DE3041470C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Taste mit einer Tastenkappe, deren Hubbewegung mittels eines in einem Führungszylinder gleitenden Führungszapfens geführt ist, mit einem mittels der Tastenkappe bewegbaren Kontaktpol, mit einem den Gegenkontaktpol tragen den, dem Kontaktdruck aufnehmenden Stützteil und mit einer Dichtmembran, deren Innenrand an der Tastenkappe festgelegt und deren Außenrand zwischen dem Stützteil und einem Halteteil eingespannt ist, wobei die Dichtmembran elastisch formstabil ist und die Rückstellkraft der Tastenkappe erzeugt.The invention relates to a key with a key cap, the Stroke movement by means of a sliding in a guide cylinder Guide pin is guided with a by means of the key cap movable contact pole, with a wear the counter contact pole the, the contact pressure receiving support part and with a Sealing membrane, the inner edge of which is fixed to the keycap and the outer edge between the support part and a holding part is clamped, the sealing membrane being elastically stable is and generates the restoring force of the key cap.
Eine derartige Taste mit Tastenkappe ist aus der US-PS 38 29 646 bekannt. Dabei ist die Führung so angeordnet, daß der Führungszapfen unmittelbar an der Taste befestigt ist und durch eine Führungshülse hindurchgreift, unterhalb welcher die zu der Tastenkappe gehörige Dichtmembran angeordnet ist. Somit kann sich diese Führung mit Verunreinigungen zusetzen, entwe der plötzlich, z. B. durch einen umgestoßenen Getränkebecher oder im Laufe der Zeit durch Staub oder sonstige Luftverunrei nigungen, so daß im Laufe der Zeit die Verschiebbarkeit inner halb der Führung mehr und mehr verschlechtert wird, bis schließlich die Rückstellkraft der Membran nicht mehr aus reicht, um den verstärkten Widerstand zu überwinden.Such a key with a key cap is from US-PS 38 29 646 known. The guide is arranged so that the Guide pin is attached directly to the button and reaches through a guide sleeve, below which the sealing membrane belonging to the key cap is arranged. Consequently this lead can become clogged with contaminants who suddenly, e.g. B. by an overturned beverage cup or over time due to dust or other air pollution inclinations, so that in the course of time the displaceability within half of the leadership is deteriorating more and more until finally the restoring force of the membrane is no longer sufficient is enough to overcome the increased resistance.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Taste der eingangs er wähnten Art zu schaffen, bei der eine plötzliche oder allmäh liche Verschlechterung der Beweglichkeit zwischen Führungszap fen und Führungszylinder weitestgehend ausgeschlossen ist. Gleichzeitig soll die Taste aus einer geringen Anzahl von Ein zelteilen zusammengesetzt sein und eine geringe Bauhöhe auf weisen können.There is therefore the task of a key of the beginning to create a kind of sudden or gradual worsening of mobility between the leader fen and guide cylinder is largely excluded. At the same time, the button should have a small number of on parts to be assembled and a low overall height can point.
Diese Aufgabe wird bei einer Taste der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Pa tentanspruches 1 gelöst.This task is performed with a key of the generic type by the characteristics of the characteristic part of Pa claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and developments of the Erfin are specified in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäße Zuordnung von Führungszylinder, Führungszapfen und Befestigung der Dichtmembran außen auf dem Führungszylinder ergibt sich auch eine Abdichtung dieser Teile nach außen, so daß ein Schutz gegen Verunreinigungen vorhanden ist. By assigning guide cylinders according to the invention, Guide pin and fastening of the sealing membrane on the outside Guide cylinder also results in a seal of these parts to the outside, so that protection against contamination is present is.
Die erfindungsgemäße Taste ist aus einer äußerst geringen Anzahl von Einzelteilen aufgebaut. Der Führungszylinder für die axiale Führung der Taste ist mit der Tastenkappe vereinigt, der Führungszapfen ist mit dem Stützteil ver einigt, die Dichtmembran erzeugt die Rückstellkraft der Tastenkappe und sitzt mit dem zylindrischen Ansatz auf dem Führungszylinder. Es entfallen somit das zusätzliche Spann stück zum Festklemmen des Innenrandes der Dichtmembran, das Führungsteil und die Druckfeder zur Erzeugung der Rückstell kraft. Die erheblich geringere Anzahl von Einzelteilen ver billigt und vereinfacht selbstverständlich die Herstellung und die Montage beträchtlich.The button according to the invention is extremely small Number of individual parts built up. The guide cylinder for the axial guidance of the key is with the key cap united, the guide pin is ver with the support part agrees, the sealing membrane generates the restoring force of the Keycap and sits with the cylindrical neck on the Guide cylinder. This eliminates the additional instep piece for clamping the inner edge of the sealing membrane, the Guide part and the compression spring to generate the reset force. The considerably smaller number of individual parts ver of course approves and simplifies production and the assembly considerably.
Da die Dichtmembran nicht zwischen Tastenkappe und einem Spannstück festgeklemmt ist, sondern auf den mit der Ta stenkappe einstückig verbundenen Führungszylinder aufge schoben ist, kann der Führungszylinder axial in die Ta stenkappe hinein verlagert werden, so daß die Bauhöhe der gesamten Taste im wesentlichen um die Höhe der Tastenkappe reduziert wird.Since the sealing membrane is not between a keycap and a Clamp is clamped, but on the Ta sten cap integrally connected guide cylinder is pushed, the guide cylinder can axially into the Ta stenkappe be moved so that the overall height of the entire key essentially around the height of the keycap is reduced.
Die aus einem formstabilen elastischen Material, vorzugs weise Silikonkautschuk, bestehende Dichtmembran wird zweck mäßigerweise kuppelförmig ausgebildet, so daß sie sich beim Niederdrücken der Taste nach einem bestimmten Hubweg sprung haft nach innen einstülpt. Dadurch weist die Taste bei der Betätigung in vorteilhafter Weise einen gewissen Druckpunkt auf.Made of a dimensionally stable, elastic material, preferred wise silicone rubber, existing sealing membrane is used moderately dome-shaped, so that they are Depress the button after a certain stroke imprisoned inside. This assigns the button to the Operation advantageously a certain pressure point on.
Die Taste kann als Einzeltaste ausgebildet sein, die indivi duell an jeder gewünschten Stelle angeordnet werden kann. Ebenso kann die Taste als Einzelfeldtaste ausgebildet sein, wobei eine größere Zahl von Tasten in der vorgegebenen An ordnung eines Tastenfeldes vorgesehen sind, deren Abdich tung mittels der Dichtmembran jedoch für jede Taste geson dert erfolgt. Schließlich kann die Taste auch in einem Ta stenfeld verwendet werden, wobei eine gemeinsame Dichtmembran für sämtliche Tasten vorgesehen ist.The key can be designed as a single key, the indivi duel can be arranged at any desired location. The key can also be designed as a single field key, where a larger number of buttons in the given type Order of a keypad are provided, their Abdich tion using the sealing membrane, however, for each key changed. Finally, the key can also be used in a Ta stenfeld be used, with a common sealing membrane is intended for all buttons.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention based on in the drawing tion illustrated embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 im Axialschnitt eine Taste gemäß der Erfin dung als Einzeltaste, Fig. 1 in an axial section of a key according to the OF INVENTION dung as a single button,
Fig. 2 im Axialschnitt eine Taste gemäß der Erfin dung in einem Tastenfeld und Fig. 2 in axial section a key according to the inven tion in a keypad and
Fig. 3 im Axialschnitt ein Tastenfeld der Erfindung. Fig. 3 in axial section a keypad of the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Taste weist eine Tastenkappe 10 auf, die in bekannter Weise einen nach unten gerichteten Rand und eine eingewölbte Betätigungsfläche besitzt. Im Inneren der Tastenkappe 10 ist an der Unterseite der Be tätigungsfläche ein nach unten ragender Führungszylinder 12 einstückig mit der Tastenkappe 10 vorgesehen. In den Füh rungszylinder 12 ragt gleitend ein Führungszapfen 14, der in ein Stützteil 16 eingesetzt ist und von diesem nach oben ragt. Der auf dem Führungszapfen 14 glei tende Führungszylinder 12 bewirkt die Führung der Tasten kappe bei der Hubbewegung. Der Querschnitt des Führungs zapfens 14 und der lichte Querschnitt des Führungszylinders 12 können beispielsweise die Form eines Kreises mit einem Sekantenanschnitt aufweisen, um eine eindeutige Position der Tastenkappe 10 und auf ihr angebrachter Symbole zu ge währleisten. The key shown in Fig. 1 has a key cap 10 , which in a known manner has a downward edge and a curved actuating surface. Inside the key cap 10 , a downwardly extending guide cylinder 12 is provided in one piece with the key cap 10 on the underside of the operating surface. In the Füh approximately cylinder 12 protrudes a guide pin 14 which is inserted into a support member 16 and protrudes from this upward. The on the guide pin 14 sliding guide cylinder 12 causes the guidance of the key cap during the lifting movement. The cross section of the guide pin 14 and the clear cross section of the guide cylinder 12 may, for example, have the shape of a circle with a secant cut to ensure a clear position of the key cap 10 and symbols attached to it.
Das Stützteil 16 sitzt mit einem ein Außengewinde aufweisen den Sockelteil in einer Aufnahmebohrung einer Gehäuseplatte 18, beispielsweise eines elektronischen Gerätes, stützt sich mit einem radialen Rand 20 auf diese Gehäuseplatte 18 ab und wird durch eine auf das Außengewinde des Sockelteiles aufgeschraubte Mutter 22 an der Gehäuseplatte 18 gehalten. Zur Abdichtung des Gehäuseinneren ist ein O-Ring 24 zwischen den Rand 20 und die Gehäuseplatte 18 eingesetzt.The support part 16 is seated with an external thread, the base part in a receiving bore of a housing plate 18 , for example an electronic device, is supported with a radial edge 20 on this housing plate 18 and is attached to the housing plate by a nut 22 screwed onto the external thread of the base part 18 held. To seal the interior of the housing, an O-ring 24 is inserted between the edge 20 and the housing plate 18 .
Eine kuppelförmige Dichtmembran 26 aus Silikonkautschuk sitzt mit ihrem flachen Außenrand auf der Oberfläche des radialen Randes 20 des Stützteiles 16 auf und wird durch eine Über wurfkappe 28 dichtend gegen den Rand 20 gepreßt. Die Über wurfkappe 28 ist mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde des Randes 20 geschraubt. An ihrem nach oben gewölbten Innen rand weist die Dichtmembran 26 einen nach oben gerichteten zylindrischen Ansatz 30 auf, der dichtend außen auf den Füh rungszylinder 12 aufgeschoben ist. Die Abdichtung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der zylindrische Ansatz 30 beim Aufschieben aufgeweitet wird. Am un teren Ende des zylindrischen Ansatzes 30 weist die Dicht membran einen Innenkragen 32 auf, gegen den die axiale Stirnfläche des Führungszylinders 12 anliegt.A dome-shaped sealing membrane 26 made of silicone rubber sits with its flat outer edge on the surface of the radial edge 20 of the support member 16 and is pressed by a throwing cap 28 sealingly against the edge 20 . The throwing cap 28 is screwed to an external thread of the rim 20 with an internal thread. At its upwardly curved inner edge, the sealing membrane 26 has an upwardly directed cylindrical projection 30 , the sealing cylinder is pushed onto the Füh approximately cylinder 12 . The seal is achieved, for example, in that the cylindrical extension 30 is widened when pushed on. At the lower end of the cylindrical projection 30 , the sealing membrane has an inner collar 32 against which the axial end face of the guide cylinder 12 abuts.
An der von dem Führungszylinder 12 abgewandten Unterseite des Innenkragens 32 ist ein den Führungszapfen 14 kreisring förmig umgebender Kontaktpol 34 angebracht, der vorzugsweise aus einem leitenden Kunststoff besteht. In die obere Ober fläche des Stützteils 16 ist eine Scheibe 36 aus einem elektrisch isolierenden starren Material eingesetzt, die von dem Führungszapfen 14 durchdrungen wird und an ihrer Oberfläche zwei Gegenkontaktpole 38 trägt. Die Gegenkon taktpole 38 sind mit Anschlußleitungen 40 verbunden, die durch die Scheibe 36 und das Stützteil 16 hindurchgeführt sind. Die Anschlußleitungen 40 sind mit irgendwelchen Schaltungen des elektronischen Gerätes verbunden.On the underside of the inner collar 32 facing away from the guide cylinder 12 there is a contact pole 34 which surrounds the guide pin 14 in an annular shape and which preferably consists of a conductive plastic. In the upper upper surface of the support member 16 , a disc 36 made of an electrically insulating rigid material is used, which is penetrated by the guide pin 14 and carries two mating contact poles 38 on its surface. The Gegenkon contact poles 38 are connected to connecting lines 40 which are passed through the disk 36 and the support member 16 . The connecting lines 40 are connected to any circuits of the electronic device.
Wird die Tastenkappe 10 niedergedrückt, wobei sie durch den Führungszylinder 12 und den Führungszapfen 14 bei der Hub bewegung axial geführt wird, so wird die Dichtmembran 26 gegen ihre Elastizität nach unten gedrückt, wobei ihre elastische Rückstellkraft bis zu einem Druckpunkt ansteigt. Wird dieser Druckpunkt überschritten, so stülpt sich die kuppelförmige Dichtmembran 26 nach innen, wobei ihre ela stische Rückstellkraft abnimmt. Der Kontaktpol 34 kommt dann mit den Gegenkontaktpolen 38 in Berührung und verbin det diese elektrisch leitend, so daß das durch den Tasten druck auszulösende Signal erzeugt wird. Wird die Tasten kappe 10 freigegeben, so wird die Taste durch die elasti sche Kraft der Dichtmembran 26 wieder in ihre Ausgangs lage zurückgestellt. Der Verlauf der elastischen Rückstell kraft der Dichtmembran 26 durch einen Druckpunkt maximaler Rückstellkraft hat zur Folge, daß einerseits ein unerwünsch tes versehentliches Betätigen der Taste verhindert wird und daß andererseits die nach Überwindung des Druckpunktes wieder geringere Rückstellkraft eine zuverlässige Kontakt gabe nicht behindert. Der Kontaktdruck wird vom Stützteil 16 aufgenommen und auf die Gehäuseplatte 18 übertragen. If the key cap 10 is depressed, whereby it is guided axially by the guide cylinder 12 and the guide pin 14 during the stroke movement, the sealing membrane 26 is pressed downward against its elasticity, its elastic restoring force increasing up to a pressure point. If this pressure point is exceeded, the dome-shaped sealing membrane 26 turns inside, whereby its elastic restoring force decreases. The contact pole 34 then comes into contact with the mating contact poles 38 and connects them in an electrically conductive manner, so that the signal to be triggered by the key pressure is generated. If the key cap 10 is released, the key is reset to its starting position by the elastic force of the sealing membrane 26 . The course of the elastic restoring force of the sealing membrane 26 by a pressure point of maximum restoring force has the result that, on the one hand, an undesired accidental actuation of the button is prevented and, on the other hand, the return force which is lower after overcoming the pressure point does not impede reliable contact. The contact pressure is received by the support part 16 and transmitted to the housing plate 18 .
In den Fig. 2 und 3 sind abgewandelte Ausführungsformen der Taste der Fig. 1 dargestellt. Soweit die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Tasten mit der Taste der Fig. 1 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet und auf die vorangehende Beschreibung wird verwiesen.In FIGS. 2 and 3 modified embodiments of Fig key. 1 are shown. As far as the keys shown in FIGS. 2 and 3 correspond to the key of FIG. 1, the same reference numerals are used and reference is made to the preceding description.
Im Gegensatz zur Taste der Fig. 1, die als Einzeltaste aus gebildet ist, welche an einer beliebigen Stelle eingesetzt werden kann, ist die Taste der Fig. 2 eine Taste eines vorgegebenen Tastenfeldes.In contrast to the key of FIG. 1, which is formed as a single key, which can be used at any point, the key of FIG. 2 is a key of a predetermined keypad.
Die Tastenkappe 10 mit dem Führungszylinder 12, die Dicht membran 26 mit dem Kontaktpol 34 und der Führungszylinder 14 stimmen mit der Ausführungsform der Fig. 1 überein. Das Stützteil 42 ist jedoch bei der Ausführungsform der Fig. 2 als Platte ausgebildet, die an jeder Tastenposition des Tastenfeldes einen Führungszapfen 14 aufweist. In Fig. 2 ist nur eine Taste und somit nur ein Führungszapfen 14 dargestellt. Auf dem plattenförmigen Stützteil 42 liegt eine Leiterplatte 44, die von den Führungszapfen 14 durch drungen wird. Der flache äußere Rand der Dichtmembran 26 liegt auf dieser Leiterplatte 44 auf und wird gegen diese Leiterplatte 44 durch das Halteteil 46 gepreßt, das in dieser Ausführungsform ebenfalls als Platte ausgebildet ist, die jeweils an den Tastenpositionen des Tastenfeldes den Dichtmembranen 26 entsprechende Aussparungen aufweist. An dem plattenförmigen Halteteil 46 sind nach unten ragende Schraubbolzen 48 befestigt, die die Leiterplatte 44 und das Stützteil 42 durchdringen. Eine auf die Schraubbolzen 48 aufgeschraubte Mutter 50 spannt die Dichtmembran 26 zwischen dem Halteteil 46 und der Leiterplatte 44 dichtend ein. Eine Dichtungsscheibe 52 dichtet die Durchbruchstellen der Schraubbolzen 48 ab.The key cap 10 with the guide cylinder 12 , the sealing membrane 26 with the contact pole 34 and the guide cylinder 14 match the embodiment of FIG. 1. In the embodiment of FIG. 2, however, the support part 42 is designed as a plate which has a guide pin 14 at each key position of the key field. In Fig. 2 only one button and thus only one guide pin 14 is shown. On the plate-shaped support part 42 is a circuit board 44 which is penetrated by the guide pin 14 . The flat outer edge of the sealing membrane 26 rests on this printed circuit board 44 and is pressed against this printed circuit board 44 by the holding part 46 , which in this embodiment is also designed as a plate which in each case has corresponding recesses at the key positions of the keypad of the sealing membranes 26 . Downwardly projecting screw bolts 48 are fastened to the plate-shaped holding part 46 and penetrate the printed circuit board 44 and the support part 42 . A nut 50 screwed onto the bolts 48 tightly clamps the sealing membrane 26 between the holding part 46 and the printed circuit board 44 . A sealing washer 52 seals the breakthrough points of the bolts 48 .
Beim Niederdrücken der Tastenkappe 10 überbrückt der Kon taktpol 34 zwei Leiterbahnen oder Kontaktflächen 54 der Leiterplatte 44. Der Kontaktdruck wird von dem Stützteil 42 aufgenommen und über die Schraubbolzen 48 auf das Halte teil 46 übertragen. Das Halteteil 46 kann in diesem Fall eine Wand des Gehäuses eines Gerätes sein.When the button cap 10 is depressed, the contact pole 34 bridges two conductor tracks or contact surfaces 54 of the printed circuit board 44 . The contact pressure is received by the support part 42 and transferred to the holding part 46 via the screw bolts 48 . In this case, the holding part 46 can be a wall of the housing of a device.
In einer weiteren in Fig. 3 dargestellten Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 2 sind die Ränder der Dichtmem branen (26) der verschiedenen Tasten des Tastenfeldes durch gehend zusammenhängend, so daß sich eine einzige über das gesamte Tastenfeld erstreckende und das gesamte Tastenfeld abdichtende Dichtmembran ergibt, die jeweils an den Tasten positionen mit den kuppelförmigen Auswölbungen nach oben ragt. Die durchgehende Dichtmembran wird am Rand des Tasten feldes durch ein als Klammer 56 ausgebildetes Halteteil an der Leiterplatte 44 festgeklemmt. Die Klammer 56 hält außer dem die Leiterplatte 44, das Stützteil 42 und eine abdich tende gummielastische Matte 58 zusammen.In a further modification shown in Fig. 3 of the embodiment of Fig. 2, the edges of the sealing membrane ( 26 ) of the various keys of the keypad are continuous, so that there is a single sealing membrane extending over the entire keypad and sealing the entire keypad , which protrudes at the button positions with the dome-shaped protrusions. The continuous sealing membrane is clamped on the edge of the key field by a bracket 56 formed as a holding part on the circuit board 44 . The bracket 56 also holds the circuit board 44 , the support member 42 and a sealing rubber mat 58 sealing.
Allen Ausführungsformen gemeinsam ist der Aufbau der Taste aus wenigen einfachen Einzelteilen und damit die billige und einfache Herstellung und Montage. Weiter ist allen Ausführungsformen gemeinsam, daß sowohl die Kontakte der Taste als auch die durch die Taste zu betätigende elektro nische Schaltung vollständig gegen den Außenraum und gegen Umwelteinflüsse abgedichtet sind, so daß die Tasten voll ständig wasser- und schmutzdicht sind. Selbstverständlich ist der von der kuppelförmigen Dichtmembran 26 umschlos sene Raum z. B. über Entlüftungskanäle 60 (Fig. 2) mit dem gesamten Volumen des Gerätes verbunden, um einen die Betätigung der Taste behindernden Druckanstieg in dem von der Dichtmembran 26 umschlossenen Volumen zu vermeiden. In der Ausführungsform der Fig. 3 sind beispielsweise die von den kuppelförmigen Dichtmembranen 26 umschlosse nen Räume sämtlicher Tasten des Tastenfeldes durch Ent lüftungskanäle 62 miteinander verbunden.Common to all of the embodiments is the construction of the button from a few simple individual parts and thus the cheap and simple manufacture and assembly. Furthermore, all embodiments have in common that both the contacts of the button and the button to be operated electronic circuit are completely sealed against the outside and against environmental influences, so that the buttons are fully water and dirt-proof all the time. Of course, the space enclosed by the dome-shaped sealing membrane 26 z. B. via ventilation channels 60 ( FIG. 2) connected to the entire volume of the device in order to avoid a pressure increase in the volume enclosed by the sealing membrane 26 which prevents the actuation of the button. In the embodiment of FIG. 3, for example, the spaces enclosed by the dome-shaped sealing membranes 26 of all the keys of the keypad are connected to one another by ventilation channels 62 .
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