DE4001871A1 - Mehrstufige drucktastervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Drucktastervorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Ver­ fahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Es sind die verschiedensten Arten von Drucktastervorrich­ tungen bekannt, die im Betätigungsteil der verschiedensten elektronischen Geräte oder dergleichen verwendet werden. Bei einem Typ sind eine Mehrzahl von Tastknöpfen mit einer Grundplatte über jeweilige flexible Arme verbunden. Jeder Tastknopf ist an seiner Rückseite mit einem Betätigungsele­ ment zum Betätigen eines Tastschalters versehen.

Einzelteile der Vorrichtung, nämlich die Tastknöpfe, die Arme und die Betätigungselemente, werden üblicherweise in einem Formprozeß einstückig geformt, was einfach ist und die Herstellungskosten verringert.

Derartige bekannte Drucktaster mit einstückigem Aufbau be­ sitzen jedoch nur eine einstufige oder einreihige Tastknopf­ anordnung, was die Gestaltungsmöglichkeiten der Vorrichtung beschränkt und ein Erhöhen der Zahl von Tastknöpfen bei be­ schränktem Platzangebot sehr erschwert.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben dann die mehr­ stufige oder mehrreihige Tastervorrichtung nach Fig. 11 ent­ wickelt, bei der erste Tastknöpfe 101 an einem Träger 100 in einer Reihe in Richtung der Breite der Vorrichtung angeordnet sind. Oberhalb der Reihe der ersten Tastknöpfe 101 ist eine zweite Reihe von zweiten Tastknöpfen 102 in gleicher Weise angeordnet. Jeder erste Tastknopf 101 ist mit dem Träger 100 über einen elastischen ersten Arm 103 integral verbunden. Die zweiten Tastknöpfe 102 sind mit dem Träger 100 hinter den ersten Tastknöpfen 101 über elastische zweite Arme 104 verbunden, die zwischen nebeneinanderliegenden ersten Tast­ knöpfen 101 angeordnet sind, wie es in der Ansicht nach Fig. 11 gezeigt ist.

Die Vorrichtung nach Fig. 11 wird in der in Fig. 12 gezeigten Weise unter Verwendung von zwei Formen hergestellt. Eine erste Form 105 besitzt Ausnehmungen 107 zum Formen des Vorderteils des zweiten Tastknopfs 102, Ausnehmungen 108 zum Formen der Vorderteile der ersten Arme 103 und eine Aus­ nehmung 109 für das Vorderteil des Trägers 100. Eine zweite Form 106 besitzt Ausnehmungen 110 zum Formen der rückwärtigen Teile der zweiten Tastknöpfe 102, Ausnehmungen 111 zum Formen der rückwärtigen Teile der ersten Tastknöpfe 101 und der zweiten Tastknöpfe 102 und eine Ausnehmung 112 entsprechend dem rückwärtigen Teil des Trägers 100.

Die erste Form 105 und die zweite Form 106 werden so ange­ ordnet, daß sie eine Bewegung aufeinander zu und voneinander weg durchführen können. Der von der ersten Form 105 und der zweiten Form 106 in der geschlossenen Stellung gebildete Raum wird dann mit dem Material der Vorrichtung gefüllt, und es folgt eine Wärme- und Druckbehandlung. Die mehrstufige Tastervorrichtung wird daraufhin durch Trennen der ersten Form 105 von der zweiten Form 106 erhalten.

Eine derart hergestellte Vorrichtung ermöglicht eine mehr­ stufige Tastknopfanordnung, die integral auf einer einzigen Grundplatte gebildet ist, wodurch die Anzahl der Tastknöpfe verdoppelt werden kann und eine große Menge von Tastknöpfen auf beschränktem Platz ohne Erhöhung der Zahl der Teile und ohne Verkomplizierung des Montageprozesses angeordnet werden kann.

Allerdings kann diese Vorrichtung nicht zwei Bauteile um­ fassen, die einander sowohl vorne als auch hinten auf der Grundplatte überlappen, da die Vorrichtung durch Trennen zweier Formen (d.h. der ersten Form 105 und der zweiten Form 106) in Richtung aufeinander zu und voneinander weg herge­ stellt wird. Daher kann der zweite Arm 104 nicht hinter dem ersten Tastknopf 101 oder dem ersten Arm 103, sondern muß zwischen benachbarten ersten Tastknöpfen 101 angeordnet sein (wie das in der Draufsicht nach Fig. 11 gezeigt ist). Daher muß ein der Breite des zweiten Arms 104 entsprechender Raum zwischen benachbarten ersten Tastknöpfen 101 vorhanden sein, was die Dichte der Tastenanordnung beschränkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mehrstufige Drucktaster­ einrichtung mit höherer Tastenzahl zu schaffen, die mittels einer einzigen Form hergestellt werden kann und die ver­ schiedensten Gestaltungen erlaubt. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Drucktastereinrichtung ge­ schaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch eine mehrstufige Drucktasterein­ richtung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren zur Her­ stellung derselben nach Anspruch 8 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt somit einen Träger, an dem die Drucktastelemente der ersten und zweiten Stufe angebracht sind, wobei das von der Rückseite jedes Drucktast­ elementes hervorstehende Betätigungselement sich in einer Richtung senkrecht zur Druck- oder Bewegungsrichtung des jeweiligen Drucktasters bewegt. Das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung umfaßt drei Schritte, wobei die im ersten Schritt gebildeten Ausnehmungen des ersten Formelements dem Vorderbereich des ersten und zweiten Drucktasters entspre­ chen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Aus­ führungsform nach Fig. 1;

Fig. 6 eine Seitenansicht zur Darstellung der Befestigung der Ausführungsform nach Fig. 1 an einem Träger;

Fig. 7 eine seitliche Schnittansicht der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 8 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren Aus­ führungsform;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Formen einer mehrstufigen Drucktastereinrichtung;

Fig. 10 einen Schnitt durch die in Fig. 9 gezeigten For­ men, wobei (A) einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 9 und (B) einen Schnitt entlang der Linie W-W in Fig. 9 darstellt;

Fig. 11 eine Ansicht einer verwandten mehrstufigen Druck­ tastervorrichtung; und

Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung eines verwandten Herstellungsverfahrens.

Wie aus den Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Drucktastereinrichtung bzw. Druckschalter­ einrichtung eine einstückige Plastikstruktur auf. Die Vor­ richtung umfaßt erste Tasten bzw. Tastknöpfe 2, die in einer ersten Stufe oder ersten Reihe an einem Träger 1 angebracht sind, und zweite Tasten bzw. Tastknöpfe 3, die in einer zwei­ ten Stufe oder Reihe an dem Träger 1 angeordnet sind. Jeder erste Tastknopf 2 ist stehend auf dem vorderen Bereich oder Vorderteil des Trägers 1 mittels eines elastischen Tragarms 20 angeordnet. Jeder zweite Tastknopf ist an einer "inneren" Position, d.h. an einer Stelle, die vom vorderen Bereich des Trägers 1 weiter entfernt ist als der erste Tastknopf 2, angeordnet. Im vorderen Bereich des Trägers 1 sind in der in Fig. 4 gezeigten Weise eine Reihe von ersten Aus­ schnitten 11 gebildet. Jeder zweite Tastknopf 3 steht vom Rand des Bodens eines ersten Ausschnittes 11 ab.

Am inneren Bereich des Trägers 1 sind L-förmige Halter 10 angeordnet. Jeder Halter 10 steht am Rand eines einer Reihe von zweiten Ausschnitten 13, die im vorderen Bereich des Trägers 1 gebildet sind. Auf der Rückseite des Trägers 1 sind Haltenasen 12 vorgesehen, die zum rückwärtigen Ende des Trägers 1 hin schwächer werden. Die Haltenasen 12 und der Halter 10 halten die Platte 90 einer gedruckten Schal­ tung (mit einem Druckschalter 91 darauf) am Träger 1 in der in Fig. 6 gezeigten Weise.

Jeder erste Tastknopf 2 ist über einen elastischen Tragarm 20 integral mit dem Träger 1 verbunden und kann sich in Hori­ zontalrichtung (vor und zurück) durch elastisches Verbiegen des elastischen Tragarmes 20 bewegen. Die Breite des ela­ stischen Tragarms 20 ist geringer als die des ersten Tast­ knopfes 2, und der elastische Tragarm 20 ist mit dem Mittel­ bereich des unteren Randes des ersten Tastknopfes 2 verbun­ den. Ein Betätigungselement 21 erstreckt sich von der Rück­ seite des ersten Tastknopfes 2 in Richtung parallel zur Ober­ fläche des Trägers 1 derart, daß das Betätigungselement 21 den Druckschalter 91 betätigt.

Jeder zweite Tastschalter 3 ist über einen langen elastischen Arm 4 mit dem Träger 1 integral verbunden und kann sich in Horizontalrichtung unter elastischer Verbiegung des elasti­ schen Arms 4 bewegen. Die Breite des langen elastischen Arms 4 ist geringer als die des zweiten Tastknopfes 3, und der Arm 4 ist mit dem mittleren Bereich des unteren Randes des zweiten Tastknopfes 3 verbunden. Der Arm 4 ist länger als der Tragarm 20. Ein Betätigungselement 30 erstreckt sich von der Rückseite des zweiten Tastknopfes 3 und des langen elastischen Arms 4 in Richtung parallel zur Oberfläche des Trägers 1 derart, daß das Betätigungselement 30 einen Druck­ schalter 91 oder dergleichen betätigt.

Der Arm 4 steht vom hintersten Bodenbereich des ersten Aus­ schnitts 11, wie in den Fig. 4 und 7 gezeigt ist, derart ab, daß der zweite Tastknopf 3 hinter dem ersten Tastknopf 2 angeordnet werden kann. Der zweite Tastknopf 3 besitzt einen Kopf, der nach vorne derart vorsteht, daß der vorderste Bereich der Vorderseite des zweiten Tastknopfes 3 in Rich­ tung der Horizontalbewegung in seiner Lage der Vorderfläche des ersten Tastknopfes 2 entspricht. Der lange elastische Arm 4 ist bei der vorliegenden Ausführungsform hinter dem Raum zwischen benachbarten ersten Tastknöpfen 2 angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der lange elastische Arm 4 überlappt in Richtung der Horizontalbewegung beide Seiten von benachbarten ersten Tastknöpfen 2. Da der Abstand zwi­ schen den zwei Tastknöpfen 2 nicht mehr eine der Breite des langen elastischen Arms 4 entsprechende Größe zu haben braucht, kann dieser Abstand auf ein Minimum verringert wer­ den. Damit kann die Anordnungsdichte der ersten Tastknöpfe erhöht werden.

Der lange elastische Arm 4 muß nicht notwendigerweise beide Seitenbereiche der zwei ersten Tastknöpfe 2 überlappen, sondern kann auch nur einen Teil eines einzigen ersten Tast­ knopfes 2 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung überlappen. Der lange elastische Arm 4 überlappt nicht den elastischen Tragarm 20.

Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Obwohl die vordere Oberfläche des Arms 4 bei dieser Ausfüh­ rungsform, wie in Fig. 7 gezeigt ist, annähernd in einer Ebene mit der hintersten Wand des Ausschnittes 11 verläuft, kann an der Wand des Ausschnittes 11 ein Ausschnitt 40 gebil­ det sein, der konkav gegenüber der Vorderfläche des Arms 4 geformt ist. Mit einem derartigen Ausschnitt 40 wird die erforderliche Festigkeit eines Ansatzes 80 an einer drit­ ten Form 8 erhalten, wie weiter unten bei der Herstellung der Vorrichtung erläutert wird.

Im folgenden soll das Verfahren zur Herstellung dieser Aus­ führungsform unter Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben werden.

Die Drucktastervorrichtung kann grundsätzlich unter Verwen­ dung von drei Formen mit einer ersten Form 6, einer zweiten Form 7 und einer dritten Form 8 hergestellt werden. Die erste Form 6 besitzt eine vorspringende Ausnehmung 60, eine Aus­ nehmung 61, eine Ausnehmung 62 und eine Ausnehmung 63. Die vorspringende Ausnehmung 60 entspricht dem Vorderbereich des zweiten Tastknopfes 3. Die Ausnehmung 61 entspricht dem Vorderbereich des ersten Tastknopfes 2. Die Ausnehmung 62 ist in Verbindung mit der Ausnehmung 61 gebildet und ent­ spricht dem elastischen Tragarm 20. Die Ausnehmung 63 ent­ spricht dem Vorderbereich des Trägers 1.

Die zweite Form 7 besitzt eine Ausnehmung 70 gegenüber der vorspringenden Ausnehmung 60 und eine hinter der Ausnehmung 70 gebildete Ausnehmung 71. Die Ausnehmung 71 dient zur integralen Formung des langen elastischen Arms 4 und des von der Rückseite des Armes 4 abstehenden Betätigungselemen­ tes 30. Vor der Ausnehmung 71 ist eine Aufnahmeausnehmung 72 angeordnet, die ein Ansatzteil 80 der dritten Form 8 auf­ nimmt. Die zweite Form 7 ist ferner mit einer Ausnehmung 74, die dem auf der Rückseite des Tastknopfes 2 befestigten Betätigungselement 21 entspricht, und mit einer der Rück­ seite des Trägers 1 entsprechenden Ausnehmung 73 versehen.

Die dritte Form 8 besitzt den vorspringenden Ansatz 80 zum Formen des vorderen Bereichs des Armes 4, der entsprechenden Rückseite des ersten Tastknopfes 2 und des Ausschnitts 11. Der Ansatz 80 steht vom Grundkörper der dritten Form 8 ab und ist in die Ausnehmung 72 eingesetzt.

Die erste Form 6, zweite Form 7 und dritte Form 8 werden zur Bildung des der Form der Vorrichtung entsprechenden Raums zusammengesetzt. Die erste Form 6 und die zweite Form 7 wer­ den derart angeordnet, daß sie in der durch die Pfeile ange­ deuteten Richtung hin- und herbewegt werden können. Die dritte Form 8 ist so angeordnet, daß sie in einer Richtung rechtwinklig zu dieser Bewegungsrichtung der ersten und zwei­ ten Form 6, 7 bewegt werden kann.

Danach wird ein für die Herstellung der Vorrichtung geeig­ netes Material in den zwischen die zusammengesetzte erste Form 6, zweite Form 7 und dritte Form 8 gebildeten Raum ein­ gefüllt. Es folgt die erforderliche Wärme- und Druckbehand­ lung. Danach werden die erste Form 6, die zweite Form 7 und die dritte Form 8 getrennt, und die in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Vorrichtung ist geformt.

Die erfindungsgemäße mehrstufige bzw. mehrreihige Druck­ tastervorrichtung erlaubt eine sehr dichte Anordnung der Tasten, da die ersten Tasten bzw. Tastknöpfe 2 und die zwei­ ten Tasten bzw. Tastknöpfe 3 übereinander bzw. vertikal an­ geordnet sind und der lange elastische Arm 4 hinter dem er­ sten Tastknopf 2 liegt, so daß der Abstand zwischen den be­ nachbarten ersten Tastknöpfen 2 minimal gehalten werden kann. Ferner erlaubt die Vorrichtung die verschiedensten Gestal­ tungen, da der erste Tastknopf 2 und der zweite Tastknopf 3 so angeordnet werden können, daß sie einander in Vor­ wärts- und Rückwärtsrichtung überlappen.

Claims (8)

1. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung, die Mehrstufen-Druck­ tastelemente aufweist, welche jeweils ein von deren Rück­ seite hervorstehendes Betätigungselement (21, 30) aufweisen und mit einem Träger (1) verbunden sind, und die zur Betäti­ gung eines hinter dem Träger (1) angeordneten Tastschalters (91) mittels des Betätigungselements (21, 30) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucktastelement der ersten Stufe einen mit dem Träger (1) an seinem einen Ende verbun­ denen ersten elastischen Arm (20) sowie einen an dem anderen Ende des ersten Arms (20) vorgesehenen ersten Tastknopf (2) aufweist, ein Drucktastelement der zweiten Stufe einen zwei­ ten elastischen Arm (4), der länger als der erste Arm (20) ist und mit dem Träger (1) an einem Ende an einer Stelle hinter dem ersten Arm (20) verbunden ist, wo er nicht mit dem ersten Arm (20) in Richtung der Vor- und Zurückbewegung überlappt, und einen am anderen Ende des zweiten Arms (4) angebrachten zweiten Tastknopf (3) aufweist, wobei zumindest ein Teil des zweiten Armes (4) mit zumindest einem Teil des ersten Tastknopfes (2) in Richtung der Vor- und Zurückbewe­ gung überlappt.

2. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Drucktaster­ elementen der ersten Stufe vorgesehen sind und daß der zweite Arm (4) hinter beiden benachbarten Seiten der ersten Tast­ knöpfe (2) fest eingesetzt ist.

3. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung, die Mehrstufen-Druck­ tastelemente aufweist, welche jeweils ein von deren Rückseiten hervorstehendes Betätigungselement (21) aufweisen und mit einem Träger (1) verbunden sind, und die zur Betätigung eines hinter dem Träger (1) angeordneten Tastschalters (91) mittels des Betätigungselements (21) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Drucktastele­ menten einer ersten Stufe vorgesehen sind, daß die Mehrzahl von Drucktastelementen der ersten Stufe jeweils einen an einem Ende mit dem Träger (1) verbundenen elastischen Arm (20) und einen am anderen Ende des ersten Arms (20) vorgese­ henen ersten Tastknopf (2) aufweist, daß ein Drucktastelement einer zweiten Stufe einen elastischen zweiten Arm (4), der länger als der erste Arm (20) ist und an einem Ende mit dem Träger (1) an einer Stelle hinter dem ersten Arm (20), aber nicht direkt hinter dem ersten Arm in Richtung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung verbunden ist, und einen am anderen Ende des zweiten Arms (4) befestigten zweiten Tastknopf (3) aufweist, wobei zumindest die eine der benachbarten Seiten der ersten Tastknöpfe (2) zumindest einen Teil des zweiten Arms (4) in der Draufsicht auf den Träger (1) verdeckt.

4. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucktastelement der ersten Stufe, das erste Betätigungselement (21), das Drucktastele­ ment der zweiten Stufe, das zweite Betätigungselement (30) und der Träger (1) in einer einstückigen Bauweise aus Kunst­ stoff geformt sind.

5. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich des Trägers (1) mit dem einen Ende des zweiten Arms (4) stärker konkav ist als der Verbindungsbereich des Trägers (1) mit dem einen Ende des ersten Arms (20).

6. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich des Trägers (1) mit dem einen Ende des zweiten Arms (4) vom Vorderbereich des Trägers (1) zu der ebenen Vorderseite des Vorderbereichs des zweiten Arms (4) konkav gebildet ist.

7. Mehrstufen-Drucktastervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich des Trägers (1) zum einen Ende des zweiten Arms (4) von dem Vorderbereich des Trägers (1) zum inneren Bereich hinter der Vorderfläche des zweiten Arms (4) konkav gebildet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Mehrstufen-Drucktaster­ vorrichtung, die Mehrstufen-Drucktastelemente aufweist, welche jeweils ein von deren Rückseite hervorstehendes Be­ tätigungselement besitzen und mit einem Träger verbunden sind, und die zur Betätigung eines hinter dem Träger ange­ ordneten Tastschalters mittels des Betätigungselementes ver­ wendet wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erstellen eines ersten Formelementes, das den Vorderbereichen des Trägers, eines mit dem Träger an seinem einen Ende ver­ bundenen ersten Arms, eines am anderen Ende des ersten Arms vorgesehenen ersten Tastknopfes und eines mit dem Träger an einer Stelle, die vom Vorderbereich des Trägers weiter entfernt ist als der erste Tastknopf, verbundenen zweiten Tastknopfes entsprechende Ausnehmungen aufweist,
Erstellen eines zweiten Formelementes, welches der übrigen Oberfläche des Trägers mit Ausnahme des Vorderbereichs und dem rückwärtigen Bereich jeweils des ersten Tastknopfes und des zweiten Tastknopfes entsprechende Ausnehmungen aufweist,
Erstellen eines dritten Formelementes, welches zum Formen des Vorderbereichs des den zweiten Tastknopf mit dem Träger verbindenden zweiten Arms und des rückwärtigen Bereichs des vor dem zweiten Arm angeordneten ersten Tastknopfes verwendet wird,
Zusammensetzen dieser Formelemente zum Bilden eines der Form der Mehrstufen-Drucktastervorrichtung entsprechenden Hohl­ raums und zum Einfüllen von Material in diesen Hohlraum.