DE10344654B3

DE10344654B3 - Modulteil zur Bildung einer Tastatur

Info

Publication number: DE10344654B3
Application number: DE2003144654
Authority: DE
Inventors: Oliver Spiess; Frank Trummer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Gigaset Communications GmbH
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-09-26

Abstract

Es wird zur Bildung einer Tastatur ein Modulteil (1) mit einem Tastenfeld (2) in einer obersten Schichtebene und einer Metalldomfolie (3) in einer untersten Schichtebene vorgeschlagen, das zur Erfüllung von Anforderungen wie z. B. ein ESD-Schutz, ein Schutz vor Herausreißen von Tasten, eine Tastaturbeleuchtung, eine Standfestigkeit gegen Außenkräfte usw. Tasten (4) mit jeweilig mindestens einem einzigen Tastenstößel (5) aufweist, das unterhalb des Tastenfeldes (2) einen Metallrahmen (6) mit wenigstens einem einzigen Ableitungskontakt (7) aufweist, das unterhalb des Metallrahmens (6) einen als Lichtleiter ausgebildeten Trägerrahmen (8) mit über Stege (10) gelenkig am Trägerrahmen (8) befestigten Schälchenteilen (9) aufweist, und das unterhalb des Trägerrahmens (8) eine Dämpfungsgummilage (11) mit jeweilig einem der Schälchenteile (9) und gleichzeitig einem der Metalldome (13) der Metalldomfolie (3) zugeordneten Pufferabschnitten (12) aufweist, wobei die freien Enden (14) der Tastenstößel (5) durch den Metallrahmen (6) hindurchgreifend in den Schälchenteilen (9) befestigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modulteil zur Bildung einer Tastatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um eine geforderte Qualität im Kundennutzen zu erhalten werden an heutige Konstruktionen für Tastaturen entsprechende, einzuhaltende Anforderungen gestellt. Diese komplexen Eckdaten sind beispielsweise bezogen auf ein Modulteil zur Bildung einer Tastatur einmal ein sogenannter ESD-Schutz, das heißt, ein Schutz vor Zerstörung durch elektrostatische Entladung, weiter eine gewisse Sicherheit gegen ein Herausreißen der Tasten, dann die Möglichkeit einer Beleuchtung der Tasten, ferner eine Standfestigkeit gegen Kräfte von außen beispielsweise in Form von Biege- oder Druckbeanspruchungen und schließlich eventuell weitere diverse andere Forderungen.
Bisher wurden diese Punkte in Produkten mit einer Tastatur nur teilweise erfüllt, weil entweder einige Leistungen im Gerät nicht realisiert wurden, beispielsweise konnte auf eine Tastenbeleuchtung verzichtet sein, oder es konnten sich notwendige Anforderungen erst durch die Serienproduktion auf Grund von Feldrückläufern ergeben. Beispielsweise lässt sich das Maß der Dämpfung der Tastatur erst nach Erhalt einiger Erfahrungswerte optimal einstellen.

Aus dem Dokument DE 101 38 227 A1 ist eine Tastaturanordnung bekannt, die ein Tastenfeld als eine oberste Schichtebene der Tastaturanordnung und eine Metalldomfolie als eine unterste Schichtebene der Tastaturanordnung aufweist. Die Tastaturanordnung kann als Modulteil zur Bildung einer Tastatur angesehen werden. Sie kann als Modulteil zur Bildung einer Tastatur angesehen werden, weil für eine vollständige Tastatur noch die durch die Tasten des Modulteils zu betätigenden elektrischen Kontakte fehlen, die beispielsweise auf einer Leiter platte zur Verfügung gestellt werden. Im Zusammenspiel mit zum Beispiel einer solchen Leiterplatte ergibt das vorliegende Modulteil die vollständige Tastatur.

Die aus dem zitierten Dokument bekannte Tastaturanordnung ist jedoch nicht in der Lage, beispielsweise elektrostatische Aufladungen unschädlich für die Tastaturanordnung und bzw. die damit gesteuerte Elektronik abzuleiten. Ebenso sind beispielsweise keine Maßnahmen für eine Beleuchtung der Tasten der Tastaturanordnung vorhanden. Auch sind keine besonderen Maßnahmen zur Verbesserung des Dämpfungsverhaltens der Tasten der Tastaturanordnung bei deren Betätigung getroffen.

Weiter ist aus dem Dokument EP 1 028 445 A2 ein Modulteil für eine Tastatur mit einem Tastenfeld, einer Metalldomfolie und einem als Lichtleiter ausgebildeten Trägerrahmen bekannt, wobei die Tasten des Tastenfeldes Tastenstößel aufweisen.

Aus dem Dokument US 6 169 256 B1 ist ein Modulteil für eine Tastatur bekannt, die eine Metallplatte aufweist.

Aus dem Dokument DE 101 12 006 A1 ist ein weiteres Modulteil für Tastaturen bekannt, bei dem die Tasten mit Tastenstößeln versehen sind.

Aus dem Dokument US 5 475 192 A ist ein Tastenmodul bekannt, das ein Tastenfeld mit Tasten aufweist, die gelenkig innerhalb des Tastenfeldes gelagert sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ausgehend von einer Tastaturanordnung bzw. einem Modulteil zur Bildung einer Tastatur der eingangs genannten Art ein Modulteil zur Bildung einer Tastatur anzugeben, das alle aktuell bekannten kritischen Parameter, wie oben angesprochen, vereint und konstruktive Maßnahmen zu deren Lösung bereithält.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Modulteil zur Bildung einer Tastatur, dass die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Durch dieses Modulteil ist eine komplett rahmenlose Tastatur einschließlich so genannter "Navikeys" und "Softkeys" realisierbar, welches selbsttragend angeliefert werden kann und gleichzeitig die eingangs beschriebenen Anforderungen alle erfüllt. Es erfüllt insbesondere die Anforderungen: komplett rahmenloses Tastenfeld einschließlich sogenannter "Navikeys" und "Softkeys", Abriebfestigkeit der Tastenkappen, Hintergrundbeleuchtung mit Signalbeleuchtung, ESD-Schutz, Staub- und Feuchtigkeitsfestigkeit innerhalb der Spezifikation, mechanische Festigkeit gegen Herausreißen oder Verbiegen der Tasten usw..

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Danach sind die Tasten zumindest in einer Teilanzahl als Einzeltasten ausgebildet, die in einem an sich bekannten Inmould-Prozess (IMD-Prozess) hergestellt worden sind. Damit stellen die Tasten ein von Anfang an fertiges Bauteil dar, so dass zumindest wegen diesen Tasten eine mit diesen Tasten gefertigte Tastatur nicht nochmals einer zusätzlichen Prozedur zur Fertigstellung des Tastendesigns unterzogen werden muss.

Als Inmould-Prozess bezeichnet man einen Spritzguss-Prozess, in dem ein Kunststoff-Spritzteil bereits während des Spritzvorgangs, ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang, mit seinem vollständigen, mehrfarbigen Dekor versehen wird. Dies erreicht man, in dem eine mit dem Dekor bedruckte Folie mit Hilfe eines Inmould-Dekorfolien-Geräts durch die Spritzgussform geführt wird.

Das Hinterspritzen von Dekormaterialien ist eine kostengünstige Alternative zu den üblichen Verfahren Kaschieren, Lackieren, Tampon- oder Siebdruck, Heißprägen usw. von Spritzgießartikeln. Deshalb stellt es kein Problem dar, die Tasten einzeln für sich herzustellen.

Vorzugsweise bestehen die Tasten und der Trägerrahmen aus einem technischen Kunststoff wie zum Beispiel Polykarbonat, der Spezifikationen erfüllt und als Spritzgießmaterial verwendet werden kann.

Silikonmaterial eignet sich besonders gut zur Herstellung der Dämpfungsgummilage.

Soweit eine Verklebung eingesetzt wird, erfolgt diese in vorteilhafter Weise als UV-Verklebung, die sich sehr leicht mit den verwendeten Kunststoff technischen Materialien einsetzen lässt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein Modulteil zur Bildung einer Tastatur gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung,
2 ein Modulteil gemäß der 1 in einem zu einem vollständigen Modul montierten Zustand in einer dreidimensionalen Darstellung, und
3 einen Schichtaufbau des Modulteils gemäß der 1 oder 2 in einer Explosionsdarstellung.
Das in der 1 gezeigte Modulteil 1 zur Bildung einer Tastatur umfasst ein Tastenfeld 2 als eine oberste Schichtebene des Modulteils 1. Es umfasst weiter eine Metalldomfolie 3 als eine unterste Schichtebene des Modulteils 1.
Das Tastenfeld 2 wird durch eine Vielzahl einzelner Tasten 4 gebildet. Die Tasten 4 sind aus Polykarbonat gefertigt, die in einem sogenannten IMD-Prozess hergestellt sind.
Die Metalldomfolie ist zur Bewerkstelligung einer vollständigen Tastatur direkt, vollflächig auf eine zum Beispiel Leiterplatte mit den noch fehlenden elektrischen Kontaktierungsstellen beispielsweise durch eine Verklebung befestigt.
Die Leiterplatte mit ihren elektrischen Kontaktierungsstellen ist in der 1 nicht näher dargestellt.
Von den Tasten 4 weist wenigstens eine Teilanzahl davon jeweilig mindestens einen einzigen Tastenstößel 5 auf.
Unterhalb des Tastenfeldes 2 ist ein Metallrahmen 6 mit wenigstens einem einzigen Ableitungskontakt 7 (2) für Ableitungen elektrostatischer Ladungen angeordnet. Der Metallrahmen 6 ermöglicht nicht nur die schadfreie Ableitung elektrostatischer Ladungen sondern er verhindert auch das Austre ten von Licht in den Tastenzwischenraum und er verhindert weiter ein Herausziehen der Tasten 4. Letzteres ist symbolisch durch einen sich nach oben drehenden Pfeil angedeutet.
Unterhalb des Metallrahmens 6 ist ein als Lichtleiter ausgebildeter Trägerrahmen 8 angeordnet, der als ein Grundträger verwendet ist. Der Trägerrahmen 8 weist Schälchenteile 9 auf, die mit dem Trägerrahmen 8 über gelenkig wirkende Stege 10 mit dem Trägerrahmen 8 einstückig verbunden sind.
Die gelenkig wirkende Verbindung wird in der 1 symbolisch durch einen sich nach unten drehenden Pfeil dargestellt, der angibt, dass sich das Schälchenteil 9 bei einer Druckbeaufschlagung, versinnbildlicht durch einen senkrechten Pfeil nach unten, zurückfedernd nach unten bewegen kann.
Das Modulteil gemäß der 1 weist abschließend unterhalb des Trägerrahmens 8 eine Dämpfungsgummilage 11 auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Silikonzwischenlage ausgebildet ist. Die Dämpfungsgummilage 11 weist Pufferabschnitte 12 auf, die den jeweiligen Schälchenteilen 9 des Trägerrahmens 8 zugeordnet sind.
Den Dämpfungsabschnitten 12 der Dämpfungsgummilage 11 wiederum ist jeweilig einer der Metalldome 13 der Metalldomfolie 3 zugeordnet.
Die freien Enden 14 wenigstens einer Teilanzahl der Tastenstößel 5 sind, nach dem Hindurchgreifen der Tastenstößel 5 durch den Metallrahmen 6, in den Schälchenteilen 9 des Trägerrahmens 8 gelagert. Dabei sind sie in den Schälchenteilen 9 beispielsweise durch eine UV-Verklebung 15 befestigt.
Die Pufferabschnitte 12 wirken im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Silikonaktuatoren. Bei einer Druckbeaufschlagung auf eine Taste 4 des Tastenfeldes 2 wird der Druck über den Tastenstößel 5 an das Schälchenteil 9 weitergegeben. Durch den seitlich am Trägerrahmen 8 angebundenen Steg 10 wird der Druck über eine Kreisbahn an den als Silikonaktuator wirkenden Pufferabschnitt 12 weitergegeben. Dadurch wird der Betätigungsdruck über den zugehörigen Metalldom 13 abgefedert an die Kontaktierungsstelle der Leiterplatte abgegeben. Der dazwischen angeordnete Metalldom, der zurückfederbar gedrückt ist, kontaktiert die elektrische Kontaktierungsstelle auf der Leiterplatte, so dass auf der Leiterplatte ein elektrischer Kontakt aktiviert ist.
In der 2 sind die Haupteile der 1 in einem zu einem Modulteil 1 zur Bildung einer Tastatur zusammengebauten Zustand gezeigt.
In der 3 sind die Hauptbestandteile der 1 bzw. der 2 in einer Explosionsdarstellung und in einer dreidimensionalen Form gezeigt. Aus der 3 geht insbesondere der Schichtenaufbau des Modulteils 1 zur Bildung einer Tastatur hervor.
Die Bezugszeichen der 2 und 3 entsprechen denen der 1.

Claims

Modulteil zur Bildung einer Tastatur, wenigstens umfassend ein Tastenfeld als eine oberste Schichtebene des Modulteils und eine Metalldomfolie als eine unterste Schichtebene des Modulteils, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Teilanzahl der Tasten (4) des Tastenfeldes (2) jeweilig mindestens einen einzigen Tastenstößel (5) aufweist, dass unterhalb des Tastenfeldes (2) ein Metallrahmen (6) mit wenigstens einem einzigen Ableitungskontakt (7) für Ableitungen elektrostatischer Ladungen angeordnet ist, dass unterhalb des Metallrahmens (6) ein als Lichtleiter ausgebildeter Trägerrahmen (8) angeordnet ist, dass unterhalb des Trägerrahmens (8) eine Dämpfungsgummilage (11) angeordnet ist, dass die freien Enden (14) wenigstens einer Teilanzahl der Tastenstößel (5) durch den Metallrahmen (6) hindurchgreifend in Schälchenteile (9) des Trägerrahmens (8) gelagert sind, dass die Schälchenteile (9) des Trägerrahmens (8) gelenkig am Trägerrahmen (8) über einen Steg (10) befestigt sind, dass die Dämpfungsgummilage (11) Pufferabschnitte (12) aufweist, die den jeweiligen Schälchenteilen (9) des Trägerrahmens m(8) zugeordnet sind, und dass den Dämpfungsabschnitten (12) der Dämpfungsgummilage (11) jeweilig einer der Metalldome (13) der Metalldomfolie (3) zugeordnet ist.
Modulteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten (4) zumindest in einer Teilanzahl als Einzeltasten ausgebildet sind, und dass die Tasten (4) in einem Inmould-Prozess hergestellt sind.
Modulteil nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Tasten (4) und des Trägerrahmens (8) Polykarbonat ist.
Modulteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Dämpfungsgummilage (11) ein Silikonmaterial ist.
Modulteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Schälchenteilen (9 ) des Trägerrahmens (8) angeordneten freien Enden (14) der Tastenstößel (5) darin verklebt sind.
Modulteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklebung der freien Enden (14) der Tastenstößel (5) in den Schälchenteilen (9) des Trägerrahmens (8) eine UV-Verklebung (15) ist.