EP3018681A1 - Flexible switching mat and its use - Google Patents

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Publication number
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
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
silicone
switching mat
dome
insert
elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15193344.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Keist
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Abatek International AG
Original Assignee
Abatek International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abatek International AG filed Critical Abatek International AG
Publication of EP3018681A1 publication Critical patent/EP3018681A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70Switches 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
    • H01H13/702Switches 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
    • H01H13/704Switches 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2209/00Layers
    • H01H2209/002Materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2209/00Layers
    • H01H2209/004Depressions or protrusions on switch sites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2209/00Layers
    • H01H2209/068Properties of the membrane
    • H01H2209/074Properties of the membrane elastomeric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2221/00Actuators
    • H01H2221/002Actuators integral with membrane
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2229/00Manufacturing

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.

Figure imgaf001
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).
Figure imgaf001

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

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.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

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. factor 3 to 10 more expensive than with silicone switching mats made of solid silicone in the compression method. With liquid silicone, there are better life cycles, the automated process allows much tighter production tolerances to be realized, and rejects and errors are much lower. Liquid silicone is also available with 80 Shore in a very good quality which Kurzhubschaltmatten with strokes of at least 0.5 mm with very good tactile feedback and / or high forces possible. Today only relatively small safety mats, which run in very large numbers, are produced in liquid silicone. The shooting time is about 30 seconds.

Aus der EP 1662527 sind Schaltmatten aus einem Elastomer-Material bekannt, wobei zusammenhängende Abdeckungen auf der Oberseite angeordnet sind, und ebenfalls zusammenhängende so genannte Keypads darunter angeordnet sind. Die taktile Rückmeldung wird erzeugt durch Metalldome , die unterhalb beider Schichten angeordnet sind. Materialeigenschaften für die Abdeckung und das Keypad werden nicht quantifiziert Aus der US 2010/0067254 sind mehrschichtige Aufbauten auf Leiterplatten bekannt, wobei zu unters über den Leiterbahnen Metalldome zur Erzeugung der taktilen Rückmeldung vorgesehen sind, und darüber jeweils über die gesamte Fläche der Leiterplatte zusammenhängend ausgebildete Schichten aus unterschiedlichem Kunststoffmaterial, wobei auch hier keine Materialeigenschaften angegeben werden.From the EP 1662527 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.

Aus der US 4609791 sind Schalterelemente bekannt, bei welchem mehrere, wiederum zusammenhängend ausgebildete Tastenelemente zur Erzeugung einer taktilen Rückmeldung an verschiedenen Orten und zur Kontaktierung vorgesehen sind. Darüber angeordnet ist ein Gehäuse aus einem starren Material. Es werden keine Materialeigenschaften offenbart.From the US 4609791 switch elements are known in which a plurality of again cohesively formed key elements are provided for generating a tactile feedback at different locations and for contacting. Arranged above is a housing made of a rigid material. No material properties are disclosed.

Aus der EP 0896349 ist ein einzelner Schaltdom bekannt, der auf der Oberseite mehrere Schichten aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien aufweist. Eine zusammenhängende Abdeckung offenbart dieses Dokument nicht.From the EP 0896349 For example, a single switching dome is known which has a plurality of layers of different plastic materials on the upper side. Coherent coverage does not disclose this document.

Aus der US 5114790 ist ein ebenfalls in einem starren Gehäuse eingebetteter Schalter bekannt, bei welchem ein Dom aus einem Silikon-Material unter einem steifen Druckknopf angeordnet ist. Es werden keine Materialeigenschaften offenbart.From the US 5114790 is also known embedded in a rigid housing switch, in which a dome of a silicone material is arranged under a rigid push button. No material properties are disclosed.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

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 claim 1.

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.
In summary, the following can be stated:
  • 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 Figur 3a). Optional kann oben ein kleiner Flansch eine mechanische Befestigung bieten.A variant consists of a hole in the mats base in which the insert dome is fitted and fixed with adhesive (cf. FIG. 3a ). Optionally, a small flange above may provide mechanical attachment.

Eine weitere Variante ist ähnlich, nur dass hier der Dom mittels einer Fuge und einer Nute mechanisch in alle Richtungen fixiert wird (vergleiche Figur 3b).Another variant is similar, except that here the dome is mechanically fixed in all directions by means of a joint and a groove (cf. FIG. 3b ).

Bevorzugt wird eine weitere Variante, wo der Einlegedom in eine geschlossene Tasche der Schaltmatte eingelegt wird (vergleiche Figur 3c). Diese Tasche ist so ausgelegt, dass eine Glocken-Membrane entsteht, welche die Tastenbewegung der Taste mitmacht, ohne die Kraft-Weg-Kurve nachteilig zu beeinflussen. Durch die Tasche ist auch die Dichtheit der Schaltmatte gegeben.Preferably, another variant, where the insert is inserted in a closed pocket of the switching mat (see Figure 3c ). This bag is designed so that a bell membrane is created, which participates in the button movement of the button, without the Force-displacement curve adversely affect. Through the bag and the tightness of the safety mat is given.

Im Kopf der Tasche kann bevorzugt ein Pin angebracht werden (vergleiche Figur 3d), welcher in den Tastenkopf des Einlegedomes eingreift und eine gute Haftung erzielt.In the head of the bag can preferably be attached a pin (see 3d figure ), which engages in the key top of the insert dome and achieves good adhesion.

Aber auch eine Klebeverbindung (vergleiche Figur 3e) oder ein Pin am Tastenkopf des Einlegedomes (vergleiche Figur 3f), welcher in die Tasche der Schaltmatte eingreift, sind mögliche Ausführungen.But also an adhesive connection (cf. FIG. 3e ) or a pin on the key top of the insert (compare FIG. 3f ), which engages in the pocket of the safety mat, are possible designs.

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 main advantages can be summarized as follows:
  • 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.
As an exemplary application, the following can be stated:
  • 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.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

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.
Preferred embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings, which are given by way of illustration only and are not to be interpreted as limiting. In the drawings show:
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.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

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 Figur 1a zurückgegriffen werden, welches darstellt, wie sich ein Dom verhält. Auf der x-Achse ist der Weg dargestellt, auf der y-Achse ist die zugehörige Kraft. Wird ein Dom über einen Weg belastet so nimmt die Gegenkraft des Doms sukzessive zu bis zu einem Maximalwert, der Auslösekraft F1. Wird diese Auslösekraft F1 überschritten bei der Wegstrecke s1, so nimmt die Kraft ab, was vom Benutzer als Schnappen (Snap) erlebt wird und genau die relevante taktile Rückmeldung des Doms gewährleistet. Die Kraft erreicht anschliessend bei der Position s2 einen Minimalwert bei der Kontaktkraft F2. Nun wird weiter auf den Dom gedrückt, um eine sichere Kontaktierung auf der Leiterplatte zu gewährleisten. Die obere Kurve in Figur 1a stellt dieses Auslösen dar.As mentioned above, the high quality elastomer has low internal damping. On the other hand, the low-grade elastomer has a comparatively high internal damping. To explain this in the present context with regard to the relevant properties must first on a force-displacement diagram according to FIG. 1a which 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.

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.

Figur 3 zeigt einen solchen Standard-Dom in verschiedenen Darstellungen. Zur Ermittlung der inneren Dämpfung des entsprechenden Materials wird ein derartiger Standard-Dom hergestellt und das Kraft/Wegdiagramm bestimmt. So wird beispielsweise zur Bestimmung, ob es sich um ein hochwertiges Elastomer handelt, ein solcher Standard-Dom hergestellt, das Kraft/Wegdiagramm bestimmt, und wenn die Differenz der Kräfte F2 und F3 (F2 minus F3) kleiner ist als 0.5N, dann handelt es sich um ein hochwertiges Elastomer, wenn grösser um eine niederwertiges Elastomer. Die konkrete Dimensionierung dieses Standard-Doms ist, soweit nicht in den Figuren bereits dargestellt, wie folgt: SMT Silicone Key, Tastenkopfdurchmesser: 3mm; Kontaktpille: Carbon Pille; Tastenhöhe: 4mm; Hub (Stroke): 1.6mm; Membranwinkel: 60°; Membrandicke: 0.6mm. FIG. 3 shows such a standard dome in different representations. In order to determine the internal damping of the corresponding material, such a standard dome is produced and the force / travel diagram is determined. For example, to determine if 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. The specific dimensioning of 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.

In Figur 1b ist eine Silikonschaltmatte 1 in konventioneller Bauweise nach dem Stand der Technik dargestellt. Wie anhand dieser Schnittdarstellung erkannt werden kann, ist auf einer Leiterplatte mit hier nicht dargestellten Leiterbahnen ein diese Leiterplatte 3 im wesentlichen vollständig abdeckender Silikonbereich angeordnet. Diese bis auf spezifisch vorgesehene Öffnungen wie beispielsweise einen Lichtschacht 1d zusammenhängende Silikonstruktur weist dabei auf beiden Seiten je einen Dom 1a auf, der als Taste mit einer taktilen Rückmeldung ausgestaltet ist. Der Dom 1a verfügt über einen Kopf, der zur Betätigung vorgesehen ist, und dieser Kopf ist über eine umlaufende Konus-Membrane 1b an den eigentlichen horizontalen Bereich der Schaltmatte angebunden. Auf der Unterseite des Kopfes ist eine Kontaktpille 1c befestigt.In FIG. 1b a silicone switching mat 1 is shown in conventional construction according to the prior art. As can be seen on the basis of this sectional view, 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. On the bottom of the head, a contact pill 1c is attached.

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 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.

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 Figur 2 ist eine Silikonschaltmatte 1 nach der verbesserten Bauweise gemäss der vorliegenden Erfindung dargestellt. Auf einer Leiterplatte 3 ist hier ein Abdeckungsbereich 8 vorgesehen, der bis auf beispielsweise einen Lichtschacht 1d mit darunter angeordnetem LED 2 zusammenhängend ausgebildet ist. Diese Abdeckung dient wie der Name sagt eigentlich nur zur Abdeckung und Abdichtung und als zur Verfügungsteller einer Positionierhilfe und zur Definition einer zusammenhängenden Oberfläche. Die taktile Rückmeldung der Taste und die Kontaktierung werden durch diese Abdeckung nicht gewährleistet.In FIG. 2 a silicone switching mat 1 according to the improved construction according to the present invention is shown. On a printed circuit board 3, 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. As the name suggests, 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.

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 Figur 2 dargestellten Bauweise verfügt die Glocken-Membrane 1f im Deckbereich 1e über einen nach unten gerichteten Zapfen. Dieser Zapfen greift in eine entsprechende Ausnehmung oder Öffnung im Deckbereich 13 des Einlegedomes ein.Accordingly, 8 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. At the in 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.

Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäss Figur 2 ist diese Ausnehmung im Deckbereich 13 als Durchgangsöffnung ausgebildet, die nach unten nur durch die Kontaktpille 4b geschlossen wird. Durch diesen Formschluss zwischen dem Zapfen in der Glocken-Membrane 1f und die Öffnung oder Ausnehmung im Deckbereich 13 des Einlegedomes 4 resultiert eine Positionierhilfe und gleichzeitig eine Befestigungsmöglichkeit für den Einlegedom. Durch eine entsprechende Strukturierung kann hier ein Formschluss gewährleistet werden (beispielsweise indem der Aussendurchmesser des Zapfens etwas grösser gewählt wird als der Innendurchmesser in der Ausnehmung im Deckbereich 13), der eine weitergehende Fixierung beispielsweise durch einen Haftvermittler des Einlegedomes an der Abdeckung erbringt.In the case of the embodiment according to FIG. 2 this recess is formed in the deck area 13 as a passage opening which is closed downwards only by the contact pill 4b. Through this positive connection between the pin in the bell membrane 1f and the opening or recess in the deck area 13 of the inserting dome 4 results in a positioning and at the same time a mounting option for the insert dome. By appropriate structuring a positive connection can be ensured here (for example, by the outer diameter of the pin is chosen slightly larger than the inner diameter in the recess in the deck area 13), which provides a more extensive fixation, for example by a bonding agent of the insert on the cover.

Die Einlegedome können in der Abdeckung auf unterschiedlicher Weise befestigt werden. Verschiedene Varianten sind in Figur 2 dargestellt, diese Varianten sind alle etwas anders als die in Figur 2 dargestellte mit einer Durchgangsöffnung im Deckbereich 13 des Einlegedomes.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.

In Figur 3a wird eine Variante dargestellt, bei welcher die Abdeckung 8 für den entsprechenden Einlegedom eine Durchgangsöffnung als Aufnahmeöffnung 11 aufweist. Diese Durchgangsöffnung der Abdeckung ist aber gestuft ausgebildet, so dass sich auf der Unterseite, die der Leiterplatte zugewandt ist, eine umlaufende Kerbe entsteht. In diese Stufe kann der entsprechende Einlegedom mit seinem Fuss eingepasst oder eingepresst werden. Auch hier ist es also möglich, einen Formschluss zur Befestigung des Einlegedomes zu gewährleisten. Durch diese gestufte Ausbildung ist auch sichergestellt, dass die Silikonschaltmatte als ganzes, das heisst Abdeckung mit Einlegedom, eine geschlossene Abdeckung bildet.In 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. In this stage, 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. Through this stepped training is also ensured that the silicone switching mat as a whole, that is cover with inserting dome, forms a closed cover.

Eine Variante davon ist in Figur 3b dargestellt. Auch hier gibt es eine Durchgangsöffnung in der Abdeckung 8, diese ist aber nicht nur gestuft ausgebildet, sondern die Durchgangsöffnung in dem Abdeckungsbereich verfügt über einen umlaufenden, zum Zentrum der Durchgangsöffnung gerichteten Kamm. Der Fuss des entsprechenden Doms verfügt über eine korrespondierende nach radial aussen offene Nut, und der Einlegedom kann nun gewissermassen unter Formschluss in einer Nut/Kammverbindung in diese Durchgangsöffnung formschlüssig eingeklickt werden.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.

Eine weitere einfache Realisierung ist in Figur 3c dargestellt. Hier ist die Glocken-Membrane 1f als geschlossene Glocken-Membrane in der Abdeckung vorgesehen. Der Einlegedom 4 wird von unten in diese gewissermassen gebildete Vertiefung eingelegt. Eine weitere Variante ist in Figur 3d dargestellt. Diese Variante ist ähnlich wie die in Figur 2 dargestellte, und es wird auf die dortige Beschreibung verwiesen. Im Deckbereich 13 des Einlegedomes gibt es hier aber keine Durchgangsöffnung, sondern nur eine Vertiefung. In diese Vertiefung greift ein etwas kürzer ausgebildeter Zapfen des Bereiches 1e der Glocken-Membrane ein. In diesem Fall ist in der Vertiefung noch etwas Raum, dieser kann beispielsweise dafür genutzt werden, einen Haftvermittler in die entsprechende Tasche im Deckbereich 13 des Einlegedomes 4 einzubringen vor dem Einbringen des Einlegedomes in den Abdeckungsbereich, um dann den Einlegedom fest zu befestigen. Auch ist es möglich, in diesem Bereich spezielle Bauteile einzubringen.Another simple realization is in Figure 3c shown. Here, 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. 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. 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. In this case, there is still some room in the depression, 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.

Noch eine weitere Variante ist in Figur 3e dargestellt, hier verfügt die Glocken-Membrane 1f des Abdeckungsbereiches über eine leichte Erweiterung nach oben, um beispielsweise in eine Vertiefung über die ganze Vorrichtung bezogenen Abdeckung eingelegt zu werden. Zu guter Letzt ist in Figur 3f eine Variante dargestellt, wo anstelle eines nach unten gerichteten Zapfens in der Glocken-Membrane 1f gewissermassen in einer kinematischen Umkehr in der Glocken-Membrane eine Vertiefung ausgebildet ist und im Deckbereich 13 des Einlegedomes ein nach oben gerichteter Zapfen. Auch so ist eine kraftschlüssige Befestigung eines Einlegedomes im Abdeckungsbereich bei guter Positionierung möglich. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Silikonschaltmatte 7a Pin an Schaltmatte 1 / Loch im Einlegedom 4 1a Dom 1b Konus-Membrane für taktile Rückmeldung 7b Flach mit Kleber oder Hinterschnitt in Schaltmattenbasis 1c Kontaktpille 1d optionale Elemente wie Lichtschacht, Taste für Elektronikelemente, Positionierzapfen etc. 7c Pin an Einlegedom 4 / Aufnahme in Schaltmatte 8 Abdeckungsbereich von 1 aus niederwertigem Elastomer 1e Aufnahme für Einlegedome 9 Zapfen auf Unterseite von 1f 1f Glocken-Membrane ohne taktile Rückmeldung 10 Vertiefung auf Oberseite von 4 2 LED oder Elektronikbauteile 11 Aufnahmeöffnung für 4 in 8 3 Leiterplatte 12 Fussbereich von 4, Sockel 4 Einlegedome aus hochwertigem Flüssigsilikon oder Elastomer 13 Deckbereich F1 Auslösekraft F2 Kontaktkraft 4a Konus-Membrane für taktile Rückmeldung von 4 F3 Rückkehrkraft s1 Weg bis F1, d.h. Auslösekraft 4b Kontaktpille von 4 s2 Weg nach Schnappen 5 Loch in Schaltmatte mit Klebefläche Snap Schnappen Force Kraft 6 Loch in Schaltmatte mit Hinterschnitt für mechanischen Halt Stroke Weg 7 Tasche zum Einlegen Yet another variant is in FIG. 3e shown here, 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. Last but not least is in FIG. 3f 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. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Silicone keypad 7a Pin to switch mat 1 / hole in insert dome 4 1a cathedral 1b Cone diaphragm for tactile feedback 7b Flat with adhesive or undercut in safety mat base 1c Contact pill 1d optional elements such as light shaft, button for electronic elements, positioning pins, etc. 7c Pin to insert sleeve 4 / recording in safety mat 8th Coverage range of 1 low-grade elastomer 1e Recording for inserting dome 9 Thongs on bottom of 1f 1f Bells diaphragm without tactile feedback 10 Well on top of 4 2 LED or electronic components 11 Receiving opening for 4 in 8 3 circuit board 12 Foot area of 4, pedestal 4 Inserted dome made of high-quality liquid silicone or elastomer 13 deck area F1 release force F2 contact force 4a Cone diaphragm for tactile feedback of 4 F3 return force s1 Way to F1, ie release force 4b Contact pill of 4 s2 Way to grab 5 Hole in safety mat with adhesive surface snap grab Force force 6 Hole in safety mat with undercut for mechanical support Stroke path 7 Bag to insert

Claims (15)

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) 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.
Silikonschaltmatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hochwertige Elastomer des Einlegedoms (4) eine Shore A-Härte von wenigstens 70 und eine Reissfestigkeit von wenigstens 300 % aufweist, vorzugsweise von wenigstens 350 %, wobei weiterhin vorzugsweise die innere Dämpfung gering ist.Silicone switching mat (1) according to claim 1, characterized in that the high-quality elastomer of the insert (4) has a Shore A hardness of at least 70 and a tensile strength of at least 300%, preferably of at least 350%, further preferably the inner damping low is. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das niederwertige Elastomer des Abdeckungsbereichs (8) bei einer Shore A-Härte im Bereich von 30-80 aufweist, vorzugsweise im Bereich von weniger als 70 oder 30 bis 60, wobei es bevorzugter Massen eine Reissfestigkeit von weniger als 300 % aufweist, vorzugsweise von weniger als 200 %, wobei die innere Dämpfung vorzugsweise hoch ist.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the low-grade elastomer of the cover region (8) has a Shore A hardness in the range of 30-80, preferably in the range of less than 70 or 30 to 60, where preferred masses has a tear strength of less than 300%, preferably less than 200%, wherein the internal damping is preferably high. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim niederwertigem Elastomer des Abdeckungsbereichs (8) um ein Festsilikon handelt.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the low-grade elastomer of the cover region (8) is a solid silicone. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim hochwertigen Elastomer des Einlegedoms (4) um ein Flüssigsilikon oder TPU handelt.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is the high-quality elastomer of the insert (4) is a liquid silicone or TPU. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckungsbereich (8) zusammenhängend ausgebildet ist, und dass der respektive die Einlegedome (4) auf der der Leiterplatte (3) zugewandten Seite in dazu vorgesehene Aufnahmebereiche (1f) eingelegt werden und vorzugsweise darin formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt werden.Silicone switching mat (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the cover region (8) is formed contiguous, and that the respectively the inserting dome (4) on the printed circuit board (3) facing side in receiving areas provided (1f) are inserted and preferably in a form-fitting and / or non-positively and / or materially attached. Silikonschaltmatte (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufnahmebereich (1f) eine Glocken-Membrane ohne taktile Rückmeldung aufweist und/oder dass, insbesondere im parallel zur Fläche der Leiterplatte (3) angeordneten Bereich des Aufnahmebereichs (1f), Elemente, insbesondere in Form von Vertiefungen und/oder Erhöhungen (9) aufweist, welche durch Eingriff in respektive von korrespondierenden Erhöhungen respektive Vertiefungen (10) des Einlegedoms (4), vorzugsweise in dessen Deckbereich (13), vorgesehen sind, welche zur Positionierung und/oder Befestigung des Einlegedoms (4) im Aufnahmebereich (1f) dienen.Silicone switching mat (1) according to claim 6, characterized in that at least one receiving area (1f) has a bell membrane without tactile feedback and / or that, in particular in parallel to the surface of the circuit board (3) arranged portion of the receiving area (1f), elements , in particular in the form of depressions and / or elevations (9), which are provided by engagement in respectively corresponding elevations or depressions (10) of the inserting mandrel (4), preferably in its cover region (13), which are used for positioning and / or attachment of the insert (4) in the receiving area (1f) serve. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckungsbereich (8) wenigstens eine Aufnahmeöffnung (11) in Form einer Durchgangsöffnung für das Einsetzen eines Einlegedoms (4) aufweist, vorzugsweise zum Einsetzen des Einlegedoms (4) mit seinem Fussbereich (12), wobei die Aufnahmeöffnung (11) vorzugsweise gestuft ausgebildet ist und/oder eine Nut oder einen Kamm aufweist, sodass der Fussbereich (12) des Einlegedom (4) formschlüssig und unter Ausbildung einer geschlossenen Fläche der Silikonschaltmatte (1) in diesem Bereich befestigt werden kann, gegebenenfalls unter zusätzlicher Zuhilfenahme eines Haftvermittlers.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims 1-5, characterized in that the cover region (8) has at least one receiving opening (11) in the form of a passage opening for the insertion of an inserting mandrel (4), preferably for inserting the inserting mandrel (4). with its foot region (12), wherein the receiving opening (11) is preferably stepped and / or has a groove or a ridge, so that the foot region (12) of the insert dome (4) has a positive fit and forms a closed surface of the silicone switch mat (1). can be fastened in this area, optionally with the additional help of a bonding agent. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einlegedom (4) eine vorzugsweise umlaufende und von einem vorzugsweise umlaufenden Fussbereich (12) nach oben abstehende Konusmembrane (4a) für die Erzeugung einer taktilen Rückmeldung aufweist sowie einen die Konusmembrane (4a) nach oben in einer Ebene parallel zur Leiterplatte (3) teilweise oder vollständig abschliessenden Deckbereich (13), wobei auf der der Leiterplatte zugewandten Unterseite des Deckbereichs (13) eine Kontaktpille (4b) befestigt und/oder eingebettet und/oder eingespritzt ist, vorzugsweise auf Basis eines Metallschaums, oder ein Leitlack aufgebracht ist.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one inserting dome (4) has a cone-shaped cone (4a) which preferably revolves and projects upwards from a preferably circumferential foot region (12) for the generation of a tactile feedback, and a die Cone membrane (4a) upwards in one Plane parallel to the circuit board (3) partially or completely closing deck area (13), wherein on the circuit board facing underside of the deck area (13) a contact pill (4b) attached and / or embedded and / or injected, preferably based on a metal foam, or a Leitlack is applied. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlegedom (4) aus leitfähigem Flüssigsilikon oder TPU besteht.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the insert (4) consists of conductive liquid silicone or TPU. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens 3 oder mehr, Tasten mit taktiler Rückmeldung in der gleichen Silikonschaltmatte (1) vorgesehen sind, welche durch eingesetzte Einlegedome (4) aus hochwertigem Elastomer gebildet werden.Silicone switching mat (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two, preferably at least 3 or more keys are provided with tactile feedback in the same silicone switching mat (1), which are formed by inserting domes (4) made of high quality elastomer. Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass zusätzlich wenigstens ein weiteres Element aus folgender Liste integriert ist: Lichtschacht, Tasche für Elektronikelemente, Positionierzapfen.Silicone switching mat (1) according to one of the preceding claims, that in addition at least one further element from the following list is integrated: light shaft, pocket for electronic elements, positioning pin. Verfahren zur Herstellung einer Silikonschaltmatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckungsbereich (8) aus dem niederwertigem Elastomer separat vom Einlegedom (4) oder der Mehrzahl der Einlegedome (4) aus hochwertigem Elastomer hergestellt wird, und die Einlegedome (4) in den Abdeckungsbereich eingesetzt (8) und vorzugsweise in darin vorgesehenen Aufnahmebereichen (1f) und/oder Aufnahmeöffnungen (11) befestigt werden.A process for the preparation of a silicone switching mat (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the cover portion (8) from the low-order elastomer separate from Einlegedom (4) or the plurality of the insertion dome (4) is made of high-quality elastomer, and the insertion Dome (4) inserted into the cover area (8) and preferably in receiving areas (1f) and / or receiving openings (11) provided therein. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckungsbereich (8) anwendungsspezifisch ausgelegt wird, und die Einlegedome (4) als Standardbauteil gefertigt werden.A method according to claim 12, characterized in that the cover region (8) is designed application-specific, and the insert domes (4) are manufactured as a standard component. Verwendung einer Silikonschaltmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Schalter im Automobilbereich.Use of a silicone switching mat according to one of the preceding claims as a switch in the automotive sector.
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