DE4016122A1 - Schaltertastatur fuer das bedienungsfeld eines elektrischen geraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schalter-Tastaturen für das Bedienungs­ feld eines elektrischen Gerätes mit einer Mehrzahl von Tasten, die geringfügig vorspringen aus entsprechenden Sitzen, die in dar Frontwand des Bedienungsfeldes ausgebildet sind, in einer Folie aus elastischem isolierenden Material, wie einem Silicon, geformt sind und jede ein Ende, das eine leitende Zone trägt, die gegenüber zwei von einer eine gedruckte Schaltung aufweisen­ den Platte getragenen Kontakten angeordnet ist, und ein die Drückzone bildendes Ende aufweisen, wobei die Taste in einer zu der Platte senkrechten Richtung und über eine bestimmte Strecke beweglich gehalten ist mittels eines hohlkegelstumpfförmigen Federelements, dessen kleine Grundfläche mit dem mittleren Be­ reich dar Taste verbunden ist und dessen große Grundfläche an die isolierende Folie angeschlossen ist.

Die Erfindung bezweckt einerseits die Verbesserung der Dichtheit solcher Tastaturen und außerdem die Verbesserungen ihrer elek­ trischen Funktion, wobei gleichzeitig dem Benutzer über den Tastsinn ein Gefühl für die richtige Betätigung der Schalter­ taste vermittelt werden soll, was besonders wichtig ist, wenn die Tastatur zur-Steuerung der verschiedenen Funktionen eines Mikrowellenherdes für den Haushaltsgebrauch bestimmt ist.

Erfindungsgemäß ist die Außenfläche der Frontwand des Bedie­ nungsfeldes mit einer Membran aus halbstarrem Kunststoffmaterial abgedeckt und weist gegenüber jedem Sitz einer Taste eine flache Blase in Form einer Kugelkalotte auf, deren Konvexität nach außen gerichtet ist und deren Höhe gleich oder geringfügig größer als die bestimmte Bewegungsstrecke der Taste ist.

Infolge dieser Ausbildung der Membran erhält man nicht nur einen dichten Schutz der elektrischen Teile des Bedienungsfeldes son­ dern auch eine Nachgiebigkeit bei der Betätigung der Tasten, die für den Benutzer sehr angenehm ist und infolge der flachen Bla­ sen ermöglicht, auf dem Niveau des elektrischen Kontakts eine plötzliche kräftige Wirkung zu erhalten.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist das halbstarre Kunststoffmaterial der Membran ein Polycarbonat-Polyester-Copo­ limerisat.

Dank dieser Art des Materials erhält man flache Blasen, deren elastische Eigenschaften dauerhaft erhalten bleiben, und man kann auch eine direkte und unlöschbare Bilddarstellung durch Serigraphie auf diesen Blasen anbringen.

Die Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden weiter erläu­ tert durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht. Hierin ist:

Fig. 1 eine Teilansicht im senkrechten Schnitt und großem Maß­ stab einer Schalter-Tastatur für ein Bedienungsfeld, die beson­ ders eine erfindungsgemäße Schalttaste zeigt.

Diese Schaltertastatur für ein Bedienungsfeld ist bestimmt zur Ausrüstung eines elektrischen Geräts, wie beispielsweise ein Mikrowellenherd und weist zu diesem Zweck eine Mehrzahl von identischen Tasten 1 auf, die geringfügig aus jeweiligen Sit­ zen 2 vorspringen, die in der Frontwand 3 des Bedienungsfeldes ausgebildet sind. Diese Tasten sind hergestellt durch Formen in einer Folie 4 aus elastischem isolierendem Material, wie bei­ spielsweise Silicon.

Wie Fig. 1 zeigt weist jede Taste 1 ein Ende 5 auf, das eine leitende Zone 6 aus leitendem Material, z.B. ein mit Kohlenstoff gefülltes Silicon trägt, das gegenüber zwei Kontakten 7 angeord­ net ist, die von einer Platte 8 getragen sind, die eine ge­ druckte Schaltung 9 aufweist. Die Taste 1 weist ferner ein Ende 10 auf, das die vom Fingerdruck beaufschlagte Drückzone bildet und ist in einer zur Platte 8 senkrechten Richtung über eine bestimmte Strecke d mittels eines hohlkegelstumpfförmigen Federelements 11 beweglich gehalten, dessen kleine Grundfläche 12 mit dem Mittelbereich der Taste 1 verbunden ist und dessen große Grundfläche 13 an die isolierende Folie 4 anschließt. Mit Vorteil sind Taste 1, Manschette 11 und Folie 4 aus einem Stück.

Der Zusammenbau der Platte 8 und der Folie 4 mit der Frontwand 3 erfolgt mittels Nieten 14, die fest oder einstückig mit der Frontwand 3 sind, die Folie und die Platte durchsetzen und die Platte 8 und die Folie 4 zwischen dem Ende von Rippen 15, die auch mit der Frontwand 3 fest verbunden oder einstückig sind, und den Köpfen 16 der Nieten 14 einspannen.

Erfindungsgemäß ist die Außenseite 17 der Frontwand 3 mit einer Membran aus einem halbstarren Kunststoffmaterial abgedeckt, das aus einem Polycarbonat-Polyester-Copolimerisat besteht und unter dem Namen "Bayfol" (e. Wz. der Firma Bayer AG) bekannt ist. Die­ se Membran besitzt gegenüber jedem Sitz 2 einer Taste 1 eine flache Blase 19 in Form einer Kugelkalotte, deren Konvexität nach außen gerichtet ist und deren Höhe h gemessen in der durch ihren Gipfelbereich gehenden senkrechten Geraden A-A gleich oder geringfügig größer als die bestimmte Bewegungsstrecke d der Tas­ te 1 ist.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die ideale Bewegungs­ strecke gleich 0,7 mm, und die Kunststoffolie, die von der Firma Bayer unter der Bezeichnung Bayfol K L 3-1010 (e. Wz.) vertrie­ ben wird, besitzt eine Dicke von etwa 150 µm und ist auf ihrer Außenseite und selbst auf den flachen Blasen mit einer serigra­ phischen Darstellung der verschiedenen Funktionen der Tasten 1 versehen.

Es wurde auch gefunden, daß für eine gute Arbeitsweise der flachen Blase über lange Zeit ohne dauernde Verformung das Verhältnis der Höhe h der Kalotte zu ihrem Basis-Polarkreis p zwischen 0,06 und 0,07 liegen sollte. Dieses Verhältnis muß deshalb als wichtig angesehen werden, da die Membran aus dem angegebenen Kunststoff "Bayfol" (e. Wz.) praktisch keinerlei Dehnbarkeit aufweist und die Bewegungsstrecke der Taste verhält­ nismäßig groß sein muß, um unerwünschte Kontaktberührungen bei einem geringen Fingerdruck auf diese Membran zu vermeiden.

Um schließlich die Dichtheit des Bedienungsfeldes und die siche­ re Befestigung der Membran auf der Frontwand 3 zu gewährleisten und dabei noch die Nachgiebigkeit der flachen Blase zu verbes­ sern, ist diese Membran auf die Außenseite 17 der Frontwand 3 mittels einer Klebschicht 20 von z.B. 250 µm Dicke aufgeklebt, wobei der Klebebereich rings um jede flache Blase 19 in einem bestimmten Abstand x vom entsprechenden Basis-Polarkreis p en­ det. Dieser Abstand x ist praktisch gleich oder kleiner als ein Achtel des Durchmessers des Basis-Polarkreises p.

Außerdem, um die lineare Führung des Gipfelbereichs der Kalotte bei einem Fingerdruck längs der Achse A-A zu gewährleisten, weist dieser Sitz 2 jeder Taste eine Öffnung mit konisch erwei­ tertem Rand 21 auf. Um eine dauernde Blasenbildung (nach unten) zu vermeiden, muß dieser konisch erweiterte Rand 21 einen Win­ kel a mit der Frontfläche 17 von weniger als 9° und vorzugsweise gleich 8° (acht Grad) bilden.

Um andererseits den Start der Blasenbildung (nach unten) im Randbereich 21 und das Eindrücken der Taste 1 zu begünstigen, weist die Drückzone 10 jeder Taste 1 die Form eines Domes auf, so daß sie in Punktkontakt mit den konkaven Innenflächen des Gipfels 19′ der Kugelkalotte ist.

Die Schalter-Tastatur arbeitet wie folgt: Wenn ein Fingerdruck auf den Gipfel 19′ einer Blase 19 ausgeübt wird, bewirkt man zunächst ein geringes Eindrücken des gegenüber dem nicht angeklebten Bereich liegenden Randbereichs 22 und dann das Eindrücken des Gipfels 19′, der sich punktmäßig auf dem Gipfel des Doms 10 der Taste 1 abstützt und den Fingerdruck praktisch linear auf die Taste überträgt, worauf zu einem zweiten Zeit­ punkt die plötzliche blasenartige Einwölbung der Blase 19 er­ folgt, bis die konkave Innenfläche an den kegelförmig erweiter­ ten Rand 21 der Öffnung anschlägt.

Diese plötzliche Bewegung verstärkt den Fingerdruck und bewirkt in an sich bekannter Weise die elastische Verformung des Feder­ elements 11 und das plötzliche Andrücken der Taste 1, wodurch ein plötzliches kräftiges Schließen des Kontakts durch Andrücken der leitenden Zone 6 auf die zwei Kontakte 7 erreicht und damit die Bildung eines Lichtbogens vermieden wird.

Wenn man den Fingerdruck auf die Blase 19 aufhebt, und infolge der auf 8 Grad begrenzten Neigung des kegelförmig erweiterten Randes 21 der Mündung ist die Einwölbung der Blase nach unten nicht permanent, und die flache Blase nimmt ihre ursprüngliche konvexe Form wieder ein und gibt so die Taste 1 frei, die unter der Wirkung der Rückstellung der Verformung des Federelements 11 in ihre in Fig. 1 gezeigte Anfangsstellung zurückkehrt.

Claims (7)

1. Schalter-Tastatur für das Bedienungsfeld eines elek­ trischen Gerätes mit einer Mehrzahl von Tasten (1), die gering­ fügig aus entsprechenden Sitzen (2) vorspringen, die in der Frontwand (3) des Bedienungsfeldes ausgebildet sind, und durch Formung in einer Folie (4) aus elastischem isolierenden Mate­ rial, wie einem Silicon, ausgebildet sind und jede eine Ende (5) aufweisen, das eine leitende Zone (6) trägt, die gegenüber zwei Kontakten (7) angeordnet ist, die von einer einen gedruckten Schaltkreis (9) aufweisenden Platte (8) getragen sind, und ein Ende (10) aufweisen, welches eine Andrückzone bildet, wobei die Taste (1) in einer Richtung senkrecht zur Platte (8) und über eine bestimmte Strecke (d) beweglich gehalten ist mittels eines hohlkegelstumpfförmigen Federelements (11), dessen kleine Grund­ fläche (12) mit dem Mittelbereich der Taste verbunden und dessen große Grundfläche (13) an die isolierende Folie (4) angeschlos­ sen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (17) der Frontwand (3) des Bedienungsfeldes mit einer Membran (18) aus halbstarrem Kunststoffmaterial beschichtet ist, die gegenüber jedem Sitz (2) einer Taste (1) eine flache Blase (19) in der Form einer Kugelkalotte aufweist, deren Konvexität nach außen gerichtet ist und deren Höhe (h) gleich oder geringfügig größer als die bestimmte Bewegungsstrecke (d) der Taste (1) ist.

2. Schalter-Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das halbstarre Kunststoffmaterial der Membran (18) ein Polycarbonat-Polyester-Copolimerisat vom Typ "Bayfol" (e. Wz.) ist.

3. Schalter-Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe (h) der Kalotte der Blase (19) zu ihrem Basis-Polarkreis (p) zwischen 0,06 und 0,07 liegt.

4. Schalter-Tastatur nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückzone (10) jeder Taste (1) die Form eines Doms aufweist, der in Punktberührung mit dem konkaven Bereich des Gipfels (19′) der Kugelkalotte der flachen Blase (19) ist.

5. Schalter-Tastatur nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) auf die Außenfläche (17) der Frontwand (3) des Bedienungsfeldes aufge­ klebt ist, wobei die Klebzone (20) rings um jede flache Blase (19) in einem bestimmten Abstand (x) vom entsprechenden Basis- Polarkreis (p) endet und dieser Abstand (x) praktisch gleich oder kleiner als ein Achtel der Länge des Durchmessers dieses Basis-Polarkreises ist.

6. Schalter-Tastatur nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz (2) jeder Taste (1) eine Öffnung mit kegelförmig erweitertem Randbereich (21) aufweist.

7. Schalter-Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der kegelförmig erweiterte Randbereich eine Steigung (a) kleiner als neun Grad und vorzugsweise gleich acht Grad auf­ weist.