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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Steuertastatur mit einer neuartigen und innovativen Designkonfiguration.
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Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuertastatur mit einer Kontaktfläche, die ihre eigene Position relativ zu der Tastaturstruktur nicht ändert, wenn eine Kraft von einem Benutzer auf die besagte Kontaktfläche ausgeübt wird. Unterhalb dieser besagten Kontaktfläche befindet sich eine Elektrode, die geeignet geformt ist, um die aktive Oberfläche der Tastatur zu definieren, durch die der Benutzer durch Annähern an die besagte Kontaktfläche oder Drücken derselben eine entsprechende Funktion ein- und ausschalten kann, durch die ein Aktuator aktiviert und/oder deaktiviert werden kann. Daher wirkt die besagte Elektrode als Anker eines Kondensators. Die besagte Elektrode wirkt auf die Innenseite der Kontaktfläche, die der Fläche der besagten Kontaktfläche gegenüberliegt, worauf der Benutzer wirken kann. Kapazitive Steuertastaturen sind bekannt, die unterschiedliche Größen und/oder Konformationen aufweisen und eine Kontaktfläche umfassen, auf die der Benutzer eine Kraft ausübt, um eine oder mehrere Funktionen ein- und auszuschalten, sowie eine unter der besagten Kontaktfläche angeordnete Elektrode. Eine solche Anordnung ruht auf einer Stützstruktur, die in der Struktur der Steuertastatur untergebracht ist. Unter dieser besagten Stützstruktur befindet sich eine Leiterplatte oder PCB. Die besagte Elektrode ist mittels eines Verbindungskabels mit der besagten Leiterplatte elektrisch verbunden.
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Normalerweise ist die besagte Elektrode an der besagten Kontaktfläche überstarr befestigt, z. B. durch Verbindungsmittel wie Klebstoffe oder Gelenke, oder sie kann in die Struktur der Kontaktfläche eingebaut sein. Solche Lösungen werden implementiert, um sicherzustellen, dass die Elektrode so nahe wie möglich an der Kontaktoberfläche bleibt, ohne dass sich Bereiche der Elektrode in einem anderen Abstand von der Kontaktoberfläche befinden.
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Eine solche Lösung führt einige Implementierungs-Komplikationen ein, da es notwendig ist, ein zusätzliches leitfähiges Element einzuschließen, das die besagte Elektrode elektrisch mit der besagten Leiterplatte verbinden kann. Neben der Erhöhung der Kosten für ein einzelnes Gerät erfordert diese Lösung einen komplexeren Prozess zum Zusammenbau der Steuertastatur, um die Elektrode korrekt positionieren zu können und eine ordnungsgemäße elektrische Leitung von der Elektrode zur Leiterplatte sicherzustellen.
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Im Allgemeinen verwenden die derzeit im Stand der Technik bekannten Lösungen elastische Mittel, die in geeigneter Weise in der Steuertastatur positioniert sind, um das Spiel zwischen den Teilen aufgrund von Herstellungstoleranzen auszugleichen. Dies bedeutet höhere Kosten, da jedes Teil nur seine eigene spezifische Funktion erfüllt und keine gegenseitige Integration zwischen verschiedenen Teilen besteht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine alternative Lösung bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die Elektrode nahe an der Kontaktfläche positioniert ist, wodurch der Zusammenbau der Steuertastatur vereinfacht wird.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Steuertastatur des kapazitiven Typs mit den Merkmalen, die in dem beigefügten Anspruch 1 angegeben sind.
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Die Merkmale und Vorteile der Steuertastatur des kapazitiven Typs gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einiger verschiedener möglicher Ausführungsformen davon und aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
- - 1 eine perspektivische Ansicht der Steuertastatur zeigt;
- - 2A und 2B vertikale Schnittansichten der Steuertastatur gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; 2A insbesondere eine Ansicht der Steuertastatur von 1 zeigt; 2B eine Vergrößerung eines Details des Abschnitts von 2A ist;
- - 3 eine perspektivische Schnittansicht der Steuertastatur zeigt, die im Detail die Positionierung der Elektrode relativ zu einer Kontaktfläche, einer Stützstruktur und einer Schicht aus elastischem Material veranschaulicht;
- - 4A bis 4D perspektivische Schnittansichten der verschiedenen Teile der Steuertastatur sind; insbesondere zeigt 4A eine Stützstruktur; 4B zeigt eine Schicht aus elastischem Material; 4C zeigt eine Elektrode; 4D zeigt eine Kontaktfläche;
- - 5 zeigt eine Schnittansicht einer möglichen Ausführungsform der elektrischen Verbindung zwischen der Elektrode und der Leiterplatte.
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Unter Bezugnahme auf die oben aufgelisteten Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 2 insgesamt die erfindungsgemäße Steuertastatur des kapazitiven Typs.
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Die Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist vom kapazitiven Typ und kann einen Körperteil eines Benutzers, z. B. einen Finger, erfassen, der sich der besagten Steuertastatur 2 nähert und/oder diese berührt.
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Im Allgemeinen kann die besagte Steuertastatur 2 so ausgebildet sein, dass sie einen Körperteil eines Benutzers, z. B. einen Finger, der sich der besagten Steuertastatur 2 nähert, erfasst und somit als Näherungssensor wirkt.
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Als Alternative kann die besagte Steuertastatur 2 so ausgebildet sein, dass sie einen Körperteil eines Benutzers, z. B. einen Finger, der die besagte Steuertastatur 2 berührt, erfasst und somit als Kontaktsensor wirkt.
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Vorzugsweise kann die besagte Steuertastatur 2 sowohl als Annäherungs- als auch als Kontaktsensor dienen.
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Die Steuertastatur 2 umfasst erfindungsgemäß: eine äußere Struktur 21 und eine Kontaktfläche 3, die zur Berührung mit einem Körperteil eines Benutzers, z. B. einem Finger, angepasst ist, auf den eine Kraft ausgeübt werden kann.
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Die Steuertastatur 2 umfasst ferner erfindungsgemäß eine Elektrode 4, die zur Positionierung unterhalb der besagten Kontaktfläche 3 geeignet ist. Die besagte Elektrode 4 ist so ausgelegt, dass sie das Erfassen ermöglicht, wenn sich ein Benutzer der besagte Kontaktfläche 3 nähert und/oder diese berührt. Insbesondere wirkt die besagte Elektrode 4 als Elektrode eines kapazitiven Annäherungs- und/oder Kontaktsensors, insbesondere als Anker eines Kondensators.
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Die Steuertastatur 2 umfasst erfindungsgemäß ferner eine Leiterplatte 5 oder PCB. Die besagte Leiterplatte 5 umfasst eine oder mehrere elektrische/elektronische Schaltungen.
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Im Allgemeinen ist die besagte Leiterplatte 5 elektrisch mit der besagten Elektrode 4 verbunden.
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Im Allgemeinen kann durch die besagte elektrische Verbindung zwischen der besagten Leiterplatte 5 und der besagten Elektrode 4 mindestens eine elektrische und/oder elektronische Schaltung erkennen, wann sich ein Benutzer der besagten Kontaktfläche 3 nähert und/oder diese berührt. In einer möglichen beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst die besagte Leiterplatte 5 eine Datenverarbeitungseinheit, die Daten verarbeiten kann, beispielsweise um zu bestimmen, wann sich ein Benutzer der besagten Kontaktfläche 3 nähert und/oder diese berührt.
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Beispielsweise kann die besagte Verarbeitungseinheit Messungen an der Elektrode 4 vornehmen, z. B. um etwaige Änderungen zu erfassen, die in der Dielektrizitätskonstante eines Kondensators auftreten, wobei ein Anker des besagten Kondensators mittels der besagten Elektrode 4 implementiert wird; wohingegen der andere Anker des Kondensators der Abschnitt des Körpers des Benutzers ist, der sich in der Nähe der besagten Kontaktfläche 3 befindet und/oder damit in Kontakt steht.
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Im Allgemeinen umfasst die besagte Steuertastatur 2 erfindungsgemäß eine Stützstruktur 6. Die besagte Stützstruktur 6 ist zwischen der besagten Elektrode 4 und der besagten Leiterplatte 5 angeordnet. Die besagte Stützstruktur 6 ist geeignet, die besagte Elektrode 4 in geeigneter Weise relativ zur besagten Leiterplatte 5 zu positionieren, insbesondere die Elektrode 4 im richtigen Abstand von der besagten Leiterplatte 5 zu positionieren, stärker insbesondere, um die besagte Elektrode 4 so nahe wie möglich an der besagten Kontaktfläche 3 zu positionieren. Zwischen der besagten Stützstruktur 6 und der besagten Elektrode 4 ist eine Schicht aus elastischem Material 7 angeordnet.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material 7 kann eine Kraft auf die besagte Elektrode 4 ausüben, um die besagte Elektrode 4 ständig und gleichmäßig in Kontakt mit der besagten Kontaktfläche 3 zu halten.
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Die vorliegende Lösung ermöglicht es, die Elektrode 4 in Kontakt mit der Kontaktfläche 3 zu halten, auch wenn sie nicht fest miteinander verbunden sind.
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Die vorliegende Lösung ermöglicht auch das Aufnehmen des Spiels zwischen den Teilen, die zum ordnungsgemäßen Zusammenfügen der Teile der Steuertastatur nützlich sind, während immer noch ein konstanter und gleichmäßiger Kontakt zwischen der Kontaktfläche 3 und der besagten Elektrode 4 sichergestellt ist.
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Vorzugsweise sind die besagte Kontaktfläche 3, die besagte Elektrode 4 und die besagte Stützstruktur 6 mindestens teilweise überdeckt, um eine Schichtungsstruktur zu bilden, wobei vorzugsweise alle besagten Teile zumindest teilweise überlagert sind. Darüber hinaus sind diese Teile relativ zu einer Achse „Z“ ausgerichtet, die vorzugsweise senkrecht zu der durch die besagte Kontaktfläche 3 definierte Oberfläche verläuft. Noch stärker bevorzugt sind die besagte Kontaktfläche 3, die besagte Elektrode 4, die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Leiterplatte 5 zumindest teilweise überlagert.
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Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung ist es erwähnenswert, dass die Elektrode 4 auf die innere Fläche der Kontaktfläche 3 einwirkt, d. h. auf die der Fläche der besagten Kontaktfläche 3 gegenüberliegende Fläche, auf die der Benutzer wirken kann.
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In einer beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform der Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Schicht aus elastischem Material 7 eine Anordnung. Noch stärker bevorzugt ist die Anordnung der besagten Stützstruktur 6 und der besagten Schicht oder des elastischen Materials 7 einstückig hergestellt.
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Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht die Reduzierung der Herstellungskosten und insbesondere der Kosten, die beim Zusammenbau der Steuertastatur 2 anfallen, da eine Anordnung vorhanden ist, die die Gesamtzahl der Teile verringert, die zusammengebaut werden müssen.
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In einer beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden bevorzugten Ausführungsform der Steuertastatur 2 wird die besagte Anordnung erfindungsgemäß in einem einzigen Produktionsprozess hergestellt, z. B. einem Co-Formungsprozess.
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Die Verwendung eines Co-Formungsprozesses zum Herstellen der besagten Anordnung, umfassend die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Schicht aus elastischem Material 7, führt zu einer weiteren Verringerung der Kosten, die für die Herstellung der Steuertastatur 2 erfindungsgemäß anfallen.
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In einer möglichen Ausführungsform der Steuertastatur 2 besteht die besagte Schicht aus elastischem Material 7 erfindungsgemäß aus Gummi oder Silikon.
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In einer beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden bevorzugten Ausführungsform ist die besagte Schicht aus elastischem Material 7 aus synthetischem Kautschuk hergestellt, z. B. aus elastomeren Materialien, die in der Gruppe „M“ gemäß den Klassifizierungen DIN/ISO 1629 und ASTM D 1418-19 enthalten sind, vorzugsweise EPDM-Kautschuk. EPDM-Kautschuk ist besonders vorteilhaft, weil es auf einfache und vorhersagbare Weise ermöglicht wird, elastische Kräfte auszuüben und die Schubkräfte gleichmäßig auf die besagte Elektrode 4 zu verteilen, so dass diese gleichmäßig und konstant mit der besagten Kontaktfläche 3 in Kontakt bleiben kann.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material 7 umfasst mindestens einen mattenförmigen Abschnitt, der einen ebenen Abschnitt definiert, der auf der besagten Stützstruktur 6 liegen kann.
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In einer möglichen Ausführungsform der Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die besagte Stützstruktur 6 aus Kunststoff.
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Die Ausführungsform, bei der die besagte Stützstruktur 6 aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und die besagte Schicht aus elastischem Material 7 aus synthetischem Kautschuk besteht, erweist sich als besonders vorteilhaft, da es möglich ist, die besagte Anordnung durch einen einfachen Co-Formungsherstellungsprozess herzustellen.
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Um eine bessere Verbindung zwischen der besagten Stützstruktur 6 und der besagten Schicht aus elastischem Material 7 zu gewährleisten, umfasst die gleiche Schicht aus elastischem Material 7 im Allgemeinen eine Verbindungsstruktur 72. Die besagte Verbindungsstruktur umfasst Vorsprünge, die zur Wechselwirkung mit der besagten Stützstruktur 6 ausgebildet sind. Vorzugsweise umfasst die besagte Verbindungsstruktur 72 Vorsprünge, die sich senkrecht zu der Oberfläche erstrecken, die durch dieselbe Schicht aus elastischem Material 7 definiert ist. In einer möglichen Ausführungsform umfassen sie Säulen und/oder Querstücke, die zur Verbesserung der mechanischen Verbindung mit der besagten Stützstruktur 6 ausgebildet sind. Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Position der besagten Kontaktfläche 3 relativ zur besagten äußeren Struktur 21 unveränderlich ist.
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In dieser Ausführungsform ist die besagte Kontaktfläche 3 an der besagten äußeren Struktur 21 überstarr befestigt, sobald sie zusammengebaut werden. Selbst wenn also eine Schubkraft auf die besagte Kontaktfläche 3 ausgeübt wird, erfährt diese keine Änderung in ihrer eigenen Position relativ zu der äußeren Struktur. Wenn der Benutzer bei dieser Ausführungsform eine Kraft auf die besagte Kontaktfläche 3 ausübt, erhält er/sie keine sensorische oder haptische Rückmeldung, insbesondere wenn eine Verformung und/oder Bewegung derselben Kontaktfläche 3 vorliegt.
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In einer beispielhaften, aber nicht einschränkenden, bevorzugten Ausführungsform sind die besagte äußere Struktur 21 und die besagte Stützstruktur 6 einstückig ausgebildet, wodurch die Anzahl der Teile der Steuertastatur 2, die zusammengebaut werden müssen, weiter verringert wird.
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In einer möglichen beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst die besagte Kontaktfläche 3 mindestens einen Verbindungsabschnitt 32, der dazu eingerichtet ist, die besagte Kontaktfläche 3 starr an der besagten äußeren Struktur 21 zu befestigen.
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Die gleiche äußere Struktur 21 umfasst mindestens einen Verbindungsabschnitt 22, der in der Lage ist, die besagte Kontaktfläche 3 überstarr zu befestigen.
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In einer möglichen Ausführungsform umfasst die gleiche äußere Struktur 21 auch mindestens einen Verbindungsabschnitt, der dazu eingerichtet ist, die besagte Stützstruktur 6 starr zu fixieren; Beispielsweise ist die besagte Stützstruktur 6 über einen Verbindungsabschnitt 62 an der besagten äußeren Struktur 21 befestigt, der die besagte Stützstruktur 6 starr an der besagten äußeren Struktur 21 fixieren kann.
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Im Allgemeinen umfassen die besagten Verbindungsabschnitte (32, 22, 62) Befestigungsmittel vom Gelenktyp, um die Teile starr und/oder überstarr miteinander zu verbinden. Vorzugsweise berührt die besagte Stützstruktur 6 zumindest teilweise diebesagte Leiterplatte 5. In Fortsetzung der Beschreibung der Konstruktionsdetails der Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ist die besagte Elektrode 4 einstückig ausgebildet. Daher umfasst die Elektrode 4 insgesamt keine miteinander verbundenen Teile.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die besagte Elektrode 4 einen Verbindungsabschnitt 42. Der besagte Verbindungsabschnitt 42 ist dazu eingerichtet, die besagte Elektrode 4 mit der Leiterplatte 5 zu verbinden.
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Die vorliegende Ausführungsform schließt das Vorhandensein weiterer Elemente wie Federn und/oder Elektrokabel aus, die dazu eingerichtet sind, eine elektrische Verbindung zwischen derselben Elektrode 4 und der Leiterplatte 5 herzustellen.
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Diese Ausführungsform reduziert die Gesamtzahl der Elemente der Steuertastatur 2, die zusammengebaut werden müssen.
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Der besagte Verbindungsabschnitt 42 kann mechanisch mit der besagten Leiterplatte 5 verbunden sein, um eine elektrische Verbindung unter Verwendung mehrerer möglicher Lösungen sicherzustellen.
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Gemäß einer bevorzugten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform ist der besagte Verbindungsabschnitt 42 mechanisch mittels eines Gelenks mit der besagten Leiterplatte 5 verbunden, um die elektrische Verbindung sicherzustellen. Die vorliegende Lösung erweist sich als besonders vorteilhaft, weil es nicht notwendig ist, ein zusätzliches Element, z. B. eine Schraubenfeder, mit der besagten Elektrode 4 zu verbinden, um dieselbe Elektrode 4 mechanisch an der Leiterplatte 5 befestigen zu können und gleichzeitig die elektrische Verbindung sicherzustellen.
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In einer beispielhaften, aber weniger bevorzugten Ausführungsform ist der besagte Verbindungsabschnitt 42 mit der besagten Leiterplatte 5 durch Löten, insbesondere durch Zinnlöten, mechanisch verbunden, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
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In einer möglichen Ausführungsform der mechanischen Verbindung vom besagten Verbindungstyp zwischen dem besagten Verbindungsabschnitt 42 und der Leiterplatte 5 umfasst die Leiterplatte 5 ein Verbindungselement 52.
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Vorzugsweise umfasst die besagte Leiterplatte ein Verbindungselement 52, das in der Lage ist, den besagten Verbindungsabschnitt 42 mechanisch zu begrenzen, um die elektrische Verbindung zwischen der besagten Elektrode 4 und der Leiterplatte 5 sicherzustellen.
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Das besagte Verbindungselement 52 ist beispielsweise ein geeignet geformtes Gehäuse mit Wänden aus leitfähigem Material, die am besagten Verbindungsabschnitt 42 anliegen können.
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Die Wände des Verbindungselements 52 sind wiederum elektrisch mit der Leiterplatte 5 verbunden. Das besagte Gehäuse ist so geformt, dass es den besagten Verbindungsabschnitt 42 starr einschränkt, wodurch die elektrische Verbindung sichergestellt wird.
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In einer möglichen beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform der Elektrode 4 umfasst diese zusätzlich zum besagten Verbindungsabschnitt 42 einen ebenen Abschnitt 40, der so gestaltet ist, dass er mit der Kontaktfläche 3 in Berührung gebracht werden kann, während er im Wesentlichen parallel zu dieser bleibt.
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Die Form und Größe des besagten ebenen Abschnitts 40 definieren den Abschnitt der Kontaktfläche 3 oder den aktiven Abschnitt, für den es möglich ist, zu erfassen, wann sich ein Benutzer der besagten Kontaktfläche 3 nähert oder diese berührt. Insbesondere hat der aktive Abschnitt eine Fläche, die im Wesentlichen gleich der Fläche ist, die durch die Projektion des besagten ebenen Abschnitts 40 auf die besagte Kontaktfläche 3 definiert ist.
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In ähnlicher Weise hat die besagte Matte der Schicht aus elastischem Material 7 vorzugsweise eine Fläche, die mindestens der Fläche des ebenen Abschnitts 40 der Elektrode 4 entspricht. In einer möglichen beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform ist zwischen dem besagten ebenen Abschnitt 40 und dem besagten Verbindungsabschnitt 42 der Elektrode 4 ein Zwischenabschnitt 41 vorhanden. Dieser besagteZwischenabschnitt 41 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Achse „Z“, vorzugsweise senkrecht zu der durch den besagten ebenen Abschnitt 40 der Elektrode 4 definierten Oberfläche. Der besagte Zwischenabschnitt 41 wirkt als elektrischer Leiter zwischen dem besagten ebenen Abschnitt 40 und dem besagten Verbindungsabschnitt 42. Ferner erlaubt der besagte Zwischenabschnitt 41 das Verbinden des besagten ebenen Abschnitts 40 mit dem besagten Verbindungsabschnitt 42 durch geeignetes Ändern seiner Abmessungen.
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Der besagte Zwischenabschnitt 41 kann gekrümmte Abschnitte aufweisen, die geeignet sind, den besagten ebenen Abschnitt 40 und den besagten Verbindungsabschnitt in Bezug auf die Kontaktfläche 3 und die Leiterplatte 5 in geeigneter Weise zu positionieren. Solche gekrümmte Abschnitte können so gestaltet sein, dass sie elastische Kräfte erzeugen, die eine korrekte Positionierung der Elektrode 4 in der Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen.
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Die Steuertastatur 2 ist besonders geeignet, um in einem Steuerfeld enthalten zu sein.
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Das besagte Steuerfeld umfasst auch Tasten und/oder Schalter, an die jeweils elektrische und/oder elektronische Schaltungen zur Aktivierung einer oder mehrerer Funktionen angeschlossen sind.
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In einer möglichen Ausführungsform können das besagte Steuerfeld und/oder die besagte Steuertastatur 2 in einem Fahrzeug oder in einem Boot enthalten sein.
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Alternative Ausführungsformen, die hierin nicht im Detail beschrieben sind, aber aus der obigen Beschreibung abgeleitet werden können, sollten als in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fallend betrachtet werden.
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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Steuertastatur 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Figur zeigt die Steuertastatur 2 in einer perspektivischen Ansicht, wobei die Kontaktfläche 3 sichtbar ist. Auf der besagten Kontaktfläche 3 können Vorsprünge oder Rillen und/oder unterscheidbare Markierungen vorhanden sein, die die Identifizierung einer oder mehrerer Funktionen ermöglichen, die durch die besagte Steuertastatur 2 aktiviert und/oder deaktiviert werden können.
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In der dargestellten Ausführungsform gibt es eine kreuzförmige Nut, durch die es möglich ist, die Richtungen von zwei die besagte Kontaktfläche 3 definierenden Achsen zu identifizieren.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die besagte Kontaktfläche 3 mit der äußeren Struktur 21 der Steuertastatur 2 überstarr verbunden.
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In dieser Ausführungsform bewirkt eine auf die besagte Kontaktfläche 3 ausgeübte Kraft nicht, dass sich die besagte Kontaktfläche 3 relativ zu der besagten äußeren Struktur 21 bewegt. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst die besagte äußere Struktur einen Verbindungsabschnitt 22, der mit einem jeweiligen Verbindungsabschnitt 32, der in der Kontaktfläche 3 enthalten ist, einrasten kann.
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2A zeigt eine Schnittansicht der Steuertastatur 2 von 1 in Bezug auf eine vertikale Ebene. In dieser Figur ist zu sehen, dass die besagte Kontaktfläche 3, die besagte Elektrode 4, die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Leiterplatte 5 zumindest teilweise überlagert sind, um eine Schichtungsstruktur zu bilden, die zueinander relativ zu einer Achse „Z“ ausgerichtet sind, die senkrecht zu der durch die besagte Kontaktfläche 3 definierten Fläche ist.
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2A zeigt auch eine mögliche Ausgestaltung der Elektrode 4, wobei der Verbindungsabschnitt 42 mit einem Verbindungselement 52 gekoppelt ist, das in der Leiterplatte 5 enthalten ist. In der dargestellten Ausführungsform befindet sich das besagte Verbindungselement 52 auf einer Seite der Leiterplatte 5; insbesondere auf der Fläche gegenüber der Fläche, auf der die besagte Stützstruktur 6 ruht.
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Aus 2A ist es auch möglich, zu verstehen, wie die besagte Schicht aus elastischem Material 7 auf die besagte Elektrode 4 eine Druckkraft ausübt, insbesondere auf einen Teil davon, insbesondere den ebenen Teil, um die Elektrode 4 ständig und gleichmäßig in Kontakt mit der besagten Kontaktfläche 3 zu halten.
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2B zeigt eine Vergrößerung eines Details des Ausschnitts von 2A. In dieser Figur ist noch deutlicher, dass die besagte Schicht aus elastischem Material 7 die besagte Elektrode 4 und insbesondere den ebenen Abschnitt 40 gegen die besagte Kontaktfläche 3 hält.
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In 2B kann man auch den Zwischenabschnitt 41 der Elektrode 4 identifizieren, der sich im Wesentlichen senkrecht zum besagten ebenen Abschnitt und im Wesentlichen parallel zur besagten Achse „Z“ erstreckt.
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2B zeigt auch eine Ausführungsform, bei der die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Schicht aus elastischem Material 7 eine Anordnung bilden. Die besagte Anordnung kann durch einen Co-Formungs-Herstellungsprozess hergestellt werden.
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3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Details der Positionierung der Elektrode 4 relativ zu einer Kontaktfläche 3, einer Stützstruktur 6 und einer Schicht aus elastischem Material 7.
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3 zeigt deutlich, dass sich unter der besagten Kontaktfläche 3 eine Schichtung befindet, die die besagte Elektrode 4, die besagte Schicht aus elastischem Material 7 und die besagte Stützstruktur 6 umfasst, wobei die besagte Elektrode 4 auf konstante und gleichmäßige Weise mit der besagten Kontaktfläche 3 in Kontakt gehalten wird.
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In 3 ist auch ersichtlich, dass die besage Schicht aus elastischem Material 7 eine Schubkraft auf die besagte Elektrode 4 ausübt, insbesondere einen Schub in Richtung auf die besagte Kontaktfläche 3.
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Die besagte Elektrode wird somit durch die von der besagten Schicht aus elastischem Material 7 ausgeübte Kraft in Kontakt mit der besagten Kontaktfläche 3 gehalten.
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In 3 ist zu sehen, dass die besagte Stützstruktur 6 und die besagte Schicht aus elastischem Material 7 eine Anordnung bilden, wobei die besagte Anordnung einen einzigen Körper bildet.
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Aus 3 kann auch geschlossen werden, dass die besagte Anordnung in einem Co-Formungsprozess hergestellt werden kann.
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4A zeigt eine Stützstruktur 6 in einer perspektivischen Schnittansicht.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die besagte Stützstruktur 6 in die äußere Struktur 21 der Steuertastatur eingebaut.
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Die Figur zeigt die kastenförmigen Abschnitte, die mit ihrer Unterseite auf der Leiterplatte 5 aufliegen.
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Im oberen Abschnitt des besagten kastenförmigen Abschnitts definiert die besagte Stützstruktur 6 eine Ebene, in der die besagte Schicht aus elastischem Material 7 liegt. Die Konformation der Oberfläche kann nach Bedarf variieren. Daher sind die gezeigten rechteckigen Öffnungen lediglich beispielhaft.
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4B zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Schicht aus elastischem Material 7. Die Konformation der Schicht aus elastischem Material 7 kann nach Bedarf variieren, z. B. kann es sich um eine Schicht mit konstanter Dicke oder mit Vorsprüngen handeln.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material 7 kann auf dem oberen Teil der besagten Stützstruktur 6 liegen.
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In der dargestellten Ausführungsform befindet sich im unteren Teil der Schicht aus elastischem Material 7 eine Verbindungsstruktur 72. Die besagte Verbindungsstruktur 72 umfasst in der dargestellten Ausführungsform mehrere Säulen und Querstücken, die die Haftung zwischen der besagten Schicht aus elastischem Material 7 und der besagten Stützstruktur 6 verbessern können.
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Die Konformation der durch die Schicht aus elastischem Material 7 definierten Oberfläche kann nach Bedarf variieren. Daher sind die gezeigten rechteckigen Öffnungen lediglich beispielhaft.
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4C zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Elektrode 4. Wie zu sehen ist, sind die Abmessungen des ebenen Abschnitts 40 größer als die Abmessungen des Verbindungsabschnitts 42. Der besagte Zwischenabschnitt 41 verbindet diese beiden Abschnitte der Elektrode 4, die einstückig hergestellt sind.
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Die Konformation der Elektrode 4 und insbesondere des ebenen Abschnitts 40 und/oder des Zwischenabschnitts 41 und/oder des Verbindungsabschnitts 42 kann nach Bedarf variieren. Daher sind die Abmessungsmerkmale, Rillen und Biegungen in der Zeichnung nur beispielhaft. 4D zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Kontaktfläche 3. In 4D sind Verbindungsabschnitte 32 zu sehen, die es ermöglichen, eine Verbindung mit der äußeren Struktur 21 und/oder der Stützstruktur 6 gemäß den verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Steuertastatur 2 herzustellen.
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Die Figur zeigt, dass sich auf der Kontaktfläche 3 eine Nut befindet, die vier Himmelsrichtungen anzeigen kann, die die Bewegungsrichtungen eines oder mehrerer Stellglieder zum Einstellen einer über die Steuertastatur 2 bedienbaren Vorrichtung darstellen können.
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Die dargestellte Konformation ist nur beispielhaft.
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5 zeigt eine Schnittansicht einer möglichen Ausführungsform der elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen der Elektrode 4 und der Leiterplatte 5. In dieser Figur ist die mechanische Kopplung zwischen dem Verbindungsabschnitt 42 der Elektrode 4 und dem Verbindungselement 52 in der Leiterplatte 5 zu sehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verbindungselement 52 mechanisch und elektrisch mit der Unterseite der Leiterplatte 5 verbunden. 5 zeigt auch die Ausbildung der Elektrode 4, insbesondere in dem Teil zwischen dem Zwischenabschnitt 41 und dem Verbindungsabschnitt 42. In einem solchen Teil der Elektrode 4 gibt es eine Krümmung, die geeignet ist, die Elektrode 4 und insbesondere den Verbindungsabschnitt 42 zwischen den in der Steuertastatur 2 enthaltenen Teilen geeignet zu positionieren und auch das Verbindungselement 52 der Leiterplatte 5 zu erreichen.
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Die dargestellte Ausführungsform ist beispielhaft und nicht einschränkend.
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Andere mögliche Ausführungsformen mit Gelenken und/oder Schleifkontakten können ebenfalls implementiert werden.
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Die technische Lösung ermöglicht es erfindungsgemäß auch, die Elektrode 4, die einen kapazitiven Sensor bildet, dank einer Schicht aus elastischem Material 7, die zwischen der gleichen Elektrode 4 und der Stützstruktur 6 angeordnet ist, in Position zu halten, so dass die gleiche Elektrode 4 mit der Kontaktfläche 3 in Kontakt gehalten werden kann.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material ermöglicht es, die besagte Elektrode 4 in Position zu halten und das Spiel zwischen den verschiedenen Teilen, die in der Steuertastatur 2 erfindungsgemäß enthalten sind, aufzunehmen.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Integrieren der Elektrode 4 in die Struktur der Kontaktfläche 3 zu vermeiden, wodurch deren Herstellung vereinfacht wird.
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Darüber hinaus vereinfacht die vorliegende Erfindung den Zusammenbau der Steuertastatur 2, da keine Fixiersysteme wie Klebstoffe verwendet werden müssen, um die Elektrode 4 in Kontakt mit der Kontaktfläche 3 zu halten.
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Ferner vermeidet die vorliegende Erfindung die Verwendung von Drähten, die sowohl mit der Elektrode 4 als auch mit der Leiterplatte 5 elektrisch verlötet werden, und beseitigt auch die Anordnung aller diskreten elastischen Vorrichtungen, beispielsweise Schraubenfedern, um eine Elektrode in Position mit der Kontaktfläche zu halten und/oder um die besagte Elektrode 4 elektrisch mit der Leiterplatte 5 zu verbinden, während sie auch das Spiel aufgrund der Fertigungstoleranzen der verschiedenen Teile, die in der Steuertastatur 2 erfindungsgemäß enthalten sind, aufnimmt.
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Die vorliegende Erfindung vereinfacht den Zusammenbauprozess und reduziert die Anzahl der zusammenzubauenden Teile.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material 7 ermöglicht es, das Spiel aufgrund der Herstellungstoleranzen der verschiedenen Teile, die in der Steuertastatur 2 erfindungsgemäß enthalten sind, aufzunehmen und zusätzlich einen konstanten und gleichmäßigen Kontakt zwischen der besagten Elektrode 4 und der besagten Kontaktoberfläche 3 sicherzustellen.
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Die besagte Schicht aus elastischem Material 7 erzeugt eine Schubkraft auf die besagte Elektrode 4, die gegen die besagte Kontaktfläche 3 gedrückt wird und somit konstant und gleichmäßig in Kontakt damit bleibt.
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Bezugszeichenliste
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| Steuertastatur |
2 |
| Äußere Struktur |
21 |
| Verbindungsabschnitt |
22 |
| Kontaktfläche |
3 |
| Verbindungsabschnitt |
32 |
| Elektrode |
4 |
| Ebener Abschnitt |
40 |
| Zwischenabschnitt |
41 |
| Verbindungsabschnitt |
42 |
| Leiterplatte |
5 |
| Verbindungselement |
52 |
| Stützstruktur |
6 |
| Verbindungsabschnitt |
62 |
| Schicht aus elastischem Material |
7 |
| Verbindungsstruktur |
72 |
| Achse |
„Z“ |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN/ISO 1629 [0031]
- ASTM D 1418-19 [0031]
