EP3018681A1 - Flexible switching mat and its use - Google Patents
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- EP3018681A1 EP3018681A1 EP15193344.7A EP15193344A EP3018681A1 EP 3018681 A1 EP3018681 A1 EP 3018681A1 EP 15193344 A EP15193344 A EP 15193344A EP 3018681 A1 EP3018681 A1 EP 3018681A1
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- H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
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- H01H13/704—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by the layers, e.g. by their material or structure
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Definitions
- the present invention relates to a silicone switching mat, in particular for use as a switch component in the automotive sector. Furthermore, the present invention relates to a method for producing such a silicone switching mat and uses of such a silicone switching mat.
- Silicone keypads are often used in automobile keys and switches to provide tactile feedback and to close the electrical contact.
- the switching mat often takes on a sealing function on the circuit board and has integrated light wells to prevent light leakage of the backlighting of the keys.
- Silicone mats are application specific parts and are redesigned and designed for each switch. Today's technology no longer meets the requirements or is too expensive.
- Solid silicone silicone mats in the compression process are the low cost of the press tools and the flexible manufacturing process.
- Solid silicone is available in different grades, but solid silicones have a large hysteresis, which has a negative effect on the life cycles.
- the pressing process is a manual process, many mistakes are made, which leads to rejects and complaints.
- a vulcanization cycle in the press is about 5-10 minutes.
- Safety mats are known from an elastomeric material, wherein contiguous covers are arranged on the top, and also contiguous so-called keypads are arranged underneath.
- the tactile feedback is generated by metal domes located below both layers.
- Material properties for the cover and keypad are not quantified US 2010/0067254 are multi-layered structures on printed circuit boards are known to be provided below the tracks metal dome for generating the tactile feedback, and above each over the entire surface of the circuit board coherently formed layers of different plastic material, in which case no material properties are given.
- the present invention relates to a silicone switching mat for at least partially covering a printed circuit board, wherein the silicone switching mat has at least one button with tactile feedback for generating a contact on the circuit board.
- a silicone keypad has several such keys, in which case with multiple keys in the same silicone keypad these keys are not related to tactile feedback, but are separate individual keys made of a high-quality elastomer.
- the proposed silicone switching mat is characterized in that it comprises a cover area forming the cover of a low-grade elastomer having at least one receiving area, and at least one inserted in the receiving area insertion of a high-quality elastomer.
- a high-quality elastomer of the insert is to be understood as meaning an elastomer having a Shore A hardness of at least 70 and preferably not more than 90, and a tensile strength of at least 300%, preferably of at least 350%.
- the Shore hardness is determined according to DIN 53 505 and the tensile strength according to DIN 53 504 S2.
- the high-quality elastomer is furthermore preferably characterized in that it has a low internal damping.
- the lifetime of a typical dome is in the range of 100,000-500,000 switching cycles, preferably more than 300,000 switching cycles.
- the high quality elastomer preferably has a tear strength of 150%, a typical dome life in the range of 100,000 to 500,000 cycles, preferably more than 300,000 cycles.
- a low-grade elastomer of the cover region is meant a material having a Shore A hardness in the range of 30-80, preferably in the range of 30-60 or of less than 70. Preferably, it has a tensile strength of 70 at a Shore hardness of 70 less than 300%, preferably less than 200%, with the internal damping being high.
- the low-grade elastomer of the cover region is preferably a solid silicone.
- the high quality elastomer of the insert is preferably a liquid silicone or TPU (thermoplastic polyurethane).
- One of the core concepts of the present invention is to selectively produce only those parts of high quality material which actually require the high quality.
- the low-grade material also allows simplified production methods, which are more cost-effective, especially for small series, and accordingly allow adaptation to customer-specific requirements.
- expensive procedures for the processing of the high-quality material can be used selectively then only for the inserting dome.
- the insertion dome does not need to be adapted to the customer's requirements to the same extent.
- a further preferred embodiment of the proposed silicone switching mat is characterized in that the covering area is formed contiguous, and that the respectively the inserting dome are placed on the side facing the circuit board in receiving areas provided for this purpose and are preferably secured therein positively and / or non-positively and / or materially ,
- At least one receiving area can have a bell membrane without tactile feedback and / or elements, in particular in the area of the receiving area arranged parallel to the surface of the printed circuit board, elements, in particular in the form of recesses and / or elevations (for example, one after downwardly directed pin) are arranged, which are provided by engagement in respectively corresponding elevations or depressions (or even passage opening) of the insert, preferably in the deck area, which for positioning and / or attachment of the insert in the Serve recording area.
- the silicone keypad of the present invention need not be continuous as a whole.
- the silicone switching mat in such a way that the covering region has at least one receiving opening in the form of a passage opening for the insertion of an insert, preferably for inserting the insert with its foot region, wherein the receiving opening is preferably stepped and / or a groove or a comb, so that the foot region of the insert can be fixed in a form-fitting manner and forming a closed surface of the silicone switching mat in this area, optionally with the additional aid of a bonding agent.
- a further preferred embodiment of the proposed silicone switching mat is characterized in that the at least one insert has a preferably circumferential and upwardly projecting from a preferably peripheral foot region cone membrane for the generation of a tactile feedback and a cone cone up in a plane parallel to the circuit board partially or completely concluding deck area, wherein on the circuit board facing the underside of the deck area a contact pill attached and / or embedded and / or injected, preferably based on a metal foam, or a conductive ink is applied.
- the insert can also consist of conductive liquid silicone, so that can be completely dispensed with a separate contact pill or a Leitlack.
- Such a silicone switching mat can have at least two, preferably at least 3 or more, keys with tactile feedback in the same silicone switching mat, which are formed by inserting inserts made of high-quality elastomer.
- such a silicone switching mat can additionally comprise at least one further element from the following list: light shaft, pocket for electronic elements, positioning pins, sealing, etc.
- the present invention relates to a method for producing a silicone switching mat, as described above, wherein the method is characterized in particular in that the covering area of the low-grade elastomer separately from the insert or the majority of inserting high-grade elastomer, in particular in a Spray process, is produced, and the Inserted domes inserted into the coverage area and preferably in receiving areas provided therein and / or receiving openings are attached.
- Such a method may be characterized in that the coverage area is designed in an application-specific manner and the insertion diameters are manufactured as a standard component.
- the present invention relates to the use of a silicone switching mat as described above as switches in the automotive sector or in the field of mobile technology, telecommunications technology, in the field of portable computers, etc.
- This safety mat contains optional elements for seals, positioning, light shafts, etc.
- domes only one receptacle for inserting domes is provided in the safety mat.
- the insert domes are made of a high quality elastomer and have a cone diaphragm that generates the force-displacement curve of the button.
- the contact pill is no longer inserted in the safety mat, but is attached to the inserting dome.
- the elastomer for the insert may be a liquid silicone in the hardness of 30-80 ° or 70-90 Shore A or be a TPU or a high-grade solid silicone. Preferred is a liquid silicone in the hardness of 70-80 ° or 70-90 Shore A.
- the inserting domes are fastened in the receptacles provided for this purpose in the safety mat. There are different variants for positioning and fixing the insert dome.
- a variant consists of a hole in the mats base in which the insert dome is fitted and fixed with adhesive (cf. FIG. 3a ).
- a small flange above may provide mechanical attachment.
- dome is mechanically fixed in all directions by means of a joint and a groove (cf. FIG. 3b ).
- a pin (see 3d figure ), which engages in the key top of the insert dome and achieves good adhesion.
- the contact pill in the insert it is also possible to inject an electrically conductive material in the pill area, for example a liquid silicone with a carbon filler.
- an electrically conductive material for example a liquid silicone with a carbon filler.
- a contact pill and the whole Eilegedom can be injected from electrically conductive liquid silicone, thereby eliminating the insertion of a contact pill.
- Application of conductive ink in the contact area is another way of contacting.
- the application-specific safety mat tool is simplified because no more contact pills need to be inserted and the force-displacement curve must be paid no attention. As a result, the shot time at the press can be significantly shortened and there is much less waste.
- the silicone used does not need to fulfill any mechanical properties and can therefore be reduced with a lot of filler.
- the insert domes can be made automatically in a multiple injection mold.
- the contact pills are placed in the cavities by means of robots and the finished parts are automatically removed. This ensures a consistently high quality.
- the high-quality liquid silicone is only used where it has to fulfill a function: in the single dome of the safety mat.
- the key height of the dome can be adjusted to the mounting mat of the installation situation despite standardized Einlegedom by the key top is increased on the recording.
- the force-displacement curve on the geometry of the bell membrane and the Shore hardness of the keypad can be easily varied application specific.
- the stroke of a key can also be increased by sinking the insert dome deeper into the mounting pocket, then in a first actuation phase only the bell diaphragm comes into play, which can be used to bias the key.
- FIG. 1a represents how a dome behaves.
- the path is shown on the x-axis and the corresponding force on the y-axis. If a dome is loaded over a path, the counterforce of the dome increases successively up to a maximum value, the tripping force F1. If this triggering force F1 is exceeded at the distance s1, the force decreases, which is experienced by the user as snapping and ensures exactly the relevant tactile feedback of the dome. The force then reaches a minimum value at the position s2 at the contact force F2. Now continue to press on the dome to ensure a secure contact on the circuit board.
- the upper curve in FIG. 1a represents this triggering.
- the force-displacement diagram follows the lower one Curve.
- the reason for this is that the restoring force is reduced more rapidly at the discharge than at the initial load, the effect being due to the energy converted into heat by internal friction in the molecular structure. Ultimately, this is a hysteresis.
- the force at the position s2 correspondingly passes through a lower minimum value than at the initial load, this restoring force F3, compared with the corresponding force F2 during the load, is a measure of the internal damping.
- High-quality materials have a low internal damping and thus a low hysteresis, considered as the difference between the forces F2 and F3, low-valued materials over a large internal damping and thus a comparatively large hysteresis, ie the difference between the forces F2 and F3 comparatively large.
- the values of damping, each measured against such a standard dome for the high-quality elastomer of preferred masses, are such that the force difference expressed by the difference in forces F2 and F3 (F2 minus F3) is typically less than 0.5 N, preferably less than 0.2 N.
- the force difference, expressed by the difference of the forces F2 and F3 (F2 minus F3) is typically greater than 0.5 N, preferably greater than 0.7 N.
- FIG. 3 shows such a standard dome in different representations.
- a standard dome is produced and the force / travel diagram is determined.
- the force / travel diagram is determined.
- the elastomer is high grade
- such a standard dome is made which determines the force / path diagram, and if the difference in forces F2 and F3 (F2 minus F3) is less than 0.5N, then It is a high-quality elastomer, if greater to a low-grade elastomer.
- This standard dome is, as far as not already shown in the figures, as follows: SMT Silicone Key, key top diameter: 3mm; Contact pill: carbon pill; Key height: 4mm; Stroke (stroke): 1.6mm; Diaphragm angle: 60 °; Membrane thickness: 0.6mm.
- FIG. 1b a silicone switching mat 1 is shown in conventional construction according to the prior art.
- a printed circuit board 3 not shown here, a printed circuit board 3 is arranged substantially completely covering silicone area.
- These are contiguous except for specifically provided openings such as a light well 1d Silicone structure has on both sides depending on a Dom 1a, which is designed as a button with a tactile feedback.
- the dome 1a has a head which is provided for actuation, and this head is connected via a circumferential cone diaphragm 1b to the actual horizontal region of the switching mat.
- a contact pill 1c is attached.
- the tactile feedback and the contacting is done in this conventional silicone switching mat so that is pressed on the head of the respective button, and against the restoring force of the cone diaphragm 1b then the dome, and in particular arranged on the bottom contact pill 1c on the conductor track. 3 pressed down.
- Two spaced-apart conductors are arranged on the conductor track in the region of the contact pill, which conductors are brought into conductive contact upon contact of the contact pill with the conductor track.
- the object of the present invention is to propose an improved silicone switching mat in this connection.
- FIG. 2 a silicone switching mat 1 according to the improved construction according to the present invention is shown.
- a cover region 8 is provided here, which is designed to be continuous with, for example, a light shaft 1d with LED 2 arranged underneath.
- this cover is only intended to cover and seal and to provide positioning assistance and to define a coherent surface. The tactile feedback of the button and the contact are not guaranteed by this cover.
- the cover is made of a relatively low-grade elastomeric material, typically a solid silicone. Accordingly, the cover can be made custom comparatively cheap. However, the cover 8 does not have correspondingly high-quality properties; in particular, if tactile feedbacks are generated from such a material, the corresponding regions could not have high life cycles.
- inserting 4 are provided separately from the cover, which now just made of high quality material and make the tactile feedback available.
- the inserting dome 4 are inserted into corresponding receiving areas, here in the form of bell membranes 1f, the cover.
- corresponding receiving areas here in the form of bell membranes 1f, the cover.
- FIG. 2 As shown construction has the bell membrane 1f in the deck area 1e via a downwardly directed pin. This pin engages in a corresponding recess or opening in the deck area 13 of the insert.
- this recess is formed in the deck area 13 as a passage opening which is closed downwards only by the contact pill 4b.
- the insert domes can be fastened in the cover in different ways. Different variants are in FIG. 2 shown, these variants are all slightly different than the ones in FIG. 2 illustrated with a passage opening in the deck area 13 of the insert.
- FIG. 3a a variant is shown, in which the cover 8 has a passage opening as a receiving opening 11 for the corresponding insert.
- This passage opening of the cover is stepped but formed so that a circumferential notch is formed on the underside, which faces the circuit board.
- the corresponding insert dome can be fitted or pressed with his foot. Again, it is possible to ensure a positive connection for fixing the insert dome.
- the silicone switching mat as a whole, that is cover with inserting dome, forms a closed cover.
- FIG. 3b A variant of this is in FIG. 3b shown. Again, there is a through hole in the cover 8, but this is not only stepped, but the through hole in the coverage area has a circumferential, for Center of the passage-directed ridge.
- the foot of the corresponding dome has a corresponding radially outwardly open groove, and the insert dome can now be positively locked in positive fit in a groove / comb connection in this passage opening under positive engagement.
- FIG. 3c Another simple realization is in Figure 3c shown.
- the bell membrane 1f is provided as a closed bell membrane in the cover.
- the insert 4 is inserted from below into this somewhat formed depression.
- FIG. 2 Another variant is in 3d figure shown.
- This variant is similar to the one in FIG. 2 shown, and it is referred to the description there.
- the deck area 13 of the insert dome In the deck area 13 of the insert dome there is no passage opening, but only one recess. In this depression engages a slightly shorter trained pin of the area 1e of the bell membrane.
- this can be used, for example, to introduce a bonding agent in the appropriate pocket in the deck area 13 of the insert dome 4 before introducing the insert dome in the coverage area, then firmly fasten the insert dome. It is also possible to introduce special components in this area.
- the bell membrane 1f of the coverage area has a slight extension upwards to be inserted, for example, in a depression over the whole device related cover.
- a variant is shown where, instead of a downwardly directed pin in the bell membrane 1f to some extent in a kinematic reversal in the bell membrane a recess is formed and in the deck area 13 of the insert dome an upwardly directed pin. Even so, a frictional attachment of a loading dome in the coverage area with good positioning is possible.
Landscapes
- Push-Button Switches (AREA)
Abstract
Silikonschaltmatte (1) zur wenigstens bereichsweisen Abdeckung einer Leiterplatte (3), wobei die Silikonschaltmatte (1) wenigstens eine Taste (1e, 1f, 4, 4a) mit taktiler Rückmeldung zur Erzeugung eines Kontakts auf der Leiterplatte (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonschaltmatte (1) einen die Abdeckung bildenden Abdeckungsbereich (8) aus einem niederwertigem Elastomer aufweist mit wenigstens einem Aufnahmebereich (4a) sowie wenigstens einen im Aufnahmebereich (4a) eingesetzten Einlegedom (4) aus einem hochwertigen Elastomer. Silicone switching mat (1) for at least partially covering a printed circuit board (3), wherein the silicone switching mat (1) at least one key (1e, 1f, 4, 4a) with tactile feedback for generating a contact on the printed circuit board (3), characterized in that the silicone switching mat (1) has a cover region (8) of a low-grade elastomer having at least one receiving region (4a) and at least one inserting region (4) made of a high-quality elastomer used in the receiving region (4a).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Silikonschaltmatte insbesondere für die Verwendung als Schalterbauteil im Automobilbereich. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Silikonschaltmatte und Verwendungen einer solchen Silikonschaltmatte.The present invention relates to a silicone switching mat, in particular for use as a switch component in the automotive sector. Furthermore, the present invention relates to a method for producing such a silicone switching mat and uses of such a silicone switching mat.
Silikonschaltmatten werden oft in Tasten und Schaltern von Automobilen verwendet zur Erzeugung einer taktilen Rückmeldung und zum Schliessen des elektrischen Kontaktes. Zudem übernimmt die Schaltmatte vielfach eine Dichtfunktion auf der Leiterplatte und hat integrierte Lichtschächte zur Verhinderung von Lichtleckagen der Hinterleuchtung der Tasten.Silicone keypads are often used in automobile keys and switches to provide tactile feedback and to close the electrical contact. In addition, the switching mat often takes on a sealing function on the circuit board and has integrated light wells to prevent light leakage of the backlighting of the keys.
Die Anforderungen von den Kunden stetigen stetig in Bezug auf Lebenszyklen, Toleranzen und taktilen Effekt bei gleichzeitig sinkenden Preisen.The demands from the customers steady steadily in terms of life cycles, tolerances and tactile effect while decreasing prices.
Silikonschaltmatten sind anwendungsspezifische Teile und werden für jeden Schalter neu gestaltet und ausgelegt. Die heutige Technologie wird den Anforderungen nicht mehr gerecht oder ist zu teuer.Silicone mats are application specific parts and are redesigned and designed for each switch. Today's technology no longer meets the requirements or is too expensive.
Die heute in diesem Zusammenhang bekannten Lösungen sind vor allem Silikonschaltmatten aus Festsilikon im Kompressionsverfahren oder Silikonschaltmatten aus Flüssigsilikon im Spritzgussverfahren.The solutions known today in this connection are, in particular, silicone switching mats made of solid silicone in the compression process or silicone switching mats made of liquid silicone by injection molding.
Die Vorteile von Silikonschaltmatten aus Festsilikon im Kompressionsverfahren sind die tiefen Kosten für die Presswerkzeuge und das flexible Herstellverfahren. Festsilikon gibt es in verschiedenen Güteklassen, allerdings haben Festsilikone eine grosse Hysterese, was sich negativ auf die Lebenszyklen auswirkt. Es gibt keine hochwertigen Festsilikone mit einer hohen Shorehärte, was aber für Schaltmatten mit kurzem Hub < 1.2mm nötig wäre um eine gute taktile Rückmeldung und eine hohe Anzahl Schaltzyklen zu erhalten. Da das Pressverfahren ein manueller Prozess ist, entstehen viele Fehler, was zu Ausschuss und Reklamationen führt. Auch liegt ein Vulkanisationszyklus in der Presse bei ca. 5-10 Minuten.The advantages of solid silicone silicone mats in the compression process are the low cost of the press tools and the flexible manufacturing process. Solid silicone is available in different grades, but solid silicones have a large hysteresis, which has a negative effect on the life cycles. There is no high-grade solid silicone with a high Shore hardness, but this would be necessary for switching mats with a short stroke <1.2 mm to get a good tactile feedback and a high number of switching cycles. Since the pressing process is a manual process, many mistakes are made, which leads to rejects and complaints. Also, a vulcanization cycle in the press is about 5-10 minutes.
Bei der Herstellung von Silikonschaltmatten aus Flüssigsilikon im Spritzgussverfahren sind die Werkzeuge ca. Faktor 3 bis 10 teurer als bei Silikonschaltmatten aus Festsilikon im Kompressionsverfahren. Mit Flüssigsilikon ergeben sich bessere Lebenszyklen, durch den automatisierten Prozess können viel engere Produktionstoleranzen realisiert werden und Ausschuss und Fehler sind wesentlich geringer. Flüssigsilikon gibt es auch mit 80 Shore in einer sehr guten Qualität welche Kurzhubschaltmatten mit Hüben von wenigstens 0.5 mm mit sehr guter taktiler Rückmeldung und/oder hohen Kräften ermöglicht. Es werden heute nur relativ kleine Schaltmatten, welche in sehr grossen Stückzahlen laufen, in Flüssigsilikon produziert. Die Schusszeit liegt bei ca. 30 Sekunden.In the production of silicone liquid silicone mats by injection molding The tools are approx.
Aus der
Aus der
Aus der
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Es ist entsprechend unter anderem Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfacher und günstiger herzustellende Silikonschaltmatte mit guten mechanischen Eigenschaften, die sich über eine lange Lebensdauer erhalten, und die auf unterschiedlichste Kundenbedürfnisse ohne hohe Kosten angepasst werden kann.It is accordingly an object of the present invention, a simple and cheaper to manufacture silicone switching mat with good mechanical properties, the Maintained over a long life, and can be adapted to a variety of customer needs without high costs.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Silikonschaltmatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.This object is achieved according to the invention by a silicone switching mat with the features of
Konkret betrifft die vorliegende Erfindung eine Silikonschaltmatte zur wenigstens bereichsweisen Abdeckung einer Leiterplatte, wobei die Silikonschaltmatte wenigstens eine Taste mit taktiler Rückmeldung zur Erzeugung eines Kontakts auf der Leiterplatte aufweist. Typischerweise verfügt eine solche Silikonschaltmatte über mehrere derartige Tasten, wobei dann bei mehreren Tasten in der gleichen Silikonschaltmatte diese Tasten mit taktiler Rückmeldung nicht zusammenhängen, sondern getrennte individuelle Tasten aus einem hochwertigen Elastomer sind.Specifically, the present invention relates to a silicone switching mat for at least partially covering a printed circuit board, wherein the silicone switching mat has at least one button with tactile feedback for generating a contact on the circuit board. Typically, such a silicone keypad has several such keys, in which case with multiple keys in the same silicone keypad these keys are not related to tactile feedback, but are separate individual keys made of a high-quality elastomer.
Die vorgeschlagene Silikonschaltmatte ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen die Abdeckung bildenden Abdeckungsbereich aus einem niederwertigen Elastomer aufweist mit wenigstens einem Aufnahmebereich, sowie wenigstens einen im Aufnahmebereich eingesetzten Einlegedom aus einem hochwertigen Elastomer.The proposed silicone switching mat is characterized in that it comprises a cover area forming the cover of a low-grade elastomer having at least one receiving area, and at least one inserted in the receiving area insertion of a high-quality elastomer.
Unter einem hochwertigen Elastomer des Einlegedoms ist dabei ein Elastomer mit einer Shore A-Härte von wenigstens 70 und vorzugsweise von höchstens 90, und einer Reissfestigkeit von wenigstens 300 % zu verstehen, vorzugsweise von wenigstens 350 %. Dabei wird jeweils in dieser Anmeldung die Shore Härte nach DIN 53 505 bestimmt und die Reissfestigkeit nach DIN 53 504 S2. Das hochwertige Elastomer ist weiterhin bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass es eine geringe innere Dämpfung aufweist. Die Lebensdauer eines typischen Domes liegt im Bereich von 100'000-500'000 Schaltzyklen, vorzugsweise mehr als 300'000 Schaltzyklen. Bei einer Shore A-Härte von 80 verfügt das hochwertige Elastomer vorzugsweise über eine Reissfestigkeit von 150 %, eine Lebensdauer eines typischen Domes im Bereich von 100'000-500'000 Zyklen, vorzugsweise mehr als 300'000 Schaltzyklen.A high-quality elastomer of the insert is to be understood as meaning an elastomer having a Shore A hardness of at least 70 and preferably not more than 90, and a tensile strength of at least 300%, preferably of at least 350%. In each case in this application, the Shore hardness is determined according to DIN 53 505 and the tensile strength according to DIN 53 504 S2. The high-quality elastomer is furthermore preferably characterized in that it has a low internal damping. The lifetime of a typical dome is in the range of 100,000-500,000 switching cycles, preferably more than 300,000 switching cycles. With a Shore A hardness of 80, the high quality elastomer preferably has a tear strength of 150%, a typical dome life in the range of 100,000 to 500,000 cycles, preferably more than 300,000 cycles.
Unter einem niederwertigen Elastomer des Abdeckungsbereichs ist ein Material zu verstehen mit einer Shore A-Härte im Bereich von 30-80, vorzugsweise im Bereich von 30 - 60 oder von weniger als 70. Bevorzugtermassen verfügt es bei einer Shore Härte von 70 über eine Reissfestigkeit von weniger als 300 %, vorzugsweise von weniger als 200 %, wobei die innere Dämpfung hoch ist.By a low-grade elastomer of the cover region is meant a material having a Shore A hardness in the range of 30-80, preferably in the range of 30-60 or of less than 70. Preferably, it has a tensile strength of 70 at a Shore hardness of 70 less than 300%, preferably less than 200%, with the internal damping being high.
Beim niederwertigem Elastomer des Abdeckungsbereichs handelt es sich vorzugsweise um ein Festsilikon.The low-grade elastomer of the cover region is preferably a solid silicone.
Beim hochwertigen Elastomer des Einlegedoms handelt es sich vorzugsweise um ein Flüssigsilikon oder TPU (thermoplastisches Polyurethan).The high quality elastomer of the insert is preferably a liquid silicone or TPU (thermoplastic polyurethane).
Eine der Kerngedanken der vorliegenden Erfindung besteht darin, selektiv nur jene Teile aus hochwertigem Material herzustellen, die die Hochwertigkeit auch tatsächlich erfordern. Für die mechanische Haltbarkeit und für die taktile Rückmeldung reicht es, bei einer derartigen Silikonschaltmatte den respektive die Einlegedome aus dem hochwertigen Material herzustellen und den Rest der Silikonschaltmatte aus einem niederwertigen Material. Das niederwertigen Material erlaubt zusätzlich vereinfachte Herstellungsmethoden, die insbesondere bei kleinen Serien günstiger sind und entsprechend eine Anpassung an die kundenspezifischen Anforderungen ermöglichen. Die auf der anderen Seite teuren Verfahren für die Verarbeitung des hochwertigen Materials können selektiv dann nur noch für den Einlegedom eingesetzt werden. Der Einlegedom auf der anderen Seite braucht nicht im gleichen Masse an die kundenspezifischen Anforderungen angepasst werden. Für verschiedene taktile Rückmeldungen können Einlegedome aus unterschiedlichen Materialien aber immer mit den gleichen geometrischen Abmessungen vorgefertigt werden, und dann für verschiedenste kundenspezifische Anwendungen, jeweils mit individuellen Abdeckungsbereichen, eingesetzt werden. Dies ist überraschenderweise möglich, ohne eine Einbusse gegenüber der Situation in Kauf nehmen zu müssen, bei welcher die ganze Silikonschaltmatte aus dem hochwertigen Material gefertigt ist.One of the core concepts of the present invention is to selectively produce only those parts of high quality material which actually require the high quality. For the mechanical durability and for the tactile feedback it is sufficient to produce in such a silicone switching mat respectively the insertion of the high-quality material and the rest of the silicone switching mat of a low-grade material. The low-grade material also allows simplified production methods, which are more cost-effective, especially for small series, and accordingly allow adaptation to customer-specific requirements. The on the other hand expensive procedures for the processing of the high-quality material can be used selectively then only for the inserting dome. On the other hand, the insertion dome does not need to be adapted to the customer's requirements to the same extent. However, for different tactile feedbacks, insert geometries of different materials can always be prefabricated with the same geometric dimensions, and then used for a wide variety of custom applications, each with individual coverage areas. This is surprisingly possible to have to accept without a loss compared to the situation in which the whole silicone switching mat is made of the high quality material.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorgeschlagenen Silikonschaltmatte ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckungsbereich zusammenhängend ausgebildet ist, und dass der respektive die Einlegedome auf der der Leiterplatte zugewandten Seite in dazu vorgesehene Aufnahmebereiche eingelegt werden und vorzugsweise darin formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt werden.A further preferred embodiment of the proposed silicone switching mat is characterized in that the covering area is formed contiguous, and that the respectively the inserting dome are placed on the side facing the circuit board in receiving areas provided for this purpose and are preferably secured therein positively and / or non-positively and / or materially ,
Bei einem solchen zusammenhängenden Abdeckungsbereich kann wenigstens ein Aufnahmebereich eine Glocken-Membrane ohne taktile Rückmeldung aufweisen und/oder es können, insbesondere im parallel zur Fläche der Leiterplatte angeordneten Bereich des Aufnahmebereichs, Elemente, insbesondere in Form von Vertiefungen und/oder Erhöhungen (beispielsweise ein nach unten gerichteter Zapfen) angeordnet werden, welche durch Eingriff in respektive von korrespondierenden Erhöhungen respektive Vertiefungen (oder sogar Durchgangsöffnung) des Einlegedoms, vorzugsweise in dessen Deckbereich, vorgesehen sind, welche zur Positionierung und/oder Befestigung des Einlegedoms im Aufnahmebereich dienen.In such a contiguous coverage area, at least one receiving area can have a bell membrane without tactile feedback and / or elements, in particular in the area of the receiving area arranged parallel to the surface of the printed circuit board, elements, in particular in the form of recesses and / or elevations (for example, one after downwardly directed pin) are arranged, which are provided by engagement in respectively corresponding elevations or depressions (or even passage opening) of the insert, preferably in the deck area, which for positioning and / or attachment of the insert in the Serve recording area.
Die Silikonschaltmatte nach der vorliegenden Erfindung braucht aber nicht als Ganzes zusammenhängend zu sein. So ist es entsprechend einer alternativen Ausführungsform möglich, die Silikonschaltmatte so auszubilden, dass der Abdeckungsbereich wenigstens eine Aufnahmeöffnung in Form einer Durchgangsöffnung für das Einsetzen eines Einlegedoms aufweist, vorzugsweise zum Einsetzen des Einlegedoms mit seinem Fussbereich, wobei die Aufnahmeöffnung vorzugsweise gestuft ausgebildet ist und/oder eine Nut oder einen Kamm aufweist, sodass der Fussbereich des Einlegedom formschlüssig und unter Ausbildung einer geschlossenen Fläche der Silikonschaltmatte in diesem Bereich befestigt werden kann, gegebenenfalls unter zusätzlicher Zuhilfenahme eines Haftvermittlers.However, the silicone keypad of the present invention need not be continuous as a whole. Thus, according to an alternative embodiment, it is possible to design the silicone switching mat in such a way that the covering region has at least one receiving opening in the form of a passage opening for the insertion of an insert, preferably for inserting the insert with its foot region, wherein the receiving opening is preferably stepped and / or a groove or a comb, so that the foot region of the insert can be fixed in a form-fitting manner and forming a closed surface of the silicone switching mat in this area, optionally with the additional aid of a bonding agent.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorgeschlagenen Silikonschaltmatte ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einlegedom eine vorzugsweise umlaufende und von einem vorzugsweise umlaufenden Fussbereich nach oben abstehende Konusmembrane für die Erzeugung einer taktilen Rückmeldung aufweist sowie einen die Konusmembrane nach oben in einer Ebene parallel zur Leiterplatte teilweise oder vollständig abschliessenden Deckbereich, wobei auf der der Leiterplatte zugewandten Unterseite des Deckbereichs eine Kontaktpille befestigt und/oder eingebettet und/oder eingespritzt ist, vorzugsweise auf Basis eines Metallschaums, oder ein Leitlack aufgebracht ist.A further preferred embodiment of the proposed silicone switching mat is characterized in that the at least one insert has a preferably circumferential and upwardly projecting from a preferably peripheral foot region cone membrane for the generation of a tactile feedback and a cone cone up in a plane parallel to the circuit board partially or completely concluding deck area, wherein on the circuit board facing the underside of the deck area a contact pill attached and / or embedded and / or injected, preferably based on a metal foam, or a conductive ink is applied.
Der Einlegedom kann auch aus leitfähigem Flüssigsilikon bestehen, so dass auf eine separate Kontaktpille oder einen Leitlack ganz verzichtet werden kann.The insert can also consist of conductive liquid silicone, so that can be completely dispensed with a separate contact pill or a Leitlack.
Eine solche Silikonschaltmatte kann wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens 3 oder mehr, Tasten mit taktiler Rückmeldung in der gleichen Silikonschaltmatte aufweisen, welche durch eingesetzte Einlegedome aus hochwertigem Elastomer gebildet werden. Eine solche Silikonschaltmatte kann zudem zusätzlich wenigstens ein weiteres Element aus folgender Liste integriert aufweisen: Lichtschacht, Tasche für Elektronikelemente, Positionierzapfen, Abdichtung, etc.Such a silicone switching mat can have at least two, preferably at least 3 or more, keys with tactile feedback in the same silicone switching mat, which are formed by inserting inserts made of high-quality elastomer. In addition, such a silicone switching mat can additionally comprise at least one further element from the following list: light shaft, pocket for electronic elements, positioning pins, sealing, etc.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Silikonschaltmatte, wie sie oben beschrieben wurde, wobei das Verfahren insbesondere, dadurch gekennzeichnet ist, dass der Abdeckungsbereich aus dem niederwertigem Elastomer separat vom Einlegedom oder der Mehrzahl der Einlegedome aus hochwertigem Elastomer, insbesondere in einem Spritzverfahren, hergestellt wird, und die Einlegedome in den Abdeckungsbereich eingesetzt und vorzugsweise in darin vorgesehenen Aufnahmebereichen und/oder Aufnahmeöffnungen befestigt werden.Furthermore, the present invention relates to a method for producing a silicone switching mat, as described above, wherein the method is characterized in particular in that the covering area of the low-grade elastomer separately from the insert or the majority of inserting high-grade elastomer, in particular in a Spray process, is produced, and the Inserted domes inserted into the coverage area and preferably in receiving areas provided therein and / or receiving openings are attached.
Ein solches Verfahren kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Abdeckungsbereich anwendungsspezifisch ausgelegt wird, und die Einlegedome als Standardbauteil gefertigt werden.Such a method may be characterized in that the coverage area is designed in an application-specific manner and the insertion diameters are manufactured as a standard component.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Silikonschaltmatte wie oben beschrieben als Schalter im Automobilbereich oder im Bereich der Mobilfunktechnologie, Telekommunikationstechnologie, im Bereich der tragbaren Computer, etc.Moreover, the present invention relates to the use of a silicone switching mat as described above as switches in the automotive sector or in the field of mobile technology, telecommunications technology, in the field of portable computers, etc.
Zusammenfassend lässt sich folgendes festhalten:
- Die anwendungsspezifische Schaltmatte wird aus einem kostengünstigen Elastomer hergestellt. Dieses Elastomer kann ein Festsilikon sein in der Härte 30-80° Shore A oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Bevorzugt wird ein Festsilikon mit 60-70° Shore A.
- The application-specific switching mat is made from a low-cost elastomer. This elastomer may be a solid silicone in the hardness 30-80 ° Shore A or a thermoplastic elastomer (TPE). Preferred is a solid silicone with 60-70 ° Shore A.
Diese Schaltmatte enthält optionale Elemente für Abdichtungen, Positionierungen, Lichtschächte etc. Anstelle von Domen wird in der Schaltmatte nur eine Aufnahme für Einlegedome vorgesehen. In diese Aufnahme werden hochwertige Einlegedome eingesetzt. Die Einlegedome werden aus einem hochwertigen Elastomer hergestellt und haben eine Konus-Membrane, welche die Kraft-Weg Kurve der Taste generiert. Die Kontaktpille ist nicht mehr in der Schaltmatte eingelegt, sondern ist am Einlegedom angebracht. Das Elastomer für den Einlegedom kann ein Flüssigsilikon in der Härte von 30-80° oder von 70-90 Shore A sein oder ein TPU oder ein hochwertiges Festsilikon sein. Bevorzugt wird ein Flüssigsilikon in der Härte von 70-80° oder von 70-90 Shore A.This safety mat contains optional elements for seals, positioning, light shafts, etc. Instead of domes, only one receptacle for inserting domes is provided in the safety mat. In this recording high-quality insert dome are used. The insert domes are made of a high quality elastomer and have a cone diaphragm that generates the force-displacement curve of the button. The contact pill is no longer inserted in the safety mat, but is attached to the inserting dome. The elastomer for the insert may be a liquid silicone in the hardness of 30-80 ° or 70-90 Shore A or be a TPU or a high-grade solid silicone. Preferred is a liquid silicone in the hardness of 70-80 ° or 70-90 Shore A.
Die Einlegedome werden in dafür vorgesehenen Aufnahmen in der Schaltmatte befestigt. Es gibt verschiedene Varianten zum Positionieren und Befestigen der Einlegedome.The inserting domes are fastened in the receptacles provided for this purpose in the safety mat. There are different variants for positioning and fixing the insert dome.
Eine Variante besteht aus einem Loch in der Schaltmattenbasis in welches der Einlegedom eingepasst und mit Kleber befestigt wird (vergleiche
Eine weitere Variante ist ähnlich, nur dass hier der Dom mittels einer Fuge und einer Nute mechanisch in alle Richtungen fixiert wird (vergleiche
Bevorzugt wird eine weitere Variante, wo der Einlegedom in eine geschlossene Tasche der Schaltmatte eingelegt wird (vergleiche
Im Kopf der Tasche kann bevorzugt ein Pin angebracht werden (vergleiche
Aber auch eine Klebeverbindung (vergleiche
Optional zu der Kontaktpille im Einlegedom kann auch ein elektrisch leitendes Material im Pillenbereich eingespritzt werden, beispielsweise ein Flüssigsilikon mit Karbonfüller. Anstelle einer Kontaktpille kann auch der ganze Eilegedom aus elektrisch leitfähigem Flüssigsilikon gespritzt werden, dadurch entfällt das Einlegen einer Kontaktpille. Aufbringen von Leitlack im Kontaktbereich ist eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung.As an option to the contact pill in the insert, it is also possible to inject an electrically conductive material in the pill area, for example a liquid silicone with a carbon filler. Instead of a contact pill and the whole Eilegedom can be injected from electrically conductive liquid silicone, thereby eliminating the insertion of a contact pill. Application of conductive ink in the contact area is another way of contacting.
Das anwendungsspezifische Schaltmattenwerkzeug vereinfacht sich, weil keine Kontaktpillen mehr eingelegt werden müssen und der Kraft-Weg Kurve keine Beachtung geschenkt werden muss. Dadurch kann die Schusszeit an der Presse wesentlich verkürzt werden und es entsteht wesentlich weniger Ausschuss. Das verwendete Silikon braucht keine mechanischen Eigenschaften zu erfüllen und kann dementsprechend mit viel Füller vergünstigt werden.The application-specific safety mat tool is simplified because no more contact pills need to be inserted and the force-displacement curve must be paid no attention. As a result, the shot time at the press can be significantly shortened and there is much less waste. The silicone used does not need to fulfill any mechanical properties and can therefore be reduced with a lot of filler.
Die Einlegedome können in einem Mehrfach-Spritzgusswerkzeug automatisch hergestellt werden. Die Kontaktpillen werden mittels Roboter in die Kavitäten gelegt und die Fertigen Teile werden automatisch entnommen. Dadurch kann eine gleichbleibende hohe Qualität sichergestellt werden. Das hochwertige Flüssigsilikon wird nur da eingesetzt wo es eine Funktion erfüllen muss: im einzelnen Dom der Schaltmatte.The insert domes can be made automatically in a multiple injection mold. The contact pills are placed in the cavities by means of robots and the finished parts are automatically removed. This ensures a consistently high quality. The high-quality liquid silicone is only used where it has to fulfill a function: in the single dome of the safety mat.
Bei einer Befestigungsvariante kann die Tastenhöhe der Dome trotz standardisiertem Einlegedom an der Schaltmatte der Einbausituation angepasst werden indem der Tastenkopf auf der Aufnahme erhöht wird.In a mounting variant, the key height of the dome can be adjusted to the mounting mat of the installation situation despite standardized Einlegedom by the key top is increased on the recording.
Auch kann die Kraft-Weg Kurve über die Geometrie der Glocken-Membrane und die Shorehärte der Schaltmatte anwendungsspezifisch leicht variiert werden.Also, the force-displacement curve on the geometry of the bell membrane and the Shore hardness of the keypad can be easily varied application specific.
Der Hub einer Taste kann auch erhöht werden, indem der Einlegedome tiefer in der Befestigungstasche versenkt wird, dann kommt in einer ersten Betätigungsphase nur die Glocken-Membrane zum Tragen was für eine Vorspannung der Taste verwendet werden kann.The stroke of a key can also be increased by sinking the insert dome deeper into the mounting pocket, then in a first actuation phase only the bell diaphragm comes into play, which can be used to bias the key.
Durch unterschiedliche Einsätze im Spritzgusswerkzeug können unterschiedliche Konus-Membran Geometrien für die Einlegedome realisiert werden, das ohne enorme Investitionen in das Spritzgusswerkzeug. Das Stammwerkzeug bleibt bestehen und auch das Laden der Kontaktpillen und Entnehmen der fertigen Dome bleibt gleich.Through different uses in the injection molding tool, different cone-diaphragm geometries can be realized for the insertion dome, without enormous investment in the injection molding tool. The master tool remains and also the loading of the contact pills and removal of the finished dome remains the same.
Die wichtigsten Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Das höherwertige Flüssigsilikon oder TPU ermöglicht höhere Schaltzyklen und ein besseres taktiles Gefühl bei kürzerem Hub als das mit Festsilikonschaltmatten möglich wäre;
- Die Qualität wird durch den vollautomatischen Spritzgiessprozess wesentlich verbessert, die Membrandicke schwankt weniger, die Kontaktpillen werden von Roboter eingelegt, die Härte und Vulkanisation und Einspritzgewicht wird automatisch überwacht;
- Werkzeugkosten für projektspezifische Schaltmatte wird reduziert, es fallen nur einmalig Kosten an für das Spritzgusswerkzeug des Einlegedomes;
- Teilekosten werden reduziert, weil der Volumenanteil des hochwertigen Materials deutlich reduziert wird.
- The higher-quality liquid silicone or TPU allows higher switching cycles and a better tactile feel at a shorter stroke than would be possible with solid silicone switching mats;
- The quality is significantly improved by the fully automatic injection molding process, the membrane thickness fluctuates less, the contact pills are inserted by robots, the hardness and vulcanization and injection weight is automatically monitored;
- Tool costs for project-specific switching mat are reduced, there are only once costs for the injection molding tool of the inserting dome;
- Parts costs are reduced because the volume fraction of the high-quality material is significantly reduced.
Als beispielhafte Anwendung lassen sich folgende aufführen:
- Schaltmatten für Tasten im Automobil wie Fensterheber, Spiegelversteller, Start-Stopp Tasten, Autoradio etc.
- Safety mats for buttons in automobiles such as window regulators, mirror adjusters, start-stop buttons, car radio etc.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are given in the dependent claims.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- in a) ein Kraft-Weg Diagramm für einen Dom mit innerer Dämpfung und in b) eine Silikonschaltmatte nach dem Stand der Technik;
- Fig. 2
- eine Silikonschaltmatte mit separatem Abdeckungsbereich und in dieser Schnittdarstellung zwei aus einem hochwertigen Elastomer gefertigten Einlegedome;
- Fig. 3
- Schnittdarstellungen von verschiedenen Anordnungen von Einlegedomen in einem Abdeckungsbereich, wobei in a) die Anordnung eines Einlegedoms in einer gestuften Durchgangsöffnung als Aufnahmebereich im Abdeckungsbereich dargestellt ist, in b) die Anordnung eines Einlegedoms in einer Durchgangsöffnung mit einem umlaufenden Kamm, der in eine umlaufende Nut im Fussbereich des Einlegedoms eingreift, dargestellt ist, in c) die Anordnung eines Einlegedoms in einem zusammenhängenden Abdeckungsbereich ohne spezielle Strukturierung der Glocken-Membrane des Abdeckungsbereichs, in d) eine Glocken-Membrane mit einem nach unten ab stehenden Zapfen zur Positionierung des Einlegedoms dargestellt ist, in e) eine Glocken-Membrane mit einer zentralen Verdickung dargestellt ist und in f) eine Glocken-Membrane in besonders dünner und auf die Kontur des Einlegedoms angepasster Struktur;
- Fig. 4
- zeigt einen Standard-Dom, wie er für die Bestimmung des Kraft/Wegdiagramms respektive der inneren Dämpfungseigenschaften des entsprechenden Materials eingesetzt wird, wobei in a) eine Ansicht von unten, in b)
eine 1. Seitenansicht, in c)eine 2. Seitenansicht, in d) eine Sicht von oben, in e) eine perspektivische Ansicht von schräg oben, in f) eine perspektivische Ansicht von schräg unten und in g) eine zentrale Schnittdarstellung gegeben ist.
- Fig. 1
- in a) a force-displacement diagram for a dome with internal damping and in b) a silicone switching mat according to the prior art;
- Fig. 2
- a silicone keypad with a separate cover area and in this sectional view two insert domes made of a high quality elastomer;
- Fig. 3
- Sectional views of various arrangements of insertion dome in a coverage area, wherein in a) the arrangement of an inserting dome in a stepped through hole as a receiving area in B) the arrangement of an inserting dome in a passage opening with a circumferential ridge which engages in a circumferential groove in the foot region of the inserting dome, c) the arrangement of an inserting dome in a continuous covering area without special structuring of the bells Diaphragm of the cover area, in d) a bell membrane is shown with a downwardly projecting pin for positioning the insert, in e) a bell membrane is shown with a central thickening and in f) a bell membrane in particularly thin and structure adapted to the contour of the insertion point;
- Fig. 4
- shows a standard dome, as it is used for the determination of the force / path diagram or the internal damping properties of the corresponding material, wherein in a) a view from below, in b) a first side view, in c) a second side view, in d) a view from above, in e) a perspective view obliquely from above, in f) a perspective view obliquely from below and in g) a central sectional view is given.
Wie oben erwähnt verfügt das hochwertige Elastomer über eine geringe innere Dämpfung. Auf der anderen Seite verfügt das niederwertige Elastomer über eine vergleichsweise grosse innere Dämpfung. Um dies im vorliegenden Zusammenhang hinsichtlich der relevanten Eigenschaften zu erläutern muss zunächst auf ein Kraft-Weg Diagramm gemäss
Wird nun der Dom wieder losgelassen, so folgt das Kraft-Wegdiagramm der unteren Kurve. Grund dafür ist, dass die Rückstellkraft sich rascher bei der Entlastung verringert als bei der anfänglichen Belastung, der Effekt ist auf die durch innere Reibung im Molekulargefüge in Wärme umgesetzte Energie zurückzuführen. Letzten Endes handelt es sich dabei um eine Hysterese. Bei der Rückführung durchläuft die Kraft bei der Position s2 entsprechend einen niedrigeren Minimalwert als bei der anfänglichen Belastung, diese Rückstellkraft F3, verglichen mit der entsprechenden Kraft F2 bei der Belastung, ist ein Mass für die innere Dämpfung. Hochwertige Materialien verfügen über eine geringe innere Dämpfung und damit über eine geringe Hysterese, betrachtet als Differenz zwischen den Kräften F2 und F3, niederwertige Materialien über eine grosse innere Dämpfung und damit über eine vergleichsweise grosse Hysterese, d.h. die Differenz zwischen den Kräften F2 und F3 ist vergleichsweise gross.When the dome is released, the force-displacement diagram follows the lower one Curve. The reason for this is that the restoring force is reduced more rapidly at the discharge than at the initial load, the effect being due to the energy converted into heat by internal friction in the molecular structure. Ultimately, this is a hysteresis. In the feedback, the force at the position s2 correspondingly passes through a lower minimum value than at the initial load, this restoring force F3, compared with the corresponding force F2 during the load, is a measure of the internal damping. High-quality materials have a low internal damping and thus a low hysteresis, considered as the difference between the forces F2 and F3, low-valued materials over a large internal damping and thus a comparatively large hysteresis, ie the difference between the forces F2 and F3 comparatively large.
Für die in der vorliegenden Anwendung interessanten Materialien sind die Werte der Dämpfung, jeweils gemessen an einem solchen Standard-Dom für das hochwertige Elastomer bevorzugter Massen derart, dass der Kraftunterschied, ausgedrückt durch die Differenz der Kräfte F2 und F3 (F2 minus F3), typischerweise kleiner ist als 0.5 N, vorzugsweise kleiner als 0.2 N. Beim niederwertigen Elastomer ist der Kraftunterschied, ausgedrückt durch die Differenz der Kräfte F2 und F3 (F2 minus F3) typischerweise grösser als 0.5 N, vorzugsweise grösser als 0.7 N.For the materials of interest in the present application, the values of damping, each measured against such a standard dome for the high-quality elastomer of preferred masses, are such that the force difference expressed by the difference in forces F2 and F3 (F2 minus F3) is typically less than 0.5 N, preferably less than 0.2 N. For the low-grade elastomer, the force difference, expressed by the difference of the forces F2 and F3 (F2 minus F3), is typically greater than 0.5 N, preferably greater than 0.7 N.
In
Die taktile Rückmeldung und die Kontaktierung geschieht bei dieser konventionellen Silikonschaltmatte so, dass auf dem Kopf des jeweiligen Knopfes gedrückt wird, und gegen die Rückstellkraft der Konus-Membrane 1b wird dann der Dom, und insbesondere die auf der Unterseite angeordnete Kontaktpille 1c auf die Leiterbahn 3 hinunter gedrückt. Auf der Leiterbahn sind im Bereich der Kontaktpille zwei voneinander beabstandete Leiter angeordnet, die bei Kontakt der Kontaktpille mit der Leiterbahn in leitfähigen Kontakt gebracht werden.The tactile feedback and the contacting is done in this conventional silicone switching mat so that is pressed on the head of the respective button, and against the restoring force of the
Nachteilig an solchen Silikonschaltmatten nach dem Stand der Technik ist, dass sie als ganzes, wenn hochwertige Anforderungen erfüllt werden sollen, aus einem hochwertigen Material für die taktile Rückmeldung geeigneten gefertigt werden müssen. Dies erzeugt hohe Kosten und ist insbesondere bei der üblicherweise kundenspezifischen Anpassung unangenehm.A disadvantage of such silicone switching mats according to the prior art is that they as a whole, if high-quality requirements are to be met, must be made suitable from a high-quality material for the tactile feedback. This creates high costs and is uncomfortable, especially in the custom customization.
Wie oben dargelegt ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, in diesem Zusammenhang eine verbesserte Silikonschaltmatte vorzuschlagen.As stated above, the object of the present invention is to propose an improved silicone switching mat in this connection.
In
Die Abdeckung besteht aus einem vergleichsweise niederwertigen Elastomer-Material, typischerweise aus einem Festsilikon. Entsprechend kann die Abdeckung kundenspezifisch vergleichsweise günstig hergestellt werden. Die Abdeckung 8 verfügt aber entsprechend nicht über hochwertige Eigenschaften, insbesondere könnten, wenn taktile Rückmeldungen aus einem solchen Material erzeugt werden, die entsprechenden Bereiche keine hohen Lebenszyklen aufweisen.The cover is made of a relatively low-grade elastomeric material, typically a solid silicone. Accordingly, the cover can be made custom comparatively cheap. However, the cover 8 does not have correspondingly high-quality properties; in particular, if tactile feedbacks are generated from such a material, the corresponding regions could not have high life cycles.
Entsprechend sind separat von der Abdeckung 8 Einlegedome 4 vorgesehen, die nun eben aus hochwertigem Material bestehen und die taktile Rückmeldung zur Verfügung stellen. Die Einlegedome 4 werden in entsprechende Aufnahmebereiche, hier in Form von Glocken-Membranen 1f, der Abdeckung eingelegt. Bei der in
Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäss
Die Einlegedome können in der Abdeckung auf unterschiedlicher Weise befestigt werden. Verschiedene Varianten sind in
In
Eine Variante davon ist in
Eine weitere einfache Realisierung ist in
Noch eine weitere Variante ist in
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Silikonschaltmatte (1) einen die Abdeckung bildenden Abdeckungsbereich (8) aus einem niederwertigem Elastomer aufweist mit wenigstens einem Aufnahmebereich (4a) sowie wenigstens einen im Aufnahmebereich (4a) eingesetzten Einlegedom (4) zur Erzeugung der taktilen Rückmeldung aus einem hochwertigen Elastomer.Silicone switching mat (1) for at least partially covering a printed circuit board (3), wherein the silicone switching mat (1) at least one key (1e, 1f, 4, 4a) with tactile feedback for generating a contact on the circuit board (3),
characterized in that
the silicone switching mat (1) has a cover region (8) of a low-grade elastomer having at least one receiving area (4a) and at least one inserting area (4a) inserted in the receiving area (4a) for generating the tactile feedback from a high-quality elastomer.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH17352014 | 2014-11-10 |
Publications (1)
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EP15193344.7A Withdrawn EP3018681A1 (en) | 2014-11-10 | 2015-11-06 | Flexible switching mat and its use |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20161112 |