DE2902892A1 - Mit elektrischen kontaktstuecken versehene elastomerfolie - Google Patents
Mit elektrischen kontaktstuecken versehene elastomerfolieInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine mit elektrischen Kontaktstücken versehene Elastomerfolie der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Elastomerfolie mit mindestens einem Kontaktstück, wobei diese Folie unter
Bildung einer sehr flachen Taste oder eines sehr flachen Tastenfeldes ein Basiselement, in der Regel eine Grundplatte,
bedeckt und üblicherweise auf und/oder über dieser befestigt ist.
Solcherart ausgebildete flache Tastenfelder werden zu den verschiedensten Anwendungszwecken in der Elektronik und
auf elektrischem Bereich eingesetzt, beispielsweise für Taschenrechner, Fernsehgeräte, Radiogeräte oder Phonogeräte.
Typischerweise bestehen solche Tastenfeldstrukturen aus einer elektrisch isolierenden, elastisch nachgiebigen
Folie, die auswärts vorspringende Erhebungen oder Buckel aufweist. Unter jedem dieser Tastenbuckel ist ein elektrisch
leitendes Kontaktstück angeordnet, das fest mit der gummielastischen Folie verbunden ist. Das Kontaktstück ist dabei
auf der Oberfläche der gummielastischen Folie im Buckelbereich befestigt. Unter dem Kontaktstück sind auf der
gegenüberliegenden Grundplatte zwei Kontaktelektroden angeordnet. Im entspannten Zustand sind die Abstände und
Stärken der einzelnen Elemente zueinander so bemessen, daß das Kontaktstück an der gummielastischen Folie gerade
oberhalb der beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte gehalten wird und diese Kontaktstücke nicht überbrückt.
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ORIGINAL INSPECTED
ORIGINAL INSPECTED
Wird dagegen auf den als Taste wirkenden Buckel in der Elastomerfolie ein abwärts gerichteter Druck ausgeübt,
so wird das unter der Folie befestigte Kontaktstück auf die beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte niedergedrückt,
so daß ein elektrischer Stromkreis zwischen den beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte geschlossen
wird. Wird der Druck auf den Tastenbuckel aufgehoben, so stellt sich dieser durch die gummielastische Vorspannung
der Elastomerfolie zurück und hebt dadurch auch das an ihm befestigte Kontaktstück wieder von den beiden Kontaktelektroden
auf der Grundplatte ab. Der elektrische Stromkreis ist wieder unterbrochen.
Für die Ausgestaltung solcher Flachtastaturen sind zahlreiche Modifikationen bekannt, und zwar beispielsweise
aus der JP-AS 51-32838, JP-OSen 47-29877, 48-30064, 49-50465 und 49-67172 sowie aus den JP-GM 48-13764,
48-105863, 49-124571, 49-124572 und 51-17757.
Mit der fortschreitenden Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit der elektronischen und elektrischen
Baugruppen und Geräte sind auch die Anforderungen an Sie Tastenfelder zur Bedienung dieser Geräte gewachsen.
So werden zunehmend kleinere und vor allem dünnere Tastaturen gefordert. Dieser Forderung sind insbesondere hinsichtlich
der Bauhöhe senkrecht zur Hauptebene der Tastatur insofern Grenzen gesetzt, als diese Bauhöhe mindestens
der Summe der Stärken der Grundplatte, der Kontaktelektroden auf-der Grundplatte, der oberen Elastomerfolie und der
unter dieser angebrachten Kontaktstücke sowie zusätzlich dem Abstand zwischen den Kontaktelektroden und dem Kontaktstück
bei geöffnetem Tastenschalter entsprechen muß. Um diese Mindestbauhöhe nicht über die gesamte Fläche des
Tastenfeldes in Kauf nehmen zu müssen, sind die Tastenbereiche in der vorstehend beschriebenen Weise als vorspringende
Buckel oder Dome mit den darunter angeordneten Kontakt-
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elementen ausgebildet worden,, während im übrigen Bereich
der Tastatur die Elastomerfolie auf einer Höhe geringfügig
über den Kontaktelektroden gehalten wurde.
Auch ist bekannt, die Kontaktstücke in der Elastomerfolie
in der Weise auszubilden, daß die Elastomerfolie im Kontaktbereich
mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gefüllt ist. Bei der Herstellung solcherart partiell elektrisch
leitender Elastomerfolien kann jedoch nicht vermieden werden, daß im Kontaktstückbereich Materialverspannungen
auftreten, die beim Ausformen der Elastomerfolie durch
Druck- und Wärmeeinwirkung unvermeidbar hervorgerufen werden. Solche Verspannungen im Kontaktstückbereich der
Elastomerfolie beeinträchtigen jedoch die Genauigkeit,
mit der der Abstand zwischen der Oberfläche der Elastomerfolie im Kontaktstückbereich und den Kontaktelektroden
auf der Grundplatte eingehalten werden kann. Dadurch werden auf einem solcherart aufgebauten Tastenfeld von
Taste zu Taste unterschiedliche Tastenhubabstände erhalten,
was den Bedienungskomfort beeinträchtigt, und muß außerdem ein übergroßer Sicherheitsabstand zwischen der Elastomerfolie
und den Kontaktelektroden auf der Grundplatte eingehalten werden, um unbeabsichtigte Kurzschlußkontakte auszuschließen.
Besonders flache Tastenfelder lassen sich daher auf diese Weise nicht erhalten.
Hinzu kommt sowohl bei den Tastenfeldern mit elektrisch
leitendem Elastomer als auch bei den Buckeltastenfeldern die Gefahr einer nicht ganz sauberen Kontaktgabe bei nicht
genau senkrechtem Niederdrücken des Tastenbereiches.
Die Gefahr einer unzureichend genauen Kontaktgabe wird bei Verwendung von Elastomerfolien, die im Kontaktstückbereich
mit pulvrigem, elektrisch leitfähigem Werkstoff gefüllt sind, weiter dadurch erhöht, daß durch das beim
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— Ό ~
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Füllen der Elastomermischung im Füllbereich die Fließeigenschaften
der Elastomermischung so weit verschlechternd beeinflußt werden, daß die ausgeformte und vernetzte Elastomerfolie
in den gefüllten Bereichen Oberflächen aufweist, die nicht ausreichend glatt sind. Auch dadurch kann bei
flacher Bauweise der Tastatur eine unbeabsichtige fehlerhafte Kontaktgabe eintreten.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit elektrischen Kontaktstücken
oder Kontaktbereichen versehene Elastomerfolie zur Herstellung extrem dünner Tasten oder Tastenfelder zu schaffen,
die die beim Stand der Technik auftretenden Probleme nicht aufweist, Fehlfunktionen ausschaltet und auch bei nicht
senkrechter Antastung eine exakte Kontaktgabe ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine mit
elektrischen Kontaktstücken versehene Elastomerfolie, die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten
Merkmale aufweist.
Die gummielastische elektrisch isolierende Elastomerfolie, die eine Grundplatte der Tastatur bedeckt, enthält also
zumindest ein Kontaktstück aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff, der fest haftend so direkt in die
Folie eingearbeitet ist, daß seine untere Oberfläche exakt in der unteren Oberfläche der Elastomerfolie freiliegt
oder mit seiner unteren Oberfläche in einer Ebene freiliegt, die gegenüber der unteren Oberfläche der Elastomerfolie
zurückspringt. Nach dieser zweiten Alternative der Anordnung des Kontaktstücks in der Elastomerfolie springt
die untere Oberfläche der Elastomerfolie unmittelbar an der Kante des Kontaktstücks auf die Ebene der freien
Oberfläche dieses Kontaktstückes zurück, so daß dieses gleichsam paßgenau in einer Ausnehmung in der unteren
Oberfläche der Elastomerfolie eingebettet ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die auf der Oberseite der Grundplatte des Tastenfeldes aufliegende
untere Oberfläche der Elastomerfolie aufgerauht, vorzugsweise insbesondere durch Sandstrahlblasen= Dadurch
wird erreicht, daß die Elastomerfolie, obwohl sie flächig
auf der Grundplatte der Tastatur aufliegt, keine luftundurchlässige
Verbundfläche bildet» Dies gewährleistet wiederum, daß in den Kontakträumen eingeschlossene Luft
beim Niederdrücken des Tastenbereiches zwischen der Oberfläche der Grundplatte und der Unterfläche der Elastomerfolie
aus dem Kontaktraum entweichen kann und beim Aufheben des auf den Tastenbereich ausgeübten Drucks wieder in diesen
Kontaktraum zurückkehren kann. Alternativ kann diese Kontaktraumbelüftung
auch durch Bohrungen oder Poren in der Grundplatte erfolgen, jedoch besteht bei dieser Ausbildung die
Gefahr einer Kontaktverschmutzung von außen. Diese Gefahr ist bei einer aufgerauht ausgebildeten unteren Oberfläche
der Elastomerfolie ausgeschlossen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auch die Kontaktfläche des in der Elastömerfolie eingebetteten
Kontaktstückes gleichmäßig'aufgerauht ausgebildet, vorzugsweise durch Sandstrahlen aufgerauht, um auf diese Weise
mit Sicherheit ein Hängenbleiben des KontaktStückes an
den Kontaktelektroden beim Freigeben der Taste auszuschließen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die
mit den Kontaktstücken versehene Elastomerfolie daher nach ihrer Fertigstellung als letztem Verfahrensschritt einer
Sandstrahlbehandlung unterzogen, bei der die Folienunterseite und die Kontaktfläche der Kontaktstücke in einem
einzigen Arbeitsgang aufgerauht werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungs-
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beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
im Schnitt die Taste einer Flachtastatur nach dem Stand der Technik;
Figuren 2 bis 5
im Schnitt Tastenausbildungen von Flachtastaturen mit Elastomerfolien
nach Ausführungsbeispielen der Erfindung;
Figuren 6a bis 6d
in Schnittdarstellungen verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung
der Elastomerfolien und
Figuren 7a
und 7b weitere Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung verschiedener Herstellungsstadien
der Elastomerfolie.
Im senkrechten Schnitt ist in der Figur 1 der Aufbau einer Taste einer Flachtastatur nach dem Stand der Technik gezeigt.
Die Elastomerfolie 1 weist einen Tastenbuckel 2 auf, unter dem ein Kontaktraum ausgebildet ist. Zentral an der unteren
Oberfläche des Tastenbuckels 2 ist ein Kontaktstück 3 befestigt, das gegenüber der unteren Oberfläche des Folienbuckels
2 vorspringt. Die untere Oberfläche des Kontaktstücks 3 liegt zwei Kontaktelektroden 4,4 mit Abstand gegenüber,
die auf einer Grundplatte 5 angeordnet sind. Durch Ausüben eines Drucks auf den Tastenbuckel 2 wird das
Elastomer verformt, so daß das Kontaktstück 3 mit den Kontaktelektroden 4,4 in Berührung gelangt und eine elektrisch
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leitende Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktelektroden herstellt ο Beim Aufheben des auf den Tastenbuckel ausgeübten
Druckes„ also beim Freigeben der Taste„ wird das Kontaktstück
3 durch die im Buckel 2 wirkenden Rückstellkräfte des des Elastomers aufwärts von den Kontaktelektroden 4,4 abgehoben, so daß der Stromkreis unterbrochen wird.
Von dieser Ausbildung unterscheiden sich die in den Figuren
2 bis 5 gezeigten Äusführungsbeispiele der Erfindung dadurch,,
daß das Kontaktstück 3 nicht auf die untere Oberfläche der Folie 1 im Bereich des Buckels 2 aufgesetzt, sondern in
die Folie eingesetzt ist, und zwar auch dann„ wenn das Kontaktstück in der in Fig„ 5 gezeigten Weise in einer buckelartigen
Ausformung der Elastomerfolie 1 eingesetzt ist.
In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ist das Kontaktstück in die aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehende
Elastomerfolie 1 in der Weise eingebettet„ daß die untere
Oberfläche des Kontaktstücks 3 exakt in der Ebene der Unterseite der Elastomerfolie 1 freiliegt, und zwar zumindest
in der Ebene oder dem Niveau der unteren Oberfläche der Elastomerfolie 1 in denn Bereich, in dem diese unmittelbar
an das Kontaktstück angrenzt» In der in Fig» 2 gezeigten Weise kann dabei die Höhe des Tastenhubs durch die Stärke
von Äbstandsstücken 6,6 eingestellt werden. Dabei ist die Elastomerfolie 1 über diese Abstandhalter 6„6 auf die
Grundplatte 5 der Tastatur, die auch die Kontaktelektroden
trägt, aufgeklebt.
über dem Kontaktstück weist die Elastomerfolie 1 vorzugsweise
irgendein Symbol, beispielsweise eine Ziffer oder einen Buchstaben, auf, um die Lage der Taste leicht identifizierbar
zu machen» Dieses Symbol ist vorzugsweise auf der Außenseite der Folie aufgedruckt oder beim Ausformen
der Folie als Hochrelief oder Tiefrelief mit ausgeformt»
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Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Kontaktstück 3 versenkt in die Folie 1
eingebettet. Die nach unten weisende freie Oberfläche des Kontaktstücks 3 springt gegenüber der das Kontaktstück
unmittelbar umgebenden und an diese angrenzende untere Oberfläche der Folie 1 unter Bildung einer Ausnehmung
zurück, so daß beim Aufbringen der so ausgebildeten Elastomer folie 1 auf die Oberfläche der Grundplatte 5 eine Tastenkammer
oder Kontaktkammer 7 entsteht. Bei dieser Ausbildung der Elastomerfolie 1 kann auf die in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 benutzten Abstandhalter 6 verzichtet werden.
Weiterhin ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die über dem Kontaktstück 3 auf der Außenseite liegende
Fläche der Elastomerfolie 1 durch ein Plättchen 1a markiert, das fest mit der Oberfläche der Elastomerfolie 1
verbunden ist und als Tastenkrone dient. Dabei kann dieses Plättchen 1a entweder selbst das Tastensymbol tragen, oder
durchsichtig sein, so daß durch dieses Plättchen hindurch ein auf die Oberfläche der Elastomerfolie 1 gedrucktes
Symbol erkennbar ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 4 gezeigt. In der Elastomerfolie 1 ist über den Kontaktelektroden
4,4 auf der Grundplatte 5 zur Bildung der Kontaktkammer eine halbkugelförmige oder kugelkappenförmige Ausnehmung
ausgebildet, in deren Kuppe das flexible Kontaktelement 3 eingebettet ist. Das Kontaktelement 3 ist dabei
wiederum in der Weise in die Elastomerfolie 1 eingebettet, daß seine freiliegende und kontaktgebende Oberfläche exakt
in der Fläche freiliegt, in der auch die Oberfläche der unmittelbar angrenzend umgebenden Unterseite der Elastomerfolie
1 liegt, vorliegend also in der Kugelfläche der den Kontaktraum 7 bildenden Ausnehmung.
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-X-
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Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schließlich in Fig« 5 dargestellt« Die Kontaktkammer 7 ist durch eine
buckelartige Ausbildung der Elastomerfolie 1 über den Kontaktelektroden
4,4 auf der Grundplatte 5 begrenzt= Die untere Oberfläche des Kontaktstückes 3 liegt in der ebenen
Kreisfläche frei, die den oberen Abschluß der Kontaktkammer
bildet. Auf der Außenseite der Elastomerfolie 1 ist durch Laminieren eine Verstärkungsfolie 8 aufgebracht, die die
Steifheit und Rückstelleigenschaften der Elastomerfolie 1 verbessert und die außenliegende Oberfläche der Elastomerfolie
1 schützt«
Zur weiteren Verbesserung der Zuverlässigkeit beim Schließen und öffnen des elektrischen Kontakts zwischen den Kontaktelektroden
4,4 und dem Kontaktstück 3 sind die vorstehend beschriebenen Flachtastaturen vorzugsweise mit Vorkehrungen
zur Belüftung der Kontaktkammern 7 versehen. Zu diesem Zweck können zwischen den aufeinanderllegenden Oberflächen
der Elastomerfolie 1 und der Grundplatte 5 Belüftungskanäle oder alternativ Belüftungsbohrungen in der Grundplatte 5
vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Belüftung der Kontaktkammer 7 jedoch dadurch bewirkt, daß die auf der oberen
Oberfläche der Grundplatte 5 aufliegende untere Oberfläche der Elastomerfolie 1 durch Sandstrahlen oder entsprechende
andere Maßnahmen, beispielsweise Verwendung erodierter Formwerkzeuge bei der Herstellung der Elastomerfolie 1,
aufgerauht wird. Eine solche Aufrauhung Ib ist schematisch in der Fig. 4 gezeigt. Durch ein solches einfaches Aufrauhen
der unteren Oberfläche -der Elastomerfolie 1, insbesondere
durch Sandstrahlen, ist einerseits auf einfachste Weise und vollkommen zuverlässig eine Belüftung der Kontaktkammer
gewährleistet, andererseits aber eine mechanische Schwächung der Grundplatte 5 und/oder der Elastomerfolie 1 durch Ausbildung
von Bohrungen oder Kanälen ebenso verhindert wie eine durch solche definierten Kanäle oder Bohrungen geförderte
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Verschmutzung der Kontakträume.
Außerdem ist auch die kontaktgebende Oberfläche der .Kontaktstücke
3 vorzugsweise nicht glatt, sondern durch Sandstrahlen oder Prägen (in den Figuren nicht dargestellt)
aufgerauht ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, daß sich das Kontaktstück beim Aufheben der auf die Taste einwirkenden
Betätigungskraft augenblicklich von den Kontaktelektroden 4,4 löst und auch nach ungewöhnlich langer Kontaktgabe und/oder
ungewöhnlich starkem Kontaktandruck nicht an den Kontaktelektroden 4,4 haften bleibt.
Der Werkstoff, aus dem das Kontaktstück 3 besteht, ist vorzugsweise
ein elektrisch leitfähiges Elastomer oder ein elektrisch leitfähiger thermoplastischer oder vernetzter
Kunststoff oder eine Beschichtungsmasse. Der Werkstoff der elektrisch isolierenden Elastomerfolie 1 ist ein übliches
elektrisch isolierendes Elastomer, beispielsweise Naturkautschuk, Silicongummi, Nitrilgummi oder Isoprenkautschuk.
Die in der Fig. 5 gezeigte Verstärkung 8 kann eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyester,
Polyimid oder Polyamid, sein, kann eine Metallfolie sein, vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Edelstahl oder Zinn,
kann ein Drahtnetz oder ein Gewebe aus synthetischen Fasern oder Glasfasern sein oder kann schließlich ein Laminat
oder eine Verbundstruktur aus mehreren der vorstehend genannten Werkstoffe sein.
Ein Verfahren zur Herstellung der Elastomerfolie mit den Kontaktstücken ist in den Figuren 6a bis 6d schematisch
dargestellt. In einer ersten Verfahrensstufe (Fig. 6a)
werden auf einem Träger 9 die Kontaktstücke 3 in der benötigten Größe und Anordnung aufgebracht. Bei der Herstellung
der Kontaktstücke 3 aus elektrisch leitfähigem Elastomer wird auf den Träger 9 zunächst eine gleichmäßige
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Schicht der unvernetzten elektrisch leitfähigen Elastomermischung aufgetragen» Diese Schicht wird dann unter Druck-
und Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug aus Metall zu der gewünschten Struktur der Kontaktstücke 3 auf dem
Träger 9 verformt und dabei vollständig oder teilweise vernetzt. Das auf die mit der Elastomermischung beschichtete
Trägerplatte 9 aufsetzende Formwerkzeug v/eist schmale Hochkanten auf, deren Verlauf der Kontur der Kontaktstücke
entspricht. Die Breite und Ausgestaltung der Konturränder am Formwerkzeug und die Schließkraft der Form sind dabei
so aufeinander abgestimmt, daß beim Schließen der Form gegen den Träger 9 alles Elastomermischungsmaterial zwischen
der Oberfläche des Trägers 9 und den Stirnseiten der Kontur™ Stege oder Hochkanten des Formwerkzeugs herausgepreßt wird.
Nach dem öffnen der Form und dem Herausnehmen des Trägers aus dem Werkzeug wird das nach dem Ausstechen der Kontaktstücke
3 diese umgebend stehengebliebene Gitter vom Träger 9 abgezogen, so daß auf der Oberfläche des Trägers
nur die Kontaktstücke 3 in der benötigten Anordnung und mit der benötigten Kontur stehenbleiben»
Bestehen die Kontaktstücke 3 dagegen aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtungsmasse>
so wird diese vorzugsweise durch ein Druckverfahren auf die Oberfläche des Trägers 9
aufgebracht. Dazu können prinzipiell beliebige an sich aus der Leiterbahndrucktechnik bekannte Druckverfahren, vorzugsweise
Siebdruckverfahren, verwendet werden»
In der anschließenden zweiten Verfahrensstufe (Fig.6b)
wird auf den Träger 9 und über die Kontaktstücke 3 eine elektrisch isolierende unvernetzte Elastomermischung zur
Bildung der Elastomerfolie 1 aufgetragen« Das Auftragen kann in an sich bekannter Weise durch Aufgießen, Aufspritzen
oder Aufpressen erfolgen» Anschließend wird unter Druck unter Wärmeeinwirkung zur Elastomerfolie 1 vernetzt.
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Das Aufbringen und Vernetzen der elektrisch isolierenden Elastomermasse erfolgt vorzugsweise nach den aus der
Praxis des Laminierens bekannten Methoden. Bei mechanisch empfindlichen Kontaktstücken 3, die unter Anwendung der
Laminiertechnik dazu neigen, sich zu verformen, wird die unvernetzte elektrisch isolierende Elastomermasse zuvor
vorzugsweise so ausgeformt, daß sie an den Stellen, an denen die Kontaktstücke eingebettet werden sollen, entsprechende
Ausnehmungen vorgebildet enthalten. Wird dann die solcherart vorgeformte unvernetzte Elastomerfolie 1
auf den Träger 9 mit den Kontaktstücken 3 nach der Laminiertechnik aufgebracht, so wird auf die Kontaktstücke
kaum noch eine nennenswerte Verformungskraft aufgebracht. Bei mechanisch sehr empfindlichen Kontaktstücken 3 kann
die elektrisch isolierende Elastomerfolie 3 im unvernetzten Zustand auch als flüssige Masse durch Aufgießen oder nach
dem Tauchverfahren aufgebracht werden. Auch solche flüssigen Elastomermischungen können nach dem Aufbringen als
Schicht in üblicher Weise zu einer Elastomerfolie 1 vernetzt werden. Das Vernetzen der in irgendeiner Weise aufgebrachten
elektrisch isolierenden unvernetzten Elastomermasse erfolgt unter Druckeinwirkung bei Raumtemperatur,
vorzugsweise jedoch bei erhöhter Temperatur, wobei jedoch die Vernetzungscharakteristik des jeweiligen Elastomers
ausschlaggebend ist. Dadurch werden die Kontaktstücke 3 in situ in die Elastomerfolie 1 einvulkanisiert.
Nach einer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens der Elastomerfolie wird der für das Kontaktstück 3 eingesetzte
Werkstoff vorzugsweise so gewählt, daß seine Plastizität oder Viskosität größer als die Plastizität oder
Viskosität des für die Herstellung der elektrisch isolierenden Folie 1 verwendeten Werkstoffs ist. Da beim Vernetzen
der elektrisch isolierenden Schicht das Aufbringen eines gewissen Mindestdrucks in praktisch allen Fällen
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unvermeidbar ist, muß die Plastizität oder Viskosität
des Werkstoffs für das Kontaktstück 3 zumindest so groß sein, daß unter diesen Vernetzungsbedingungen das Kontaktstück
3 durch die einwirkende Kraft nicht verformt wird. Wenngleich hierfür auch keine für alle denkbaren Werkstoffkombinatxonen
verbindlichen Werte angegeben werden können, so ist als generelle Leitlinie doch zu
beachten, daß die für die elektrisch isolierende Schicht 1 und für die Kontaktstücke 3 verwendeten Werkstoffe vorzugsweise
so ausgewählt sein sollten, daß die Unterschiede in den Viskositäten beider Werkstoffe vor dem Vernetzen
bzw. vor dem vollständigen Vernetzen zu einem einheitlichen Verbundkörper ausreichend verschieden voneinander
sind, um die Form der vorgeformten Kontaktstücke 3 nicht zu zerstören. Aus diesem Grunde werden daher die Kontaktstücke
3 vorzugsweise vollständig oder zumindest teilweise vernetzt, bevor sie in die elektrisch isolierende Schicht
eingearbeitet werden. Wird für die Kontaktstücke 3 aus fertigungstechnischen Gründen ein Material verwendet, das
beim Aufbringen des die Elastomerfolie 1 bildenden Werkstoffs noch vollkommen unvernetzt ist, so wird dieses
Material für das Kontaktstück 3 vorzugsweise so gewählt, daß es auch im unvernetzten Zustand zumindest weitgehend
formbeständig ist.
Wenn als Grundwerkstoff für die Kontaktstücke 3 und die elektrisch isolierende Folie 1 das gleiche Elastomer verwendet
wird, so können die Kontaktstücke 3 und die Elastomerfolie
1 problemlos durch einfaches Laminieren unter Wärme- und Druckeinwirkung ohne einen Haftvermittler zu einem
einheitlichen Verbundkörper miteinander verbunden werden. Auf der anderen Seite wird vorzugsweise ein geringer Klebstoff
anteil verwendet, wenn die Kontaktstücke 3 und die elektrisch isolierende Elastomerschicht 1 aus chemisch voneinander
verschiedenen Werkstoffen bestehen. Bei der Ver-
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ORIGINAL INSPECTED
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wendung von Haftvermittlern oder Klebstoff zur Herstellung
der Verbundfolie aus den Kontaktstücken 3 und dem Elastomer
muß jedoch darauf geachtet werden, daß kein Zusatzmaterial aus den Fugen zwischen den Kontaktstücken 3 und der Elastomerfolie
1 austritt.
Wenn die herzustellende Elastomerfolie mit den Kontaktstücken eine vollkommen ebene Unterfläche aufweisen soll, in der
die unteren Oberflächen der Kontaktstücke 3 freiliegen, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, ist die beim Laminieren oder
beim Herstellen des Verbundkörpers verwendete untere Werkzeughälfte vollkommen eben. Sind Folienstrukturen der in
den Figuren 3 bis 5 gezeigten Art herzustellen, so weist das Unterwerkzeug den Kontaktkammern 7 entsprechende Vorsprünge
auf, die den Kammern die benötigte Form geben.
Im dritten Verfahrensschritt (Fig. 6c) wird der die Elastomerfolie
der Erfindung bildende Verbundkörper mit den fest eingebetteten Kontaktstücken 3 aus dem Werkzeug genommen. Anschließend
wird die Trägerfolie 9 von der Elastomerfolie 1 abgezogen, wobei das in der Fig. 6d gezeigte Fertigprodukt
erhalten wird.
Stufen eines weiteren Herstellungsverfahrens für die Elastomerfolie
sind in den Figuren 7a und 7b gezeigt. Vollständig vernetzte Kontaktstücke 3 aus elektrisch leitfähigem Kautschuk
werden auf die untere Oberfläche einer vorgeformten, aber unvernetzten elektrisch isolierenden Kautschukfolie 1
gelegt oder an dieser Oberfläche angeheftet (Fig. 7a). Die so angeordneten Kontaktstücke 3 werden dann von der
Unterseite her in die unvernetzte Elastomerfolie 1 eingedrückt. Anschließend wird die Folie 1 vernetzt, wobei sich
die fertige gummielastische Elastomerfolie bildet, in der die Kontaktstücke 3 eingebettet sind (Fig. 7b). Bei diesem
Herstellungsverfahren wird für die Herstellung von Strukturen, die in der in Fig. 5 gezeigten Art mit einer Ver-
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Stärkungslage 8 verstärkt sind, diese Verstärkungslage 8
ebenfalls bereits auf die Oberfläche der unvernetzten Gummifolie gelegt. Bei der anschliessenden Druckeinwirkung
auf die Struktur zum Eindrücken der Kautschukkontaktstücke in die unvernetzte Isolatorfolie 1 ist dadurch gewährleistet,
dass der aufgebrachte Druck die unvernetzte Isolatorfolie 1 nicht unregelmässig verformt· Die Verstärkung 8 kann nach dem
Verpressen entweder mit auf die Isolatorfolie 1 aufvulkanisiert werden oder kann von vornherein nur als Hilfswerkzeug
ausgebildet sein, das nach dem Vernetzen wieder von der Elastomerfolie 1 abgenommen wird.
Die auf eine der vorstehend beschriebenen Weisen hergestellte elektrisch isolierende biegsame und nachgiebige Folie mit
mindestens einem eingebetteten Kontaktstück aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff ermöglicht die Fertigung von
kompakten und ungewöhnlich dünnen Tastaturen, da zum einen durch das Einbetten der Kontaktstücke in die Isolatorfolie,
zum anderen durch die höhere Fertigungspräzision eine signifikante Verringerung der Mindestbauhöhe solcher Tastaturen
erzielt werden kann. Mit den bekannten Folien, bei denen die Kontaktstücke unter der nach unten weisenden Oberfläche
der Isolatorfolie herabhängend aufgesetzt sind, müssen spürbar grössere Bauhöhen in Kauf genommen werden. Tastaturen,
die unter Verwendung der mit den Kontaktstücken versehenen Elastomerfolie hergestellt werden, können in der Praxis ohne
weiteres Tastenhublängen im Bereich von nur 0,5 bis 0,1 mm im Rahmen der normalen Serienfertigung erhalten werden.
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Claims (2)
- JAEGER, GRAMS & PONTANIl'ATlONl'ANWÄLTB £ 9 U 2 SDIPL.CHEM. DR. KLAUS JAEGER OIPL.-ING. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANIaO3S GAUTING · BERGSTR. 48'/i 6O31 STOCKDORF · KREUZWEG 34 8752 KLEINOSTHEIM · HIRSCHPFADSHI-28Shin-Etsu Polymer Co., Ltd.11, Honcho 4-chome, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo, JapanMit elektrischen Kontaktstücken versehene ElastomerfoliePatentansprücheMit Kontaktstücken versehene Elastomerfolie für Flachtastaturen, bestehend aus einer Folie aus einem elektrisch isolierenden, flexiblen Werkstoff und mindestens einem Kontaktstück aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff,dadurch gekennzeichnet , dass das Kontaktstück (3) in der Weise in die Isolatorfolie (1) fest haftend eingebettet ist, dass die untere Oberfläche des Kontaktstückes (3) bündig eingeschlossen in der Fläche der unteren Oberfläche der Isolatorfolie (1) und auf gleichem Niveau mit dieser frei-liegt oder auf einem Niveau liegt, das gegenüber der unteren Oberfläche der Isolatorfolie (1) entlang909831/07S6TELEPHON: (089) 8SO2O3O; 8574O8O; (O6O27) 8825 · TELEX: 521 777 isar dORIGINALder Grenzlinie, an der das Kontaktstück (3) und die Isolatorfolie (1) bündig anexnanderstossen,zurückspringt, wobei die untere Oberfläche der Isolatorfolie (1) im Fall der ersten Alternative, bei der die untere Oberfläche des Kontaktstückes (3) in der Fläche der Unterseite der Isolatorfolie (1) frei—liegt, im und um den Bereich des KontaktStückes (3) herum gegenüber der Hauptebene der unterseitigen Oberfläche der Isolatorfolie (1) auch konkav ausgebildet sein kann.
- 2. Elastomerfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Unterseite der Elastomerfolie rauh ausgebildet ist.909831 /07SeORIGINAL INSPECTED
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