which are preferably semi-circular shaped and relative to each other aufdehnbar.

Die Ausnehmung des Befestigungselements kann in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung darüber hinaus noch radial nach innen gerichtete Vorsprünge aufweisen, die als Rastnasen fungieren können. Die Vorsprünge weisen eine solche Dimension und Ausgestaltung auf, dass diese im montierten Zustand sich radial in die Umfangsfläche der Zapfen aus elastischem Material eindrücken und so zu einem verbesserten Halt beitragen. In a further embodiment according to the invention, the recess of the fastening element can furthermore also have radially inwardly directed projections which can act as latching noses. The projections have such a dimension and configuration that they impress radially in the assembled state in the peripheral surface of the pins of elastic material and thus contribute to improved grip.

In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung ist das Befestigungselement von der Schnappscheibe horizontal versetzt, und zwar in Richtung zu dem Grundkörper angeordnet. Hierdurch kommen die die Befestigungselemente aufweisenden äußeren Abschnitte des Kontaktelements nicht in Kontakt mit einer darunter angeordneten Leiterplatine; die Schnappscheibe liegt lediglich mit ihrer Peripherie auf einer solchen Leiterplatine auf. In one embodiment according to the invention, the fastening element of the snap disc is horizontally offset, namely arranged in the direction of the base body. As a result, the outer portions of the contact element having the fastening elements do not come into contact with a printed circuit board arranged thereunder; the snap-action disc rests only on its periphery on such a printed circuit board.

Damit sich die Einfederung der Schnappscheibe bei einer Hubbetätigung nicht auf die Befestigungselemente des Kontaktelements auswirkt, so dass diese stets verliersicher auf den Zapfen des Grundkörpers gehalten werden und sich nicht versehentlich lockern oder lösen, ist das Befestigungselement von der Schnappscheibe elastisch entkoppelt. Dies wird zu einem gewissen Anteil bereits durch den horizontalen Versatz zwischen der Schnappscheibe und den Befestigungselementen ermöglicht, darüber hinaus führt jedoch auch eine Anbindung der Befestigungselemente an der Schnappscheibe über zwei relativ dünne, zueinander beabstandete Streben, wobei sich die Streben von der Peripherie der Schnappscheibe nach oben erstrecken, zu einer entsprechenden Entkopplung, so dass eine Einfederung der Schnappscheibe nicht wesentlich zu einer entgegen gerichteten Bewegung der Befestigungselemente führt.Thus, the compression of the snap disc does not affect the fastening elements of the contact element during a lifting operation, so that they are always held captive on the pin of the body and not accidentally loosen or loosen, the fastener is elastically decoupled from the snap disc. This is made possible to a certain extent already by the horizontal offset between the snap-action disc and the fasteners, but also leads to a connection of the fasteners on the snap-action disc via two relatively thin, spaced-apart struts, wherein the struts from the periphery of the snap-action disc extend above, to a corresponding decoupling, so that a deflection the snap disc does not significantly lead to an opposing movement of the fasteners.

Das Kontaktelement lässt sich vorzugsweise in einer Massenfertigung einstückig durch Stanzen und Biegen herstellen. Auch liegt ein Vorteil der einstückigen Ausbildung darin, dass es sich auf einfache Art und Weise in den Grundkörper aus einem elastischen Material einsetzen lässt. The contact element can preferably be produced in one piece by stamping and bending in a mass production. Also, an advantage of the one-piece design is that it can be used in a simple manner in the body of an elastic material.

Hierzu weist der Grundkörper einen Aufnahmeraum mit unterschiedlichen Abschnitten auf, die so geformt und dimensioniert sind, dass das Kontaktelement vollständig in dem Aufnahmeraum einliegt. In einer Ausführungsform weist der Aufnahmeraum einen mittigen Abschnitt, der für die Aufnahme der Schnappscheibe vorgesehen ist, und zumindest zwei außermittige Abschnitte auf, die der Aufnahme der Befestigungselemente dienen und folglich je einen nach unten gerichteten Zapfen aufweisen. For this purpose, the base body has a receiving space with different sections, which are shaped and dimensioned so that the contact element rests completely in the receiving space. In one embodiment, the receiving space has a central portion, which is provided for receiving the snap-action disc, and at least two eccentric portions, which serve to receive the fastening elements and thus each have a downwardly directed pin.

Innerhalb des Aufnahmeraums weist das Betätigungselement zumindest einen Vorsprung auf, wobei der Vorsprung und der Zapfen solche Abmessungen aufweisen und so zueinander angeordnet sind, dass bei an dem Grundkörper befestigtem Kontaktelement die Schnappscheibe in ihrem Ausgangszustand an dem Vorsprung und mit ihrem Rand an der darunter liegenden Leiterplatine zum Anliegen kommt.Within the receiving space, the actuating element has at least one projection, wherein the projection and the pin have such dimensions and are arranged to each other that when attached to the main body contact element, the snap disc in its initial state on the projection and with its edge on the underlying printed circuit board comes to the concern.

Um die Anbringung eines Leuchtmittels, beispielsweise auf der Leiterplatine, zu ermöglichen, das für eine Durchleuchtung des Betätigungselements vorgesehen ist, kann die Schnappscheibe eine Öffnung aufweisen, die einer in dem Betätigungselement vorgesehenen Vertiefung gegenüberliegt. Das Leuchtmittel kann sich daher durch die Öffnung in die Vertiefung erstrecken, ohne bei einer Hubbetätigung die Einfederung der Schnappscheibe zu behindern.In order to enable the attachment of a light source, for example on the printed circuit board, which is provided for a fluoroscopy of the actuating element, the snap-action disc may have an opening which is opposite to a recess provided in the actuating element. The lighting means can therefore extend through the opening in the recess without hindering the compression of the snap-action disc during a lifting operation.

Wie bereits vorhergehend erwähnt kann der Grundkörper als integraler Bestandteil einer Schaltmatte ausgebildet sein, wobei der Grundkörper beispielsweise aus Flüssigsilikon oder Festsilikon hergestellt sein kann. Diese weist dementsprechend mehrere Tastschalterelemente in einer Matrix auf. In mehreren Aufnahmeräumen der Schaltmatte sind jeweils die gemäß der Erfindung ausgebildeten Kontaktelemente aufgenommen und verankert. Das Tastschalterelement gemäß der Erfindung kann allerdings auch für einen Einzelschalter Verwendung finden.As already mentioned above, the main body may be formed as an integral part of a switching mat, wherein the base body may be made for example of liquid silicone or solid silicone. This accordingly has several key switch elements in a matrix. In several receiving spaces of the switching mat each trained according to the invention contact elements are received and anchored. However, the key switch element according to the invention can also be used for a single switch.

Die Befestigungselemente des Kontaktelements und die entsprechenden Widerlagerelemente des Grundkörpers sind gemäß der Erfindung so ausgebildet, dass sich diese nur unter Kraft- und/oder Formschluss verliersicher verbinden, wobei die so ausgebildete Verbindung auf einfache Art und Weise wieder gelöst werden kann. The fasteners of the contact element and the corresponding abutment elements of the body are formed according to the invention so that they connect captively only under force and / or positive locking, the compound thus formed can be solved in a simple manner again.

Es wird deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kontaktelemente mit einem mittigen Schnappscheibenabschnitt und dazu peripheren Befestigungsabschnitten einerseits und der Aufnahmeräume des Grundkörpers mit einem Betätigungsabschnitt und dazu peripheren Zapfen andererseits eine Schaltmatte auf einfache Art und Weise mit den Kontaktelementen bestückt werden kann. It is clear that a switching mat can be equipped with the contact elements in a simple manner by the inventive design of the contact elements with a central snap disc portion and peripheral attachment portions on the one hand and the receiving spaces of the body with an operating portion and peripheral pegs.

Demzufolge schlägt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltmatte vor, die folgende Schritte aufweist:

– Spritzgießen eines Grundkörpers aus einem elastischen Material mit mehreren Betätigungselementen und diesen gegenüberliegend mehreren Aufnahmeräumen, wobei die außerhalb einer Hubrichtung der Betätigungselemente vorgesehenen Aufnahmeräume zumindest ein Widerlagerelement aufweisen;
– Einlegen von Kontaktelementen, die eine Schnappscheibe und zumindest ein Befestigungselement außerhalb eines Wirkungsbereichs der Einfederung der Schnappscheibe aufweisen, in die Aufnahmeräume des Grundkörpers derart, dass die Schnappscheiben koaxial zu den Betätigungselementen ausgerichtet sind und jeweils das Befestigungselement mit dem Widerlagerelement eine verliersichere Verbindung eingeht.

Accordingly, the invention also proposes a method for producing a switching mat, comprising the following steps:

- Injection molding a base body made of an elastic material having a plurality of actuating elements and these opposite a plurality of receiving spaces, wherein the provided outside of a stroke direction of the actuating elements receiving spaces have at least one abutment element;
- Insertion of contact elements, which have a snap disc and at least one fastening element outside an effective range of the compression of the snap disc, in the receiving spaces of the base body such that the snap discs are aligned coaxially to the actuators and each of the fastener with the abutment element enters into a captive connection.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Bestückung der in dem Grundkörper der Schaltmatte vorgesehenen Aufnahmeräume mit den Kontaktelementen gleichzeitig, wobei die Kontaktelemente quasi in die Aufnahmeräume eingeknöpft werden, indem die Befestigungselemente mit ihren Ausnehmungen auf die Zapfen der außermittigen Aufnahmeräume aufrasten. Hierbei dehnen sich die Ausnehmungen infolge ihrer Ausgestaltung mit zwei getrennten Streben leicht auf, wobei die Aufdehnung dann eine nach innen gerichtete Federkraft erzeugt, die auf den Umfang der Zapfen wirkt und die die Kontaktelemente verliersicher in den Aufnahmeräumen der Schaltmatte zu halten vermag. According to a preferred embodiment of the method, the placement of the provided in the main body of the switching mat receiving spaces with the contact elements is carried out simultaneously, wherein the contact elements are quasi-buttoned into the receiving spaces by the fasteners engage with their recesses on the pins of the eccentric receiving spaces. In this case, the recesses stretch easily due to their design with two separate struts, the expansion then generates an inwardly directed spring force which acts on the circumference of the pin and which is able to hold the contact elements captive in the receiving spaces of the switching mat.

Die Bestückung der Schaltmatten mit den Kontaktelementen lässt sich auf einfache Art und Weise automatisieren, wobei insbesondere die Ausführungsform mit zwei einander gegenüberliegenden Befestigungselementen eine fehlerfreie Zentrierung der Kontaktelemente in den Aufnahmeräumen der Schaltmatten gestattet.The assembly of the safety mats with the contact elements can be automated in a simple manner, in particular, the embodiment with two opposing fasteners allows error-free centering of the contact elements in the receiving spaces of the safety mats.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen. Es zeigenFurther features and advantages of the present invention will become apparent from the description of the embodiments shown in the accompanying drawings. Show it

1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltmatte mit eingesetzten Kontaktelementen von unten; 1 a perspective view of a safety mat with inserted contact elements from below;

2 eine vergrößerte Darstellung aus 1; 2 an enlarged view 1 ;

3 eine vergrößerte Darstellung eines Aufnahmeraums für ein Tastschalterelement gemäß der Erfindung von unten; 3 an enlarged view of a receiving space for a key switch element according to the invention from below;

4a ein Kontaktelement gemäß der Erfindung von unten; 4a a contact element according to the invention from below;

4b das Kontaktelement gemäß der Erfindung von der Seite; 4b the contact element according to the invention from the side;

5a eine Schnittdarstellung in Richtung A-A aus 2; 5a a sectional view in the direction of AA 2 ;

5b eine Schnittdarstellung in Richtung B-B aus 2; und 5b a sectional view in the direction of BB 2 ; and

6 ein Kontaktelement in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung. 6 a contact element in a further embodiment according to the invention.

In 1 ist eine Schaltmatte gemäß der Erfindung gezeigt. In 1 a switch mat according to the invention is shown.

Die Schaltmatte besteht aus einem Grundkörper 1, der aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Silikon, einstückig hergestellt ist.The safety mat consists of a basic body 1 which is made of an elastomer, preferably made of silicone, in one piece.

Der Grundkörper 1 weist in einer definierten Matrix verteilt mehrere Tastschalterelemente 2 auf, die jeweils ein Kontaktelement 3 aufweisen.The main body 1 has distributed in a defined matrix several key switch elements 2 on, each a contact element 3 exhibit.

In 2 ist ein solches Tastschalterelement 2 in vergrößerter Darstellung gezeigt.In 2 is such a key switch element 2 shown in an enlarged view.

In einen Aufnahmeraum des Grundkörpers 1 wird ein Kontaktelement 2 eingesetzt. Hierzu weist der Grundkörper 1 einen mittigen Aufnahmeraum 4, der einem Betätigungselement 5 gegenüberliegt, wie aus den 5a und b zu erkennen ist, und zwei seitliche Aufnahmeräume 6 auf, in denen in die Aufnahmeräume 6 gerichtete Zapfen 7 vorgesehen sind. Der mittige Aufnahmeraum 4 weist darüber hinaus einen umlaufenden, kreisförmigen Vorsprung 8 auf. In a receiving space of the main body 1 becomes a contact element 2 used. For this purpose, the basic body 1 a central reception room 4 , an actuator 5 opposite, as from the 5a and b, and two lateral reception spaces 6 on where in the recording rooms 6 directed cones 7 are provided. The central recording room 4 also has a circumferential, circular projection 8th on.

Die 4a und b zeigen das Kontaktelement 3, das in die Aufnahmeräume 4 bzw. 6 des Grundkörpers 1 eingesetzt wird.The 4a and b show the contact element 3 that in the reception rooms 4 respectively. 6 of the basic body 1 is used.

Das Kontaktelement 3 ist einstückig aus Federblech gestanzt und gebogen und weist einen mittigen Abschnitt mit einer Schnappscheibe 9 auf. Die Schnappscheibe 9 weist einen Rand 10 auf, mit dem die Schnappscheibe 9 auf einer nicht dargestellten Platine (siehe 5a und b) aufliegt. The contact element 3 is stamped and bent in one piece from sheet metal and has a central section with a snap-action disc 9 on. The snap-disk 9 has an edge 10 on, with the snap-disk 9 on a board, not shown (see 5a and b) rests.

Einander gegenüberliegend weist das Kontaktelement 3 jeweils ein Befestigungselement 11 auf, das sich vom Rand 10 der Schnappscheibe 9 erstreckt. Opposite one another has the contact element 3 one fastener each 11 up, away from the edge 10 the snap disc 9 extends.

Jedes Befestigungselement 11 ist an dem Rand 10 über zwei voneinander beabstandete Streben 12 angeordnet, die sich nach außen unter Ausbildung einer kreisförmigen Ausnehmung 13 verlängern, wobei die Ausnehmung 13 durch zwei halbkreisförmige, durch einen außenliegenden Schlitz 14 voneinander getrennte Streben 15 gebildet wird. Each fastener 11 is on the edge 10 over two spaced struts 12 arranged outward to form a circular recess 13 extend, with the recess 13 by two semicircular, by an external slot 14 separate struts 15 is formed.

Die Ausnehmung 13 ist auf Grund dieser Ausgestaltung aufdehnbar und kann bei der Bestückung der Schaltmatte über die Zapfen 7 des Grundkörpers 1 gedrückt werden. Das Befestigungselement 11 wird durch eine nach innen gerichtete Federkraft der Streben 15 auf dem Zapfen 7 gehalten. The recess 13 is aufdehnbar due to this embodiment and can in the assembly of the switching mat on the pins 7 of the basic body 1 be pressed. The fastener 11 is due to an inward spring force of the struts 15 on the cone 7 held.

Die Befestigungselemente 11 mit den Ausnehmungen 13 sind gegenüber der Schnappscheibe 9 mit dem Rand 10 über die Streben 12 nach oben horizontal versetzt derart, dass bei eingesetztem Kontaktelement 3, wie die 5a und b zeigen, die Ausnehmungen 13 die Zapfen 7 umschließen und an der oberen Fläche der seitlichen Aufnahmeräume 6 anliegen, während der Rand 10 der Schnappscheibe 9 auf einer hier nicht dargestellten Platine aufliegt, mit der die Schnappscheibe 9 bei einem Betätigungshub in Kontakt kommt, um einen Schaltvorgang auszulösen. The fasteners 11 with the recesses 13 are opposite the snap disc 9 with the edge 10 about the struts 12 offset horizontally upward such that when inserted contact element 3 , as the 5a and b show the recesses 13 the cones 7 enclose and on the upper surface of the lateral receiving spaces 6 abut while the edge 10 the snap disc 9 rests on a board, not shown here, with the snap disc 9 comes in contact with an actuating stroke to trigger a switching operation.

Der mittige Aufnahmeraum 6 weist den umlaufenden Vorsprung 8 auf, der sich soweit nach unten von dem Betätigungselement 5 erstreckt, dass im Ruhezustand der obere Rand der Schnappscheibe 9 an dem Vorsprung 8 zum Anliegen kommt. Hierdurch wird die Lage des Kontaktelements 3 im Grundkörper 1 stabilisiert und horizontal gegenüber der Platine und dem Betätigungselement 5 ausgerichtet, um eine einwandfreie Funktionssicherheit zu gewährleisten. Auch vereinfacht der Vorsprung 8 in Zusammenhang mit den Zapfen 7 die Montage der Kontaktelemente 3 in dem Grundkörper 1 eines Tastschalterelements 2 eines Einzelschalters und insbesondere einer Schaltmatte. Die Zapfen 7 verhindern bei einer automatisierten Bestückung des Grundkörpers 1, dass sich die Kontaktelemente 3 seitlich verschieben können und gewährleisten daher, dass die Schnappscheibe 9 stets in eindeutiger koaxialer Ausrichtung zu dem Betätigungselement 5 angeordnet wird, so dass eine gleichbleibende Hubstärke und eine gleichbleibende Haptik für alle Tastschalterelemente 2 einer Schaltmatte realisiert werden können. Darüber hinaus gewährleistet der kreisförmige Vorsprung 8, dass bei der maschinellen Bestückung das Kontaktelement 3 bzw. die Schnappscheibe 9 nicht zu weit in den Grundkörper 1 gedrückt wird, so dass im Verhältnis zu der Platine stets die gleiche Einfederlänge der Schnappscheibe 9 und damit vertikale Hublänge des Betätigungselements 5 zur Verfügung gestellt werden, was die Funktionssicherheit einer solchen Anordnung erhöht. The central recording room 6 has the circumferential lead 8th on, extending as far down from the actuator 5 extends, that at rest, the upper edge of the snap disk 9 at the projection 8th comes to the concern. As a result, the position of the contact element 3 in the main body 1 stabilized and horizontal with respect to the board and the actuator 5 aligned to ensure proper functional safety. Also simplifies the lead 8th in connection with the cones 7 the assembly of the contact elements 3 in the main body 1 a key switch element 2 a single switch and in particular a safety mat. The cones 7 prevent with an automated assembly of the body 1 in that the contact elements 3 can move laterally and therefore ensure that the snap disk 9 always in a clear coaxial alignment with the actuator 5 is arranged, so that a constant Hubstärke and a consistent feel for all key switch elements 2 a safety mat can be realized. In addition, the circular projection ensures 8th in that, in the case of machine assembly, the contact element 3 or the snap-action disc 9 not too far in the body 1 is pressed, so that in relation to the board always the same Spring length of the snap disk 9 and thus vertical stroke length of the actuating element 5 be made available, which increases the reliability of such an arrangement.

Um das Betätigungselement 5 gegebenenfalls von innen beleuchten zu können, weist dieses nach oben noch eine Vertiefung 16 auf, die einer entsprechenden mittigen Öffnung 17 der Schnappscheibe 9 gegenüberliegt. Durch die Öffnung 17 und in die Vertiefung 16 kann sich ein hier nicht dargestelltes Leuchtmittel erstrecken, das die Funktion des Tastschalterelements 2 nicht beeinflusst. To the actuator 5 if necessary to be able to illuminate from the inside, this has up to a recess 16 on, that of a corresponding central opening 17 the snap disc 9 opposite. Through the opening 17 and into the depression 16 can extend a light bulb, not shown here, the function of the Tastschalterelements 2 unaffected.

In der 6 ist ein Kontaktelement in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Es unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 4a dadurch, dass die Ausnehmungen 13 der Befestigungselemente 11 in regelmäßigen Abständen radial nach innen gerichtete Vorsprünge bzw. Rastnasen 18 aufweisen. Derartige Vorsprünge 18 greifen in die Umfangsfläche der Zapfen 7, die ja ebenso aus einem elastischen Material bestehen und daher nachgiebig sind, ein, indem sie sich auf Grund der diesen innewohnenden Federkraft, die sich durch ein leichtes Aufdehnen der Ausnehmungen 13 beim Bestücken des Grundkörpers 1 einstellt, in das nachgiebige Material des Zapfens 7 eindrücken. Hierdurch kann das Kontaktelement 3 wesentlich besser am Betätigungselement 5 befestigt werden. In the 6 a contact element is shown in a further embodiment of the invention. It differs from the embodiment 4a in that the recesses 13 the fasteners 11 at regular intervals radially inwardly directed projections or latching lugs 18 exhibit. Such projections 18 engage in the peripheral surface of the pins 7 , which are also made of an elastic material and are therefore yielding, by relying upon the inherent spring force, which is due to a slight expansion of the recesses 13 when loading the body 1 Adjustment, in the yielding material of the pin 7 Push. This allows the contact element 3 much better on the actuator 5 be attached.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3441614 A1 [0005]
DE 4413588 C2 [0005]
EP 1014408 B1 [0005]
DE 102007014018 A1 [0006]

Claims

Push-button element ( 2 ) with an actuator ( 5 ) having basic body ( 1 ) made of an elastic material and with a snap disk ( 9 ) having contact element ( 3 ), wherein the actuating element ( 5 ) to the snap-action disc ( 9 ) is coaxially aligned so that one on the actuating element ( 5 ) applied stroke to a reversible compression of the snap disc ( 9 ), characterized in that the contact element ( 3 ) at least one fastening element ( 11 ), which outside the range of action of the compression of the snap-action disc ( 9 ) is arranged and with an abutment element of the base body ( 1 ) cooperates

Tactile switch element according to claim 1, wherein the contact element ( 3 ) on both sides of the snap-action disc ( 9 ) opposite one another in each case a fastening element ( 11 ) having.

Tactile switch element according to claim 1 or 2, wherein the fastening element ( 11 ) from a recess ( 13 ) and the abutment element of a pin ( 7 ), wherein the recess ( 13 ) on the pins ( 7 ) is latched.

Tactile switch element according to claim 3, wherein the recess ( 13 ) by two mutually directed struts ( 15 ) is formed, which are expandable relative to each other.

Tactile switch element according to one of claims 1 to 4, wherein the fastening element ( 11 ) from the snap-action disc ( 9 ) is arranged horizontally offset.

Tactile switch element according to one of claims 1 to 5, wherein the fastening element ( 11 ) from the snap-action disc ( 9 ) is elastically decoupled.

Tactile switch element according to one of the preceding claims, in which the contact element ( 3 ) is integrally formed.

Tactile switch element according to one of the preceding claims, in which the main body ( 1 ) a recording room ( 4 . 6 ), in which the contact element ( 3 ) completely.

Tactile switch element according to claim 8, wherein the actuating element ( 5 ) at least one projection ( 8th ), wherein the projection ( 8th ) and the pin ( 7 ) are arranged to each other so that at the base body ( 1 ) fastened contact element ( 3 ) the snap disc ( 9 ) in its initial state at the projection ( 8th ) is present.

Tactile switch element according to claim 9, in which the snap-action disc ( 9 ) an opening ( 17 ), one in the actuator ( 5 ) ( 16 ) is opposite.

Tactile switch element according to one of the preceding claims, in which the main body ( 1 ) is an integral part of a safety mat.

Safety mat comprising several push-button elements ( 2 ) according to one of claims 1 to 11.

Contact element ( 3 ) for a push-button switch with a snap-action disc ( 9 ) provided with an actuating element ( 5 ) of the key switch cooperates so that a through the actuator ( 5 ) applied stroke to a reversible compression of the snap disc ( 9 ), characterized by at least one fastening element ( 11 ) outside the effective range of the snap-action ( 9 ) is arranged.

Contact element according to claim 13, in which on both sides of the snap-action disc ( 9 ) opposite one another in each case a fastening element ( 11 ) is provided.

Contact element according to Claim 13 or 14, in which the fastening element ( 11 ) from a recess ( 13 ) formed by two mutually directed struts ( 15 ) is formed, which are expandable relative to each other.

Contact element according to one of claims 13 to 15, wherein the fastening element ( 11 ) from the snap-action disc ( 9 ) is offset horizontally.

Contact element according to one of Claims 13 to 16, in which the fastening element ( 11 ) from the snap-action disc ( 9 ) is elastically decoupled.

Contact element according to one of Claims 13 to 17, in which the fastening element ( 11 ) and the snap disc ( 9 ) are integrally formed.

Method for producing a switching mat comprising the steps - injection molding of a basic body ( 1 ) made of an elastic material with a plurality of actuating elements ( 5 ) and these opposite several receiving spaces ( 4 ; 6 ), wherein the outside of a stroke direction of the actuating elements ( 5 ) ( 6 ) each at least one abutment element ( 7 ) exhibit; - insertion of contact elements ( 3 ), which is a snap-action disc ( 9 ) and at least one fastening element ( 11 ), into the receiving spaces ( 4 ; 6 ) of the basic body ( 1 ) such that the snap discs ( 9 ) coaxial with the Actuators ( 5 ) and in each case the fastening element ( 11 ) with the abutment element ( 7 ) enters a captive connection.

The method of claim 19, wherein the contact elements ( 3 ) at the same time in the recording rooms ( 4 ; 6 ) be inserted.