EP0965899A2 - Fronteinheit für ein elektronisches Gerät - Google Patents

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EP0965899A2 EP99110566A EP99110566A EP0965899A2 EP 0965899 A2 EP0965899 A2 EP 0965899A2 EP 99110566 A EP99110566 A EP 99110566A EP 99110566 A EP99110566 A EP 99110566A EP 0965899 A2 EP0965899 A2 EP 0965899A2
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front cap
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    • H01H2231/026—Car

Definitions

  • the invention relates to a front unit for an electronic device, especially a car radio.
  • buttons that are in corresponding recesses of a front cap are arranged.
  • the key tappets operate switches which, like light-emitting diodes (LEDs), are used for back lighting the buttons are arranged on a circuit board behind the front cap.
  • LEDs light-emitting diodes
  • To generate the necessary restoring force is usually for everyone Key provided an associated return spring that the key according to their Actuation returns to its starting position.
  • the front unit according to the invention for an electronic device, in particular a Car radio with the features of claim 1 has the advantage that the Front cap together with the controls for operating the device as well the flexible membranes for resetting the controls integrally in one Piece can be made. This will reduce the effort and therefore the Cost of assembling the electronic device is significantly reduced. Further establishes the direct connection of the controls with the front cap a membrane without additional tuning a smooth movement of the Controls safe relative to the front cap. Another advantage is that The fact that an opaque membrane any stray light when Backlights of the controls of the front unit are effectively prevented. The completely closed front of the front unit also protects the electronics behind it from moisture or dirt.
  • the front cap and the Controls made of a polycarbonate and the membrane made of an elastomer manufactured. These materials enable an inexpensive and simple Manufacturing in two-component injection molding. To do this, either Tool with multiple nests used or the component is under Sprayed using two different tools.
  • the front cap and the controls are preferably crystal clear Makrolon. The optical properties and the finish of the front cap and the controls can then be determined by the paint used.
  • the underside of the Control elements with an electrically conductive paint.
  • the push button on the Printed circuit board can be dispensed with, which leads to a further considerable cost reduction leads in the manufacture of the front unit.
  • the front unit of an electronic device shown in Fig. 1 enables Operation of an associated electronic device (not shown), especially a car radio.
  • the front unit is usually located on the Front of the car radio and includes elements for controlling the various functions, such as station selection, start / stop playback of a Music cassette / CD etc.
  • Four exemplary control elements are shown in FIG. 1 keys 20 of different sizes are shown, but two or two are also possible Quadruple rockers that combine several functions in one control.
  • the shape of the buttons depends only on the desired design.
  • an elastic membrane 30 Between The keys 20 and the front cap 10 are each according to the invention an elastic membrane 30.
  • the elastic membrane 30 preferably fulfills several functions. On the one hand it allows a movement of the button 20 in a to the front cap 10 in essential vertical direction. On the other hand, it generates when actuated the button 20 the necessary restoring force to return it to the starting position to move back when it is relieved by the operator. Of the mechanical resistance when pressing the button 20 is determined by the shape of the Membrane 30 and the flexibility of the material used is determined. Prefers the membrane 30 is U-shaped in cross section (see FIG. 2). However, a bellows-like design is also conceivable. Since the membrane 30 encloses the key 20 all around, thereby moving the key 20 in the plane of the front cap 10 difficult, while the movement perpendicular to Level of the front cap 10 is facilitated.
  • the front cap 10, the keys 20 and the membrane 30 are preferred in the Injection molding process made from two components. This is done first in one Tool injected the front cap 10. Then the component is in a Another tool implemented and the individual keys injected. Should for Front cap 10 and buttons 20 of the same plastic are used the two steps can be done using a single tool, which has branches in the sprue, perform in one pass. In a further step is the membrane surrounding the keys between the buttons 20 and the front cap 10 are injected and the two buttons thereby integrally connected. The method shown can be used for further spraying operations expand if e.g. the symbols on the buttons or also graphic elements on the cover cap made of a different plastic should be considered as the surrounding material.
  • Polycarbonates are preferably used for the front cap 10 and the keys 20 and preferably used for the membrane 30 elastomers.
  • polycarbonate transparent Makrolon is preferred, so that the light transmission the components are only determined by the paint used, or targeted transparent areas can be set.
  • the front cap 10 and the buttons 20 first eroded, e.g. according to VDI level 24, before a white base coat is applied.
  • the color of the top coat depends on the respective Design requirements, but mostly a black top coat (e.g. available under the trade name RAL 9005).
  • RAL 9005 For illustration the symbols on the keys 20 and possibly the front cap 10 one Glaze (RAL 9002) applied. This ensures that at these points the light for backlighting of the controls can penetrate outwards.
  • connections 43 which are inserted into recesses 11 of the front panel, a Printed circuit board 40 attached, which is aligned parallel to the plane of the front cap 10 is.
  • the connections 42 shown only schematically in Fig. 3 can by Screw connections, rivets, pinning or the like can be realized.
  • On the circuit board 40 are preferably arranged pushbutton switches 41, which by the Backs of the keys 20 (the key tappets) are operated.
  • further light-emitting diodes 42 are provided for backlighting the keys 20, which also enable the device to be operated in the dark.
  • the key switches 41 and the light-emitting diodes 42 are preferably SMD components ("surface mounted device ") to enable a flat design of the front unit. Since the column between the buttons 20 and the front cap 10 by the Diaphragm 30 are covered, the light from the light emitting diodes 42 only falls through - Depending on the design - the translucent areas in the buttons provided for this purpose 20 and the front cap 10.
  • a lamp floods a light guide (block of transparent PC) with light that is coupled out behind the button symbols.
  • This Variant can be more economical depending on the number and location of the buttons.
  • Covering the column with membrane 30 also protects the circuit board 40 and the underlying electronics and mechanics of the device Moisture and pollution.
  • the front unit according to the invention can therefore especially used for radios that are often exposed to the weather are exposed, e.g. in motorcycles or vehicles with removable hood.
  • the Back of the keys 20 on the key plunger an electrically conductive layer of paint preferably applied by printing.
  • the button tappet When operating the button tappet and thus pressed the conductive lacquer layer against two contact surfaces, which are provided on the circuit board 40. This way it becomes immediate an electrical contact is established between the two contact surfaces. Since the Keys together with the circuit board itself the switching function take over, in this embodiment the push button switches 41 are omitted Another cost saving is an even flatter design entire front unit possible.

Abstract

Fronteinheit für ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Autoradio, wobei die Fronteinheit eine Frontkappe (10) und bewegbare Steuerelemente (20) umfaßt, die jeweils über eine Membran (30) integral mit der Frontkappe (10) verbunden sind, so daß die Membran (30) bei einer Bewegung des Steuerelements (20) als Führung und als Rückstellelement dient. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Fronteinheit für ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Autoradio.
Bei bekannten Fronteinheiten für elektronischen Geräte nach dem Stand der Technik erfolgt die Steuerung der Elektronik gewöhnlich über Tasten, die in entsprechenden Aussparungen einer Frontkappe angeordnet sind. Die Tastenstößel betätigen dabei Schalter, die ebenso wie Leuchtdioden (LEDs) zum Hinterleuchten der Tasten auf einer Leiterplatte hinter der Frontkappe angeordnet sind. Zur Erzeugung der notwendigen Rückstellkraft ist dabei üblicherweise für jede Taste eine zugehörige Rückstellfeder vorgesehen, die die Taste nach ihrer Betätigung wieder in ihre Ausgangsposition zurückbringt.
Dabei treten jedoch die folgenden Probleme auf: Die Montage einer solchen Fronteinheit ist außerordentlich aufwendig und damit kostenintensiv, da je nach Gerät viele Tasten mit den entsprechenden Rückstellfedern zwischen der Leiterplatte und der eigentlichen Frontkappe eingesetzt werden müssen. Häufig ist darüber hinaus eine nachträgliche Abstimmung der Mechanik der einzelnen Tasten notwendig, um ein reibungsloses Funktionieren zu gewährleisten. Ein weiteres Problem stellt das Hinterleuchten der Tasten dar. Da die Tasten nicht direkt mit der Frontplatte verbunden sind, dringt durch die zwangsläufig vorhandenen Schlitze Streulicht, das im Dunkeln die Identifizierung einzelner Tasten erschwert.
Nach einem alternativen Ansatz, wie er beispielsweise in der DE 38 31 314 beschrieben ist, wird zwischen der Leiterplatte mit den auf ihr angeordneten Schaltelementen und der Bedienplatte mit ihren integrierten Steuerelementen eine flexible Abdeckmatte aus Silikonkautschuk angeordnet. Die flexible Abdeckmatte weist im Bereich der Schaltelemente angeordnete Tastendome auf, über die die Betätigungselemente auf die Schaltelemente einwirken und die als Rückstellelemente arbeiten.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Fronteinheit für ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Autoradio, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Frontkappe zusammen mit den Steuerelementen zur Bedienung des Geräts sowie den flexiblen Membranen zur Rückstellung der Steuerelemente integral in einem Stück hergestellt werden kann. Dadurch werden der Aufwand und damit die Kosten beim Zusammenbau des elektronischen Geräts deutlich reduziert. Ferner stellt die unmittelbare Verbindung der Steuerelemente mit der Frontkappe durch eine Membran ohne zusätzliche Abstimmung eine problemlose Bewegung der Steuerelemente relativ zur Frontkappe sicher. Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß eine undurchsichtige Membran jegliches Streulicht beim Hinterleuchten der Steuerelemente der Fronteinheit wirksam verhindert. Die völlig geschlossene Vorderseite der Fronteinheit schützt darüber hinaus die dahinterliegende Elektronik vor Feuchtigkeit oder Verschmutzung.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Fronteinheit möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Frontkappe und die Steuerelemente aus einem Polycarbonat und die Membran aus einem Elastomer gefertigt. Diese Materialien ermöglichen eine kostengünstige und einfache Herstellung im Zweikomponenten-Spritzgußverfahren. Dazu wird entweder ein Werkzeug mit mehren Nestern verwendet oder das Bauteil wird unter Verwendung von zwei verschiedenen Werkzeugen gespritzt. Für die Frontkappe und die Steuerelemente wird dabei vorzugsweise glasklares Makrolon verwendet. Die optischen Eigenschaften und das Finish der Frontkappe sowie der Steuerelemente kann dann durch die verwendete Lackierung bestimmt werden.
Bevorzugt ist zum Hinterleuchten der Steuerelemente hinter der Frontkappe eine Leiterplatte mit entsprechend angeordneten LEDs angebracht. Zur Steuerung der Funktionen des Geräts sind auf der Leiterplatte Tastschalter vorgesehen, die durch die Bewegung der mit der Frontkappe verbundenen Steuerelemente betätigt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Unterseite der Steuerelemente mit einem elektrisch leitenden Lack versehen. Beim Bewegen des Steuerelements und dem damit verbundenen Berühren einer entsprechenden Kontaktstelle auf der Leiterplatte wird unmittelbar ein elektrischer Kontakt hergestellt. Bei dieser Ausführungsform kann daher auf die Tastschalter auf der Leiterplatte verzichtet werden, was zu einer weiteren erheblichen Kostenreduzierung bei der Herstellung der Fronteinheit führt.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1
eine Aufsicht auf die Fronteinheit mit vier Steuerelementen von oben;
Fig. 2
einen Längsschnitt durch die Fronteinheit entlang der Linie B-B in Fig. 1; und
Fig. 3
einen Schnitt durch die Fronteinheit entlang der Linie A-A.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Die in Fig. 1 dargestellte Fronteinheit eines elektronischen Geräts ermöglicht die Bedienung eines (nicht dargestellten) zugehörigen elektronischen Geräts, insbesondere eines Autoradios. Die Fronteinheit befindet sich zumeist an der Vorderseite des Autoradios und umfaßt Elemente zur Steuerung der verschiedenen Funktionen, wie Senderanwahl, Start/Stop der Wiedergabe einer Musikkassette/CD etc. Als Steuerelemente sind in Fig. 1 beispielhaft vier verschieden große Tasten 20 gezeigt, ebenso möglich sind jedoch auch Zwei- oder Vierfach-Wippen, die mehrere Funktionen in einem Steuerelement vereinen. Die Form der Tasten richtet sich nur nach dem gewünschten Design. Zwischen den Tasten 20 und der Frontkappe 10 befindet sich erfindungsgemäß jeweils eine elastische Membran 30.
Die elastische Membran 30 erfüllt bevorzugt mehrere Funktionen. Zum einen ermöglicht sie eine Bewegung der Taste 20 in einer zur Frontkappe 10 im wesentlichen senkrechten Richtung. Zum anderen erzeugt sie bei einer Betätigung der Taste 20 die notwendige Rückstellkraft, um sie wieder in die Ausgangsposition zurückzubewegen, wenn sie von der Bedienperson entlastet wird. Der mechanische Widerstand beim Betätigen der Taste 20 wird durch die Form der Membran 30 und die Flexibilität des verwendeten Materials bestimmt. Bevorzugt ist die Membran 30 im Querschnitt U-förmig ausgebildet (vergl. Fig. 2). Denkbar ist jedoch auch eine faltenbalgartige Ausbildung. Da die Membran 30 die Taste 20 ringsum umschließt, wird dadurch eine Bewegung der Taste 20 in der Ebene der Frontkappe 10 erschwert, während die Bewegung senkrecht zur Ebene der Frontkappe 10 erleichtert wird.
Die Frontkappe 10, die Tasten 20 und die Membran 30 werden bevorzugt im Spritzgußverfahren aus zwei Komponenten hergestellt. Dazu wird zuerst in einem Werkzeug die Frontkappe 10 gespritzt. Daraufhin wird das Bauteil in ein weiteres Werkzeug umgesetzt und die einzelnen Tasten gespritzt. Soll für die Frontkappe 10 und die Tasten 20 der gleiche Kunststoff verwendet werden, lassen sich die beiden Schritte unter Verwendung eines einzigen Werkzeuges, das Verzweigungen im Anguß aufweist, in einem Durchgang durchführen. In einem weiteren Arbeitsschritt wird die die Tasten umgebende Membran zwischen die Tasten 20 und die Frontkappe 10 gespritzt und die beiden Tasten dadurch integral verbunden. Das dargestellte Verfahren läßt sich um weitere Spritzvorgänge erweitern, wenn z.B. die Symbole auf den Tasten oder auch graphische Elemente auf der Abdeckkappe aus einem anderen Kunststoff gefertigt werden sollen, als das jeweils umgebende Material.
Für die Frontkappe 10 und die Tasten 20 werden vorzugsweise Polycarbonate und für die Membran 30 bevorzugt Elastomere verwendet. Als Polycarbonat kommt bevorzugt durchsichtiges Makrolon zum Einsatz, so daß die Lichtdurchlässigkeit der Bauteile nur durch den verwendeten Lack bestimmt wird, bzw. gezielt transparente Flächen gesetzt werden können. Zur Erzeugung der gewünschten Oberflächeneigenschaften werden die Frontkappe 10 und die Tasten 20 zuerst erodiert, z.B. nach VDI Stufe 24, bevor ein weißer Unterlack aufgetragen wird. Die Farbe des Decklacks richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen an das Design, meistens wird jedoch ein schwarzer Decklack (z.B. erhältlich unter dem Handelsnamen RAL 9005) verwendet. Zur Darstellung der Symbole wird auf den Tasten 20 und gegebenenfalls der Frontkappe 10 eine Lasur (RAL 9002) aufgetragen. Dadurch wird erreicht, daß an diesen Stellen das Licht zum Hinterleuchten der Bedienelemente nach außen dringen kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist auf der Rückseite der Frontkappe 10 über Verbindungen 43, die in Vertiefungen 11 der Frontplatte eingeführt werden, eine Leiterplatte 40 angebracht, die parallel zur Ebene der Frontkappe 10 ausgerichtet ist. Die in Fig. 3 nur schematisch dargestellten Verbindungen 42 können durch Verschraubungen, Vernietungen, Verstiftungen oder ähnliches realisiert sein. Auf der Leiterplatte 40 sind bevorzugt Tastschalter 41 angeordnet, die durch die Rückseiten der Tasten 20 (den Tastenstößeln) betätigt werden. Bevorzugt sind ferner Leuchtdioden 42 zum Hinterleuchten der Tasten 20 vorgesehen, die auch im Dunkeln eine Bedienung des Geräts ermöglichen. Die Tastschalter 41 und die Leuchtdioden 42 sind bevorzugt als SMD-Bauteile ("surface mounted device") ausgebildet, um eine flache Bauform der Fronteinheit zu ermöglichen. Da die Spalte zwischen den Tasten 20 und der Frontkappe 10 durch die Membran 30 abgedeckt sind, fällt das Licht der Leuchtdioden 42 nur durch die - je nach Design - dafür vorgesehenen lichtdurchlässigen Stellen in den Tasten 20 und der Frontkappe 10.
Es ist jedoch auch eine Hinterleuchtung mit Lampe plus Lichtleiter möglich. Dabei flutet eine Lampe (SMD-Bauform) einen Lichtleiter (Block aus transparentem PC) mit Licht, das hinter den Tastensymbolen ausgekoppelt wird. Diese Variante kann je nach Anzahl und Lage der Tasten wirtschaftlicher sein.
Die Abdeckung der Spalte durch die Membran 30 schützt ferner die Leiterplatte 40 und die dahinterliegende Elektronik und Mechanik des Geräts wirksam vor Feuchtigkeit und Verschmutzung. Die erfindungsgemäße Fronteinheit kann deshalb insbesondere auch für Radios verwendet werden, die häufig Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, z.B. in Motorrädern oder Fahrzeugen mit abnehmbarem Verdeck.
Gemäß einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform wird auf der Rückseite der Tasten 20 auf die Tastenstößel eine elektrisch leitende Lackschicht vorzugsweise durch Drucken aufgebracht. Bei der Bedienung wird der Tastenstößel und damit die leitende Lackschicht gegen zwei Kontaktflächen gedrückt, die auf der Leiterplatte 40 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird unmittelbar ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Kontaktflächen hergestellt. Da die Tasten gemeinsam mit der Leiterplatte somit selbst die Schaltfünktion übernehmen, entfallen in dieser Ausführungsform die Tastschalter 41. Neben einer weiteren Kostenersparnis wird dadurch eine noch flachere Bauform der gesamten Fronteinheit möglich.

Claims (9)

  1. Fronteinheit für ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Autoradio, wobei die Fronteinheit umfaßt:
    a) eine Frontkappe (10);
    b) bewegbare Steuerelemente (20), die jeweils über eine Membran (30) integral mit der Frontkappe (10) verbunden sind;
    c) so daß die Membran (30) bei einer Bewegung des Steuerelements (20) als Führung und als Rückstellelement dient.
  2. Fronteinheit nach Anspruch 1, wobei die Frontkappe (10) und die Steuerelemente (20) durch Zweikomponentenspritzen gefertigt werden.
  3. Fronteinheit nach Anspruch 2, wobei die Frontkappe (10) und die Steuerelemente (20) aus einem Polycarbonat und die Membran (30) aus einem Elastomer gefertigt wird.
  4. Fronteinheit nach Anspruch 3, wobei das Polycarbonat glasklares Makrolon ist.
  5. Fronteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Membran (30) einen U-förmigen oder einen faltenbalgartigen Querschnitt aufweist.
  6. Fronteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fronteinheit ferner eine mit ihr bevorzugt lösbar verbundene Leiterplatte (40) mit Leuchtdioden (42) zum Hinterleuchten der Steuerelemente (20) und der Frontkappe (10) aufweist.
  7. Fronteinheit nach Anspruch 6, wobei auf der Leiterplatte (40) hinter der Frontkappe Tastschalter (41) angeordnet sind, die durch die Bewegung der Steuerelemente (20) betätigt werden.
  8. Fronteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fronteinheit eine mit ihr bevorzugt lösbar verbundene Leiterplatte (40) mit Lampe plus Lichtleiter zum Hinterblenden der Steuerelemente (20) und der Frontkappe (10) aufweist.
  9. Fronteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei auf die Unterseite der Steuerelemente (20) ein elektrisch leitender Lack aufgebracht ist, um beim Berühren der Schalterplatte (40) einen elektrischen Kontakt herzustellen.
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