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Einleitung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abdeckung, ein Gehäuse und
ein Verfahren zum Herstellen einer Abdeckung zum Abdecken eines
Tastenschalters oder einer Anzahl von Schaltern, die beispielsweise
in einer Kleintastatur angeordnet sind. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Abdeckung, die die Betätigung eines zugeordneten Schalters durch
die Abdeckung hindurch erlaubt und die einen Widerstand sowohl gegen
rauhe Handhabung als auch gegen Eindringen von Staub und Wasser
darstellt, und die somit den Schalter und zugeordnete elektronische
Komponenten, die von der Abdeckung abgedeckt sind, schützt.
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Hintergrund der Erfindung
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In
einer herkömmlichen
Kleintastatur werden Haubenschalter (dome switches) oder ähnliche
Tasten in Kontakt gebracht mit Schaltkontaktpunkten, die beispielsweise
auf einer gedruckten Schaltungsplatine angeordnet sind. Da das Funktionieren
des Schalters in hohem Maße
abhängt
von einem direkten Kontakt zwischen trockenen und sauberen Kontaktpunkten,
ist es im allgemeinen gewünscht,
Schalter und zugeordnete elektronische Komponenten vor rauhen, nassen
und staubigen Umwelteinflüssen
zu schützen.
Zur gleichen Zeit ist es oft gewünscht,
direkten Zugang zu den Schalttätigkeiten
zu erlauben, ohne zuvor Abdeckungen und ähnliches zu entfernen.
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Abdeckungen,
die Kleintastaturen abdecken und die Betätigung von Tasten durch die
Abdeckung erlauben, existieren. Die bekannten Abdeckungen sind typischerweise
aus einem flexiblen Folienmaterial hergestellt, das in einem Rahmen
angeordnet ist, um einen oder mehrere Schalter abzudecken, die unterhalb
des Rahmens angeordnet sind. Wenn ein abgedeckter Schalter betätigt wird,
wird das Folienmaterial in Kontakt mit einer schaltenden Taste gedrückt und
weiter nach unten, bis ein Kontakt zwischen den Kontaktpunkten hergestellt
ist. Solange die Folie neu und flexibel ist, kann sie einen akzeptablen
Schutz von zugeordneten Schaltern gegenüber Umwelteinflüssen zur
Verfügung
stellen. Während
des Gebrauchs kann es jedoch vorkommen, daß die Folie bricht oder reißt, beispielsweise
wegen rauher Behandlung des Schalters, und über die Zeit werden die meisten
flexiblen Folien weniger flexibel oder sogar brüchig, insbesondere wenn sie
Sonnenlicht oder Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Dementsprechend wird
die Betätigung
der zugeordneten Schalter schwieriger und das Risiko des Reißens der
Folie steigt.
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Oft
ist ein Symbol, das eine Funktion anzeigt, die einem speziellen
Schalter zugeordnet ist, entweder direkt auf eine Taste zum Schalten
des Schalters oder auf eine Folie gedruckt, die diesen Schalter
abdeckt, z. B. unterhalb der Folie oder auf die Oberseite der Folie,
d. h. es steht entweder der schaltenden Taste oder dem Bediener
gegenüber.
Unglücklicherweise
neigen solche Drucke dazu, abgerubbelt zu werden entweder durch
wiederholten Kontakt zwischen der Folie und der schaltenden Taste
oder durch wiederholten Kontakt zwischen dem Finger eines Bedieners
und der Folie.
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In
US 6,423,171 ist eine Kleintastatur
für ein tragbares
Telefon und das Herstellungsverfahren dafür offenbart. Nach diesem Verfahren
werden Zeichen auf einen transparenten ebenen Film gedruckt, der
daraufhin durch ein Preßverfahren
in eine Form gebracht wird, die eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist.
Die Vertiefungen werden mit flüssigem
Silikongummi gefüllt
und der Silikongummi wird daraufhin in einer Metallform in eine
Kleintastatur umgeformt. Um eine Schwierigkeit im Betrieb wegen
der Härte
des Films zu vermeiden, werden Schlitze
10 um jede Taste
auf dem Film gebildet, siehe
US
6,423,171 , Spalte 3, Zeilen 11 bis 15 und
2C,
2D. Wegen der Schlitze werden die Schaltkontakte
gegenüber
der Umwelt nur über
die relativ dünne
einzige Schicht aus Silikonmaterial geschützt.
US 6,423,171 offenbart ein Vordergehäuse
22,
das die Vorderseite des Films schützt. Wegen der Anordnung des
Vordergehäuses
auf der Vorderseite der Tasten in einer Tastendrückrichtung bleibt jedoch die
dünne Schicht
eines Silikonmaterials nicht unterstützt in der Richtung, in der
die Tasten gedrückt
werden. Als eine Konsequenz davon führt der wiederholte Gebrauch
der Kleintastatur über
der Zeit zu Brüchen
im Silikonmaterial, was dementsprechend die Funktion des Schalters
gefährdet.
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In
der japanischen Veröffentlichung
JP 11126536 A ,
ist ein Abdeckungselement für
einen Druckknopf offenbart, worin Schaltkontakte
11,
12 in Kontakt
gebracht werden durch einen beweglichen vorstehenden Teil
42,
der durch eine Silikongummizusammensetzung durch Druckformen gebildet
ist. In
JP 11126536
A , werden die Schalter nur durch den vorstehenden Teil
42 geschützt, d.
h. durch eine einzelne Komponente, die aus einem Silikonmaterial
gebildet ist, und jegliche Beschädigung
in dieser oft gedrückten
und somit deformierten Komponente verursacht einen Zugang von der
umgebenden Umwelt zu den Kontakten. Darüber hinaus ist der bewegliche vorstehende
Teil in
JP 11126536
A nicht unterstützt
in der Richtung des Drückens,
wodurch das Drücken
eines einzelnen Knopfes eine Ausbiegung des gesamten Teils
42 verursachen
wird mit dem sich daraus ergebenden höheren Risiko von Verschleiß und einem verminderten
Schutz des Schalters.
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Die
deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 296
13 811 U1 offenbart eine Abdeckung für einen Tastenschalter, die
eine elastische Folie aufweist, die ein äußeres Gehäuse mit einer Ausnehmung abdeckt,
in der ein Tastenelement angeordnet ist zum Übertragen einer Schaltkraft
auf ein schaltendes Element, das in einem inneren Gehäuse angeordnet
ist. Das äußere Gehäuse ist
mit einer inneren Oberfläche der
flexiblen Folie verbunden. Das Tastenelement bildet einen einstückigen Teil
des inneren Gehäuses, wobei
das Tastenelement und das innere Gehäuse somit als ein getrenntes
Teil hergestellt werden. Ein Nachteil der Abdeckung von
DE 296 13 811 U1 ist, daß das schaltende
Element nur gegen Verschmutzung, beispielsweise durch Staub oder
Wasser, durch die elastische Folie geschützt ist. Wenn sich die Folie
bei jedem einzelnen Niederdrücken
des Tastenelements verformt, wird sie einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen,
der Brüche
verursachen kann, die wiederum den Schutz des schaltenden Elements
und anderer elektronischer Ausrüstung,
die dem Schalter zugeordnet ist, aufs Spiel setzt. Der Schutz wird
auch aufs Spiel gesetzt, wenn die Folie nicht sauber an der äußeren Oberfläche des äußeren Gehäuses haftet,
selbst wenn keine Brüche in
der Folie selbst existieren.
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DE 40 16 122 A1 offenbart
eine Schaltertastatur mit einer Silikonfolie, welche bündig mit
einer Platine verbunden ist. Die Silikonfolie ist abschnittsweise
als vorspringende, bewegliche Taste ausgebildet. Die Tasten werden
von einem Führungsrahmen geführt. Der
Führungsrahmen
ist mit einer Membran aus einem halbstarren Kunststoffmaterial,
welche sich auch über
die Tastenbereiche hinweg erstreckt, beklebt.
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In
DE 35 43 751 A1 ist
ein Druckknopfschalter mit einem Elastomerdruckknopf offenbart.
Zur Vermittlung eines positiven Druckpunktes bzw. zur fingerfühlbaren
Rückmeldung
der Schalterbetätigung ist
der Druckknopf einteilig in einer kuppelartigen Struktur aufgebaut
und besteht aus einem gummielastischen Elastomer mit einer gewissen
Mindesthärte
und einer gewissen Mindest-Rückprallelastizität.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdeckung und
ein Gehäuse
zur Verfügung
zu stellen, die einen verbesserten Schutz eines Schalters und anderer
elektronischer Komponenten zur Verfügung stellen. Es ist eine weitere
Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für die Abdeckung anzugeben.
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Dementsprechend
betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Abdeckung
für einen
Tastenschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das
Tastenelement ist dicht mit der inneren Oberfläche der flexiblen Schicht und
mit dem Stützrahmen
verbunden, um eine einzelne Komponente zu formen. Die Verbindung
des Tastenelements dicht mit der inneren Oberfläche der flexiblen Schicht und mit
dem Stützrahmen,
um eine einzelne Komponente zu bilden, führt zu einer besonders Wasser-
und staubdichten Abdeckung. Zur gleichen Zeit wird, da der Stützrahmen
mit einer inneren Oberfläche
der flexiblen Schicht verbunden ist, eine Abdeckungsstruktur gebildet,
worin eine flexible Schicht abgestützt wird durch einen Rahmen
in einer Schalterdrückrichtung.
Wegen der Abstützung
der flexiblen Schicht in dieser Richtung wird eine übermäßige Verformung der
flexiblen Schicht vermieden und dementsprechend kann eine verbesserte
Lebensdauer der Abdeckung und ein verbesserter Schutz des zugeordneten
Schalters erwartet werden.
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In
der folgenden Beschreibung beschreibt die äußere Oberfläche der Abdeckung oder von
Teilen der Abdeckung eine Fläche,
die nach außen
gerichtet ist in Richtung auf den Benutzer des abgedeckten Schalters,
während
die innere Oberfläche der
Abdeckung oder von Teilen der Abdeckung eine Oberfläche beschreibt,
die nach innen in Richtung auf den Schalter und andere Elektronik
gerichtet ist, die durch die Abdeckung abgedeckt ist.
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Die
flexible Schicht könnte
aus einer Lage aus Folienmaterial gebildet sein, z. B. einem flexiblen Kunststoffmaterial
mit einer Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm, beispielsweise in
der Größe von 0,25 mm.
Der Stützrahmen
könnte
hergestellt werden aus einem relativ harten Kunststoffmaterial,
z. B. aus Bakelit oder aus einem ähnlichen härtenden Kunststoffmaterial
oder aus einem harten thermoplastischen Material oder selbst aus
einer Metallegierung, z. B. Aluminium oder Stahl. Darüber hinaus
könnte
der Stützrahmen
hergestellt werden aus einem zusammengesetzten Material, z. B. glas-
oder kohlefaserverstärktem
Polyester oder Epoxid. Die Ausnehmung könnte beispielsweise als ein
Durchgangsloch in dem Rahmen gebildet werden. Die Ausnehmung ist angeordnet
unter dem Schalteraktivierungsbereich der flexiblen Schicht und
es ist dementsprechend möglich,
das flexible Material in diesem Bereich niederzudrücken. Ein
Drücken
gegen die flexible Schicht in dem Schalterbetätigungsbereich bewirkt, daß sich die
flexible Lage in die Ausnehmung oder das Durchgangsloch des Rahmens
verformt. Es ist dementsprechend möglich, ein Tastenelement, das unter
der flexiblen Schicht in dem Schalteraktivierungsbereich angeordnet
ist, niederzudrücken
und somit einen zugeordneten Schalter zu aktivieren.
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Das
Tastenelement könnte
in der Ausnehmung oder in dem Durchgangsloch des Rahmens und vorzugsweise
in direktem Kontakt mit der inneren Oberfläche der flexiblen Schicht angeordnet
werden. Das Tastenelement könnte
tatsächlich
jede Form haben, solange es eine Verformung erlaubt, die durch das
Niederdrücken
der flexiblen Lage verursacht wird, um auf einen zugeordneten Schalter übertragen
zu werden. Das Tastenelement könnte aus
einem harten oder nachgiebigen Material gebildet sein. Wenn das
Tastenelement aus einem harten Material gebildet ist, muß es in
der Ausnehmung oder dem Durchgangsloch des Rahmens gleiten können. Ein
Druck, der auf den Schalteraktivierungsbereich ausgeübt wird,
wird durch Verformung der flexiblen Schicht auf das Tastenelement übertragen,
wodurch das Tastenelement nach unten verschoben wird und den Schalter
aktiviert. Wenn auf der anderen Seite das Tastenelement nachgiebig
ist, z. B. aus einem relativ weichen Gummi- oder Silikonmaterial
hergestellt ist, könnte
es an dem Rahmen fixiert werden, beispielsweise durch Kleben, z.
B. an den Kanten der Ausnehmung oder des Durchgangslochs des Rahmens.
Wenn der Schalteraktivierungsbereich niedergedrückt wird, verformt sich die
flexible Lage in die Ausnehmung oder das Durchgangsloch des Rahmens.
Dies wird bewirken, daß sich
das Tastenelement, das in der Ausnehmung oder dem Durchgangsloch
des Rahmens angeordnet ist, in eine Einwärtsrichtung verformt und so
einen zugeordneten Schalter aktiviert. Mit anderen Worten erfolgt
die Aktivierung des Schalters aufgrund einer Verformung des elastischen
Materials des Tastenelements und das Element selbst verbleibt in
festem Kontakt mit dem Rahmen. Wenn Niederdrücken des Schalteraktivierungsbereiches
eine größere Auslenkung
der gesamten Abdeckung bewirkt, kann wiederholter Gebrauch die Abdeckung
mit der Zeit beschädigen. Dementsprechend
kann der Rahmen vorteilhafterweise aus einem Material gebildet sein,
das relativ inflexibel ist verglichen mit der Flexibilität des Tastenelements,
und vorzugsweise ist der Rahmen aus ei nem harten Material gemacht,
beispielsweise Bakelit oder Stahl etc.
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Das
Tastenelement ist vorzugsweise an der inneren Oberfläche der
flexiblen Schicht unter ihrem Schalteraktivierungsbereich befestigt,
beispielsweise klebend. Auf diese Weise wird ein wiederholtes Gleiten
und Reiben zwischen der inneren Oberfläche der flexiblen Schicht und
dem Tastenelement vermieden, das auftritt, wenn der Tastenaktivierungsbereich
niedergedrückt
wird.
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Das
Verbinden des Tastenelements mit der inneren Oberfläche der
flexiblen Schicht bzw. dem Rahmen kann in einem kombinierten Formungs-
und Montageprozeß durchgeführt werden,
wobei das Tastenelement direkt in die Ausnehmung oder das Durchgangsloch
des Rahmens und auf die innere Oberfläche der flexiblen Schicht geformt
wird. Wenn das Tastenelement dicht mit dem Rahmen verbunden wird,
kann die Abdeckung wasser- und/oder staubdicht bleiben, selbst wenn
die flexible Schicht beschädigt
wird. Um die Dichtigkeit der Abdeckung weiter zu verbessern, können die
Abdeckung und die flexible Schicht vollständig dicht miteinander verbunden
werden. Diese Verbindung kann wiederum effektiv erzielt werden durch
Formen des Rahmens direkt auf der flexiblen Schicht. Wenn man den
Herstellungsprozeß zusammenfaßt, könnte die
Abdeckung hergestellt werden durch Anordnen einer flexiblen Schicht,
z. B. einer Lage aus einem Folienmaterial in einer Aushöhlung eines
Werkzeugs für
Spritzguß.
In einem ersten Einspritzen wird der Rahmen direkt auf der inneren
Oberfläche
der Lage gebildet. Darauf folgend, in einer zweiten Einspritzung,
z. B. in einem anderen Hohlraum desselben Spritzgußwerkzeugs, wird
das Tastenelement innerhalb der Ausnehmung oder des Durchgangslochs
des Rahmens und direkt auf der inneren Oberfläche der Lage gebildet.
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Um
die Wasser- und/oder Staubdichtigkeit der Abdeckung weiter zu verbessern,
könnte
das Tastenelement aufgenommen werden in einer inneren nachgiebigeren
Schicht, die mit einer inneren Oberfläche des Stützrahmens verbunden ist. Das Tastenelement
könnte
beispielsweise als eine Ausbuchtung auf einer nachgiebigen Matte
geformt werden, z. B. gebildet aus Gummi oder Silikon, und angehaftet
oder direkt angeformt an die innere Oberfläche des Rahmens. Vorzugsweise
wird die Matte in einer Abmessung hergestellt, so daß sie die
gesamte innere Oberfläche
des Stützrahmens
bedeckt. Natürlich
könnte
die Matte mit dem integrierten Tastenelement gebildet werden in
ein und derselben Einspritzung in einem Werkzeug für Spritzguß.
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Damit
eine Lichtquelle, die unterhalb der Abdeckung angeordnet ist, durch
ausgewählte
Bereiche der Abdeckung hindurchscheinen kann, könnte die flexible Schicht und/oder
der Stützrahmen
aus einem zumindest teilweise transparenten Material gebildet werden,
z. B. einem gefärbten
und dennoch transparenten Material. Wenn das Tastenelement aufgenommen
ist in einer Matte, die im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des
Rahmens bedeckt, kann es ebenfalls ein Vorteil sein, das Tastenelement und
die Matte aus einem transparenten Material vorzusehen. In einigen
Anwendungen ist es jedoch eher gewünscht, daß man in der Lage ist, genau
zu steuern, wo Licht durch die Abdeckung hindurchscheinen kann,
und in diesem Fall kann eine nicht-transparente innere Matte und
Tastenelement verwendet werden, um Bereiche abzudecken, die auf
der äußeren Oberfläche ohne
jegliches durchscheinendes Licht verbleiben sollten.
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Die
Abdeckung könnte
mit verschiedenen Dekorationen versehen werden, z. B. Zeichen und/oder
Symbole, die bestimmte Funktionen anzeigen, die sich auf einen Schalter
beziehen. Wenn der Rahmen und/oder die flexible Schicht und/oder
die Matte und das Tastenelement in einem transparenten Material
vorgesehen sind, kann die Dekoration eine Schicht aus nicht-transparenter
Farbe aufweisen, die im wesentlichen die gesamte innere Oberfläche der flexiblen
Schicht, des Rahmens oder der Matte abdeckt. Das beste Ergebnis
wird erzielt durch Auftragen der Farbe so dicht wie möglich auf
die äußere Oberfläche der
Abdeckung, d. h. auf die flexible Schicht. Damit man jedoch vermeiden
kann, daß die Farbe
abgewaschen oder über
die Zeit abgerieben wird, kann die Farbe vorteilhafterweise auf
die innere Oberfläche
der flexiblen Schicht aufgetragen werden, bevor der Rahmen und das
Tastenelement damit verbunden werden. In Bereichen, in denen es
gewünscht
ist, daß Licht
durch die Abdeckung hindurchscheint, z. B. in einem Bereich um oder
in dem Schalteraktivierungsbereich, könnte die flexible Schicht, der
Rahmen und/oder die Matte abgedeckt werden vor dem Auftragen der
Farbe, um diesen Bereich frei von der Farbe zu halten. Alternativ
dazu könnte
aufgetragene Farbe später
entfernt werden, z. B. durch Verwendung einer Lasertechnik, wobei
die Farbe in einem speziellen Muster abgebrannt wird. Die Farbe, d.
h. die Dekoration, kann auch zumindest im wesentlichen transparent
sein, z. B. farbig in einer speziellen Farbe, so daß das Licht
durch die Abdeckung hindurch scheinen kann, um eine Dekoration mit
Hilfe eines farbigen Musters zu bilden.
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Damit
ein Benutzer den Schalteraktivierungsbereich leichter finden kann,
kann die flexible Schicht gebildet werden mit einer geprägten Markierung,
die eine Erhöhung
eines Teils der äußeren Oberfläche bildet,
z. B. in einem Bereich um den Schalteraktivierungsbereich herum,
oder der gesamte Schalteraktivierungsbereich kann als erhöhter oder
vertiefter Bereich markiert sein. Darüber hinaus kann eine geprägte Markierung
eine präzisere
Anordnung der flexiblen Schicht in dem Hohlraum eines Werkzeugs
für Spritzgießen unterstützen. In
dem Hohlraum des Werkzeugs wird eine eingedrückte Markierung hergestellt,
die der geprägten
Markierung in der flexiblen Schicht entspricht. Wenn die flexible Schicht
in dem Hohlraum des Werkzeugs angeordnet wird, wird die geprägte Markierung
in der eingedrückten
Markierung des Werkzeugs angeordnet. Es ist damit sichergestellt,
daß die
flexible Schicht mit dem Schalteraktivierungsbereich exakt an dem
Punkt angeordnet ist, wo die Ausnehmung oder das Durchgangsloch
des Rahmens gebildet wird, d. h. an dem Punkt, wo ein Kern oder
eine ähnliche
Anordnung des Werkzeugs verhindert, daß der Rahmen ausgeformt wird.
Dementsprechend kann es vorteilhaft sein, die Markierung in eine
Lage eines Folienmaterials vor dem Formen des Rahmens und/oder des
Tastenelements darauf zu prägen.
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Um
die Montage der Abdeckung auf einem Gehäuse zum Aufnehmen des Schalters
und anderer elektronischer Komponenten zu unterstützen, kann der
Stützrahmen
so gebildet sein, daß er
einen umfänglichen
Randabschnitt in der Form eines Flansches aufweist. In diesem Fall
kann sich die Matte, die durch ein nachgiebiges Gummimaterial gebildet ist,
vorteilhafterweise durch Öffnungen
in dem Flansch erstrecken, um eine Dichtung zu bilden, die sich
entlang einer äußeren Oberfläche des
Flansches erstreckt.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist die flexible Schicht und/oder der Rahmen und/oder
die nachgiebige Schicht ein leitfähiges Material auf, das eine
Abschirmung gegen elektrische Störungen
bildet. Das leitfähige
Material könnte
aus Metallfasern bestehen, die in dem Kunststoffmaterial verteilt
sind, das für
das Formen beispielsweise des Rahmens oder der Matte und des Tastenelements verwendet
wird.
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Nach
einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf
ein Gehäuse
für einen
Tastenschalter, wobei das Gehäuse
eine Abdeckung nach der obigen Beschreibung aufweist, und eine Hülle. Alle
der ersten Aspekte, die im Zusammenhang mit der Abdeckung beschrieben
sind, gelten auch für
das Gehäuse
und insbesondere kann das Gehäuse
lichtaussendende Mittel aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie eine
innere Oberfläche
der Abdeckung beleuchten.
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Nach
einem dritten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf
ein Verfahren zum Herstellen einer Abdeckung für einen Tastenschalter, wobei das
Verfahren die Schritte aufweist:
- – Anordnen
einer Lage eines Folienmaterials in einem Hohlraum eines Werkzeugs
einer Spritzgußmaschine,
- – in
einem ersten Einspritzen Formen eines Stützrahmens auf einer ersten
Seite der Lage, wobei man einen Schalteraktivierungsbereich der
Lage freiläßt,
- – in
einer zweiten Einspritzung Formen eines Tastenelements auf den Schalteraktivierungsbereich der
Lage.
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Jeder
der ersten Aspekte, der für
die Abdeckung beschrieben worden ist, gilt für das Verfahren zum Herstellen
einer Abdeckung, insbesondere könnte
das Tastenelement geformt werden aus einem Material, das nach dem
Härten
relativ hart wird verglichen mit dem Material des Stützrahmens,
und insbesondere ist es ein Vorteil, das erste und zweite Einspritzen
aufeinanderfolgend durchzuführen
innerhalb einer sehr kurzen Zeitperiode, z. B. innerhalb von 10
bis 100 Sekunden, beispielsweise innerhalb von 50 Sekunden. Dadurch
ist es möglich,
den Stützrahmen
und das Tastenelement zu formen, optional mit einer Matte, die im
wesentlichen die gesamte innere Oberfläche des Rahmens bedeckt, in
einer einzelnen Komponente ohne irgendeinen gut definierten Übergang
zwischen den beiden Teilen und dementsprechend mit einer erhöhten Dichtigkeit
gegen Staub und Wasser. Darüber
hinaus ist es ein Vorteil, ein Bild auf die erste Seite der Lage
zu drucken, wobei das Bild von einer entgegengesetzten zweiten Seite
der Lage sichtbar ist, d. h. die Lage ist zumindest teilweise transparent.
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Die
obige Beschreibung der ersten, zweiten und dritten Aspekte der Erfindung
ist gestützt
auf eine Abdeckung für
einen einzelnen Schalter. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine
Abdeckung für
einen einzelnen Schalter beschränkt
und alle Aspekte können
angewendet werden auf eine Abdeckung für eine Tastatur oder eine Minitastatur
oder die Abdeckung kann verwendet werden im allgemeinen für jede Steuertafel,
z. B. für
eine industrielle Maschinenanwendung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Im
folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit
weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden,
worin:
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Abdeckung nach der vorliegenden Erfindung
und einen zugeordneten Schalter,
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht mit Angabe der Anwendung von Farbe, um
eine Dekoration der Abdeckung zu bilden, und
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Abdeckung und des Schalters.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht des Schalters, in der eine flexible Schicht 1 mit
einem Rahmen 2 verbunden ist. Ein Tastenelement 5 ist
in der Öffnung 4 des
Rahmens angeordnet. Das Tastenelement ist vorzugsweise gebildet
aus einem flexiblen Material, was es dem Element ermöglicht,
in Kontakt mit dem zugeordneten Schal ter 6, 7 gedrückt zu werden,
wenn der Schalteraktivierungsbereich 8 der flexiblen Schicht
niedergedrückt
wird. Der Schalteraktivierungsbereich ist erhöht verglichen mit der äußeren Oberfläche 10 der
flexiblen Schicht. Die Erhöhung
unterstützt
den Benutzer beim Finden des niederdrückbaren Punkts auf der äußeren Oberfläche der
Abdeckung. Darüber
hinaus erleichtert die Erhöhung
oder ähnliche
geprägte
Markierung eine leichte Orientierung der Abdeckung und ihre Herstellung.
Die Herstellung wird später
mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Im abgeschrägten Übergang zwischen
der Oberfläche 10 und
dem erhöhten
Bereich 8 kann der Schalteraktivierungsbereich klar herausgehoben
werden, z. B. durch das Auftragen einer farbigen Markierung entlang
dieser Kante, z. B. eine phosphoreszierende oder fluoreszierende
Markierung oder durch Beleuchtung der Kante durch Licht von einer
Lichtquelle, die unterhalb der Abdeckung angeordnet ist, z. B. kreisförmig um
den Schalter. Die flexible Schicht 1 und der Rahmen 2 können vorzugsweise
aus einem im wesentlichen transparenten Material gebildet sein,
damit Licht durch die Abdeckung zumindest an vorgesehenen Punkten
davon hindurchtreten kann. Die flexible Schicht kann vorzugsweise
gebildet werden aus einer Folie aus Kunststoffmaterial, beispielsweise
PVC, PU, PE oder insbesondere beispielsweise Bayfoil CR6-2 von Bayer,
beispielsweise in der Dicke von 0,25 mm. Der Rahmen könnte gebildet
werden aus einem relativ harten Kunststoffmaterial, z. B. Bakelit
oder aus Polycarbonat Makrolon 6555. Dieses Material kann geformt werden
bei ungefähr
210°C. Das
Tastenelement kann, wie in 1 dargestellt
ist, die Öffnung 4 des Rahmens
ausfüllen
und sich entlang der unteren Oberfläche davon erstrecken. Auf diese
Weise bildet das Tastenelement eine innere Einlage, die weiter die Isolation
des Schalters von der Umgebung verbessert. Das Tastenelement könnte gebildet
werden aus einem Gummimaterial, z. B. einem weichen Gummimaterial,
z. B. TPE TC5 MCA Kreiburg Shore 60 A, beispielsweise in einer schwarzen
Farbe. Dieses Material kann geformt werden bei ungefähr 120°C. Das Polycarbonat
Makrolon 6555 und die Materialien sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
besonders gute Bindung des Materials des Tastenelements (TPE TC5
MCA Kreiburg Shore 60) mit dem Rahmenmaterial (Polycarbonat Makrolon
6555) während eines
Formprozesses unterstützen,
wobei das Tastenelement direkt und kurz nach dem Rahmen geformt
wird, insbesondere gegossen wird. In diesem Verfahren ergibt sich
das Einspritzen von 120°C
TPE TC5 MCA Kreiburg Shore 60 auf das verfestigte Polycarbonat Makrolon
6555 und ein teilweises Wiederschmelzen der Kante des Rahmens und
eine Mischung der Schmelze der beiden Materialien verfestigt sich
an einer Übergangszone
mit einer verbesserten Dichtigkeit und Bindung zwischen den beiden Komponenten.
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2 zeigt
dieselbe Abdeckung und Schalter wie in 1, aber
mit Hinweisen, wie Dekorationen und ähnliche lichtabschirmende Anwendungen gemacht
werden können.
Beleuchtungsmittel 21, 22 sind in einer Position
unterhalb der Abdeckung angeordnet worden. Die Beleuchtungsmittel
strahlen Licht in Richtung auf die Unterseite der Abdeckung. Der Rahmen
und die flexible Schicht sind aus transparenten Materialien gebildet,
die Licht von den Beleuchtungsmitteln hindurchtreten lassen. Vor
der Montageoperation, worin die flexible Schicht, der Rahmen und das
Tastenelement in eine Ein heit zusammengesetzt werden, wird jedoch
die untere Oberfläche
der flexiblen Schicht und/oder die obere Oberfläche des Rahmens dekoriert mit
einer nicht-transparenten
Farbe, z. B. Pröll
Norphan Farbe und wahlweise mit einem Pröll IMD Lack oder im allgemeinen
mit irgendeiner Farbe, die effektiv abschirmt, so daß Licht
nicht durch die Abdeckung strahlt. Die Farbe kann gleichzeitig verwendet
werden zum Dekorieren der Abdeckung und/oder zum Bilden von Zeichen,
Buchstaben oder ähnlichen
hinweisenden Symbolen für
den Benutzer der Einrichtung, für
die die Abdeckung gedacht ist. Während
des Dekorationsverfahrens ist die flexible Schicht abgedeckt worden
entlang der abgeschrägten
Kanten 18, 20. Dementsprechend kann Licht durch
diese Kanten hindurchtreten. Das Tastenelement 13 ist aus
einem nicht-transparenten
Material gebildet. Da jedoch Löcher,
Schlitze oder ähnliche Anordnungen 17, 19 vorgesehen
worden sind, kann Licht von unterhalb der Abdeckung in Richtung
auf die obere Oberfläche
davon hindurchtreten, wobei in der dargestellten Ausführungsform
untere äußere Teile 11 und 12 undurchsichtig
sind. In ähnlicher
Weise sind sowohl obere äußere Teile
als auch ein mittlerer Teil 14 undurchsichtig. Das Licht
ist hilfreich beim Finden des Schalteraktivierungsbereichs, insbesondere
wenn die Einrichtung, an der die Abdeckung befestigt ist, in dunklen
Bereichen verwendet wird. Als eine Alternative zu der dargestellten
Abdeckung könnte
das Tastenelement aus einem transparenten Material gemacht werden,
wobei Licht durch alle Bereiche scheinen kann, wo keine Dekoration auf
die flexible Schicht gemalt worden ist. Der Nachteil dieser Lösung ist
jedoch, daß die
leichteste Durchbrechung, die durch Fehler beim Dekorationsverfahren
verursacht worden ist, dazu führen kann, daß Licht
durch die Abdeckung scheint, wo es nicht erwünscht ist. Das Licht kann durch
LEDs oder durch normale Glühlampen
erzeugt werden.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Abdeckung und Schalter. Diese Ansicht
zeigt eine äußere periphere
Flanke 27, die durch den Rahmen 24 gebildet ist.
Die Flanke kann verwendet werden zum Verbinden der Abdeckung mit
einer Hülle,
um ein Gehäuse
für den
Schalter 26 und für
andere elektronische Komponenten zu bilden. Das Tastenelement 25 erstreckt
sich entlang der inneren Oberfläche
des Rahmens, um eine innere Einlage zu bilden zum Verbessern der
Dichtigkeit der Abdeckung. Das Tastenelement und ein Teil der äußeren Oberfläche des
Rahmens 24 sind mit der flexiblen Schicht 23 bedeckt.
Um die Dichtigkeit des Gehäuses,
das durch die Abdeckung und die Hülle (nicht gezeigt) gebildet ist,
weiter zu verbessern, erstreckt sich das Tastenelement 25 durch Öffnungen
in dem Flansch und bildet eine Dichtung 28 außerhalb
des Flanschs. Diese Dichtung wird während des Zusammenbauprozesses
in Kontakt gebracht mit einem entsprechenden Flansch der Hülle und
stellt somit eine verbesserte Dichtigkeit und Widerstand gegen Wasser
und Staub dar. Abgeschrägte
Kantenteile 29, 30, 31 der flexiblen
Schicht 23 können
undurchsichtig oder transparent sein, damit Licht, das möglicherweise
durch lichtaussendende Mittel, die innerhalb des Gehäuses angeordnet
sind, ausgestrahlt wird, durch die flexible Schicht treten kann.
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Die
Abdeckung könnte
wie folgt hergestellt werden: Eine Lage eines Folienmaterials, z.
B. eine transparente Bayer Bayfoil CR6-2 wird dekoriert, beispielsweise
durch Bedrucken einer inneren Oberfläche mit einer Farbe und mit
IMD Lack. Darauffolgend wird die Lage geprägt oder gestanzt in einem Kaltstanz-
oder Preßprozeß. In diesem
Prozeß wird eine
geprägte
Markierung auf der äußeren Oberfläche der
Lage gebildet. Diese Markierung könnte beispielsweise einem Benutzer
helfen, leicht den Schalteraktivierungsbereich der Abdeckung zu
finden. Darauffolgend wird die Lage in einem ersten Hohlraum eines
Werkzeugs für
eine Spritzgußmaschine
angeordnet. Das Werkzeug wird geschlossen und ein Kern ist auf der
inneren Oberfläche
der Lage am Schalteraktivierungsbereich angeordnet. Der Kern verhindert
das Ausformen des Rahmens in diesem Bereich der inneren Oberfläche der
Lage. In einem ersten Einspritzen wird ein erstes Material eingespritzt,
um einen Rahmen direkt auf der inneren Oberfläche der Lage zu bilden. Nach
Aushärten
wird die Lage und der Rahmen von dem ersten Hohlraum des Werkzeugs
zu einem zweiten Hohlraum bewegt, z. B. desselben Werkzeugs. In
einer zweiten Einspritzung wird ein zweites Material eingespritzt,
um ein Tastenelement direkt auf der inneren Oberfläche der Lage
in dem Bereich zu bilden, wo der Kern während des ersten Einspritzens
angeordnet war. Optional formt das zweite Einspritzen eine nachgiebige
Matte, die die gesamte innere Oberfläche des Rahmens abdeckt und
die das Tastenelement aufweist.