DE3712189A1

DE3712189A1 - Tastenfeldabdeckung mit grundplatte

Info

Publication number: DE3712189A1
Application number: DE19873712189
Authority: DE
Inventors: Masami Fukushima; Kazutoki Tahara
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1987-10-15
Also published as: GB8708840D0; GB2190245A; US4775574A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdeckung eines Tastenfeldes mit einer dafür bestimmten Grundplatte, an der die Druckknopf- oder Tastenelemente angebracht sind. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine Tastenfeld- Abdeckung, bei der die Tastenelemente oder eine mit Tastenelementen versehene Körpereinheit direkt auf der Grundplatte befestigt sind. Das Tastenfeld ist für Drucktasteneingaben von elektrischen oder elektronischen Signalen in elektrische oder elektronische Instrumente bzw. Geräte nützlich.

Gemäß dem Stand der Technik sind zahlreiche elektrische oder elektronische Instrumente oder Geräte mit einer Tastenfeldeingabeeinheit kombiniert, die eine mit einer Mehrzahl von ortsfesten und an Schaltungsleitungen angeschlossenen Elektrodenkontakten versehene Schaltungsplatte sowie eine Abdeckung umfaßt, die mit den den ortsfesten Elektrodenkontakten gegenüber angeordneten beweglichen Drucktastenelementen einen integrierten Aufbau bildet. Durch Anwendung solcher Abdeckungen wird der Zusammenbau bei der Herstellung von Tastenfeld- Eingabeeinheiten unter Verwendung von Schaltungsplatten mit gedruckten Schaltungen merklich vereinfacht. Abdeckungen von Tastenfeldern dieser Bauart werden gewöhnlich durch ein Verfahren hergestellt, das aufeinanderfolgende Schritte umfaßt, gemäß denen aus vulkanisiertem elektrisch leitfähigem Gummi bestehende bewegliche Kontaktelemente jeweils auf den Boden von Vertiefungen in einer Metallform für die Abdeckung so eingelegt werden, daß Übereinstimmung besteht mit dem Anordnungsmuster für die ortsfesten Kontakte auf der Schaltplatte, worauf man eine nicht vulkanisierte Gummibasisschicht darüberlegt und dann diese unter Druck und Erwärmung vulkanisiert.

Dementsprechend ist für jede Art von Abdeckung eine gesondert angefertigte Metallform erforderlich, um Tastenfeld- Abdeckungen herzustellen, selbst wenn darauf nur ein einziges Tastenelement unregelmäßig geformt oder anders als zuvor angeordnet ist. Die Neuanfertigung der Metallform ist sehr umständlich, weil damit wiederholte Versuche und Fehler beim Entwurf, bei der Fabrikation, bei der Ausrichtung und Prüfung verbunden sind und die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die unregelmäßigen Abschnitte der Abdeckung Wirkungen haben in der Größenänderung aller abgeformten Gegenstände während oder nach dem Formvorgang oder im Zeitablauf der Gebrauchsdauer. Dieser Umstand führt zu schweren Nachteilen besonders im Fall der Herstellung von Abdeckungen größerer Abmessungen, bei denen die positionsmäßige Abstimmung der ortsfesten Elektrodenkontakte mit den beweglichen Kontakten zunehmend schwieriger wird. Diese Schwierigkeit leitet sich ab aus dem Schrumpfmaß beim Formvorgang und auch aus dem Aufweiten und Zusammenziehen während des Gebrauches. Größe Abdeckungen mit einer verhältnismäßig großen Länge zwischen 20 bis 50 cm oder mehr werden beispielsweise für die Herstellung größerer Tastenfeldeingabeeinheiten zur Betätigung von gedruckten Schaltungsplatten von elektrischen Schreibmaschinen oder Registrierkassen verwendet. Bei der Herstellung solch groß bemessener Abdeckungen kann die Schrumpfung im Formverfahren und das Aufweiten oder Zusammenziehen beim Gebrauch bis zu mehreren Prozent von der Größe der Metallform ausmachen, so daß Positions-Abgleichfehler entstehen, die Betätigungsfehler des Gerätes verursachen können.

Ein Weg, um Schwierigkeiten beim Positionsabgleich zu beseitigen, besteht in der Anwendung einer Metallform, deren Vertiefungen marginale Toleranzen auf der Grundlage der Abschätzung des Schrumpfmaßes aufgrund der Formung und der Aufweitung und des Zusammenziehens beim Gebrauch aufweisen. Dessen ungeachtet bleibt die positionsmäßige Ausrichtung bzw. die mit Genauigkeit durchzuführende Übereinstimmung eine schwierige Angelegenheit, da das aus dem Formvorgang resultierende Schrumpfmaß in Abhängigkeit von der Art des Materials zusätzlich zu Größe und Abmessung des Abdeckteils in Scheiben- oder Plattenform und darüber hinaus als Folge einer geringen Differenz in der Formtemperatur und in der Verarbeitungszeit variiert, selbst wenn die verwendeten Materialien untereinander gleich sind. Weitere Einflußgrößen ergeben sich auch aus der Veränderung der Qualität des Materials zwischen verschiedenen Sendungen oder Chargen des Materials.

Bei der Herstellung von Tastenfeldabdeckungen größerer Abmessungen bekannter Bauarten entstehen ferner Nachteile aufgrund der progressiv anwachsenden Kosten für die Anfertigung der Metallform im Verhältnis zu Metallformen für kleinere Abdeckungen, deren Abmessungen beispielsweise 5 cm × 10 cm betragen, und auch für eine entsprechend größere Druckformmaschine.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei der bekannten Herstellung von Abdeckungen, die entsprechend der zunehmenden Nachfrage in den letzten Jahren mit unterschiedlich gefärbten Tastenelementen versehen sind, bei denen eine nicht vulkanisierte isolierende Gummiunterlage mit entsprechenden Farben in den Formvertiefungen versehen wird, worauf man die Vulkanisierung durchführt und damit die Farbstoffe in den Grenzabschnitten vermischt oder verschmelzt. Aus diesem Grund weicht die Farbanordnung der Formgegenstände manchmal von der beabsichtigten Ausführung ab, womit deutlich wird, daß eine Anpassungsfähigkeit an Herstellungsmengen unterschiedlicher Produkte mit geringeren Stückzahlen abnimmt, nachdem brauchbare Erzeugnisse in verringerten Stückzahlen sich nur noch zu erhöhten Kosten herstellen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Abdeckung für Tastenfelder zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und die sich vereinfacht und mit verringerten Kosten herstellen läßt. Zu deren Lösung sieht die vorliegende Erfindung ein Abdeckteil für Tastenfelder einschließlich einer Grundplatte vor, die eine Mehrzahl von Öffnungen und eine Mehrzahl von Tastenelementen aufweist, welche jeweils am Umfangsbereich der Öffnung der Grundplatte durch Klebeverbund befestigt sind unter Verwendung eines Klebstoffes, beispielsweise einer Gummilösung auf Silikonbasis und eines druckempfindlichen Klebstoffes, gegebenenfalls mit dessen Hilfe bei der Montage ein Vorsprung in einer Vertiefung festgemacht wird, wobei die Öffnungen so angeordnet sind, daß sie mit dem Anordnungsmuster der Tastenelemente übereinstimmen.

Erfindungsgemäß ist außerdem eine Abdeckung eines Tastenfelds mit einer Grundplatte vorgesehen, die eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, wobei eine Körpereinheit eine Mehrzahl von Tastenelementen trägt, die jeweils im Umfangsbereich einer der Öffnungen der Grundplatte befestigt sind.

Die Erfindung sieht ferner eine Grundplatte einer Tastenfeldabdeckung vor, die auf einer Schaltungsplatte zusammengebaut werden kann, welche eine Mehrzahl von Öffnungen enthält, die in Übereinstimmung mit dem Anordnungsmuster ortsfester Kontaktpunkte auf der Schaltungsplatte angeordnet sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung, bei der eine Tastenabdeckung auf einer Grundplatte gemäß der Erfindung befestigt ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer anderen Ausführungsform einer Abdeckung gemäß der Erfindung, bei welcher der Unterteil der Tastenabdeckung an der Unterseite der Grundplatte befestigt ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer anderen Ausführungsform einer Abdeckung gemäß der Erfindung, bei der das Unterteil der Druckknopfabdeckung an der Seitenfläche einer Öffnungskante befestigt ist,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Abdeckung gemäß der Erfindung, bei der das Unterteil einer Tastenabdeckung dadurch an einer Grundplatte befestigt ist, daß ein Vorsprung der Grundplatte in eine Vertiefung im Unterteil des Tastenelementes festgemacht wird,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Tastenfeldabdeckung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer bekannten Tastenfeldabdeckung, bei der ein Tastenelement sich in seinen Abmessungen von den Abmessungen der anderen Tastenelemente unterscheidet,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Grundplatte mit einer Mehrzahl von unterteilten Körpereinheiten von Tastenelementen für eine Tastenfeldabdeckung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von Tastenblöcken für eine Abdeckung des gleichen Tastenfeldes wie das in Fig. 7,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte mit Öffnungen zur Anwendung bei einer Tastenfeldabdeckung,

Fig. 10 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung, bei welcher die Körpereinheit auf der Oberseite der Grundplatte befestigte Tastenelemente aufweist,

Fig. 11 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung, bei welcher die Körpereinheit an der Unterseite einer Grundplatte befestigte Tastenelemente aufweist,

Fig. 12 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung, bei welcher die Körpereinheit an der Grundplatte befestigte Tastenelemente aufweist, die mit Hilfe von Vorsprüngen und Vertiefungen dort befestigt sind,

Fig. 13a und 13b jeweils Längsschnitte eines wesentlichen Teils der Tastenfeldabdeckung, entsprechend Fig. 10 bzw. Fig. 11,

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine Tastenfeldabdeckung mit einer Mehrzahl von Körpereinheiten von Tastenelementen,

Fig. 15 eine Draufsicht auf eine Grundplatte einer Tastenfeldabdeckung mit einer Mehrzahl von unregelmäßig angeordneten Öffnungen verschiedener Größen und Formen,

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Grundplatte einer Tastenfeldabdeckung mit unregelmäßig geformten und angeordneten Öffnungen, an denen Körpereinheiten von Tastenelementen zu befestigen sind,

Fig. 17a und 17b jeweils perspektivische Ansichten einer Grundplatte für eine Tastenfeldabdeckungen mit Öffnungen verschiedener Formen und Größen und zwei verschiedenen Tastenelementen, die an den Öffnungen der jeweiligen Grundplatte zu befestigen sind,

Fig. 17 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung, bestehend aus einer Grundplatte und einer Mehrzahl von an der Grundplatte befestigten Tastenelementen.

Die Erfinder haben ausgedehnte Untersuchungen über Herstellungsverfahren von Tastenfeldabdeckungen durchgeführt, die für kleinere Produktionen unterschiedlicher Modellarten mit niedrigen Kosten unter verschiedenen Gesichtspunkten zur Vervollständigung der Erfindung geeignet sind, welche sich von bekannten Verfahren der integralen Formung einer Mehrzahl von vorvulkanisierten Tastenelementen mit einer Grundplatte grundlegend abheben u. a. durch den Verfahrensschritt des Anordnens einer Anzahl vorgeformter Tastenelemente oder wenigstens einer der Körpereinheiten, die jeweils wenigstens ein Tastenelement enthalten, an einem Abschnitt oder an Abschnitten von in der Grundplatte der Abdeckung eingebrachten Öffnungen entsprechend dem vorgegebenen Muster der Tastenaufteilung mit nachfolgendem Verkleben mit Hilfe eines Klebstoffes.

Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung wird eine Anzahl von Tastenelementen vorbereitet und in den zuvor nach einem vorbestimmten Muster eingestanzten Öffnungen der Grundplatte eingelegt, worauf die Verklebung mit der Grundplatte angeordnet ist. Beim Verklebevorgang werden die Umfangsbereiche der Öffnung mit einer nicht vulkanisierten Gummilösung auf Silikonbasis oder mit einem druckempfindlichen Klebstoff beschichtet, und dann werden die Tastenelemente auf der Grundplatte in Kontakt mit den Klebstoffschichten gebracht. Als Alternative wird ein Verfahren benutzt, bei dem eine Schicht aus Silikongummi auf die Grundplatte aufgebracht wird. Bei Verwendung von nicht-vulkanisiertem Silikonkautschuk werden die Tastenelemente an der Grundplatte durch Vulkanisierung des nicht-vulkanisierten Kautschuks zu einem gummiartigen Elastomer befestigt. Das verbesserte Verfahren der Herstellung einer Abdeckung gemäß der Erfindung beseitigt die Notwendigkeit der Anfertigung von Metallformen, die jedesmal an das jeweilige Anordnungsmuster von Kontaktpunkten angepaßt werden müssen, wodurch natürlich die Kosten für solche Metallformen eingespart werden. Ein weiterer Kostenvorteil bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Tastenfeldabdeckungen wird durch eine Verringerung des Aufwandes für die Benetzungsarbeit erreicht, indem zum Anbringen der Tastenelemente an der Grundplatte ein gummiartiger Klebstoff auf Silikonbasis oder ein druckempfindlicher Klebstoff benutzt wird. Weiterhin sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Tastenfeldabdeckungen vor, das sich an den jeweiligen Bedarf von kleineren Produktionen unterschiedlicher Modelle anpassen läßt, und zwar aufgrund dessen, daß das Lochen oder Stanzen der Grundplatte an die Stelle der Integralformung in das Verfahren mit aufgenommen wird.

Die zur Tastenfeldabdeckung gemäß der Erfindung gehörenden Tastenelemente erfordern keine Abänderung in der Form, im Material oder Farbtönungen gegenüber herkömmlichen Ausführungen. Dementsprechend können die Tastenelemente beliebig gewählt werden, beispielsweise als ein elastomerer Körper in Form einer elastischen Gummistange mit dem Profil einer am Boden aufwärts gewölbten Schale für die Gleitreibungselemente, die mit einem Metallplattenteil versehen werden, so daß federnde oder nachgiebige Tasten mit wählbarer Größe, Betätigungshub, maximaler Belastungsgrenze, geeignetem Erscheinungsbild usw. entstehen. Die Auswahl und die Kombination verschiedener Tastenarten ist in keiner Hinsicht begrenzt. Das Ausgangsmaterial für die elastischen Tastenelemente wird gewählt aus natürlichem Gummi, synthetischen Gummi auf Dien- Basis, Polyester-Basis oder Silikon-Basis wie auch aus Kombinationen dieser, vorzugsweise von Silikongummis unter Berücksichtigung der Wärmefestigkeit, Witterungsbeständigkeit und elektrischen Isolationseigenschaften. Auf der anderen Seite werden die Metallplatten oder -folien für die Federfunktion der Tastenelemente ausgewählt aus Blattfedern in Form von Schalen mit aufwärts gewölbtem Boden, die durch Umformung eines Metallbleches, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, Phosphorbronze oder einer Beryllium-Kupferlegierung entstehen, wobei diese Materialien gegebenenfalls mit Gold oder Silber plattiert sein können. Zusätzlich kann ein geeignetes Grundiermittel auf die Verbindungsflächen aufgebracht werden, um die Klebefestigkeit der Schichten aus Klebstoff auf Silikongummibasis oder aus druckempfindlichem Klebstoff zu erhöhen.

Die Tastenelemente können als Ganzes entweder aus einem Isoliermaterial oder einem elektrisch leitfähigem Material geformt werden, vorzugsweise aus einer Kombination eines elektrisch leitfähigen Materials für die Kontaktpunkte und einem Isoliermaterial für den nach oben gewölbten Kuppenabschnitt. Die Tastenelemente werden durch herkömmliche Form- oder Spritzverfahren in Mehrfachformen hergestellt, z. B. durch Formpressen, durch Formspritzen, durch Spritz-Preßverfahren und dergleichen.

Eine die Tastenfeldabdeckung bildende Grundplatte besitzt durch Ausstanzen hergestellte Öffnungen zum Anbringen der vorbeschriebenen Tastenelemente und wird aus Kunststoff gefertigt, z. B. aus Polyester, Polykarbonat, Polyacrylat, Polyarylat, Polyimide, Silikongummi u. dgl., Gummi/Metallverbundmaterial oder -folie. Auch kombinierte Laminate aus den vorbeschriebenen Materialien können zur Anwendung kommen. Die Abmessung der Grundplatte kann entsprechend dem Anwendungsgebiet des Tastenfeldes frei bestimmt werden. Die Dicke der Grundplatten liegt ungefähr im Bereich zwischen 100 bis 2000 µm, vorzugsweise zwischen 75 bis 300 µm, da Grundplatten mit einer geringeren Dicke als 10 µm Versand- oder Transportschwierigkeiten mit sich bringen würden, während Grundplatten mit einer größeren Dicke als 2000 µm erhöhte Materialkosten und Schwierigkeiten beim Stanzen verursachen. Das Einbringen der Öffnungen erfolgt beispielsweise durch Stanzen, Schneiden mittels Laserstrahl, durch Messerschnitt u. dgl. Die Anzahl, Größe und Anordnung der Öffnungen wird unter Berücksichtigung der beabsichtigten Anwendung der Tastenfeldabdeckung, der Anwendungsbedingungen, der Kontraktion nach dem Zusammenbau der Formkörper u. dgl. bestimmt. Der Umriß der Grundplatte wird durch Beschneiden der Form der Tastenfeldabdeckung angepaßt, wozu man ein Stanzwerkzeug oder ein Lasergerät entweder gleichzeitig oder nach den oben beschriebenen Stanzarbeiten benutzt.

Die Grundplatte sollte normalerweise elektrisch isolierend sein, kann jedoch bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch elektrisch leitfähig oder als Halbleiter ausgeführt sein, um die Wirkungen der Ladungsreduzierung von statischer Elektrizität zu erreichen und um Probleme zu verhindern, die sich aus der statischen Elektrizität und elektromagnetischen Abschirmung ergeben. Um die Grundplatte elektrisch leitfähig oder als Halbleiter auszubilden, können beliebige bekannte Verfahren benutzt werden, beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein zusammengesetztes Material benutzt wird, das aus einer Mischung von Ruß, Kohlenstoffasern, Metallpartikeln, Metallfasern u. dgl. mit isolierendem Kunststoff oder Gummi besteht, oder die Verwendung einer Metallplatte für die Grundplatte, oder die Verwendung eines Isoliermaterialsubstrates, das mit einer leitfähigen Zusammensetzung beschichtet wird, oder durch Aufbringen einer Metallschicht unter Vakuum, einer Metallplattierung oder Laminierung von leitfähigen Folien oder Blechen.

Die Tastenfeldabdeckung gemäß der Erfindung wird fertiggestellt, indem man die oben beschriebenen Tastenelemente in die Öffnungen der Grundplatte einbringt und jedes Tastenelement mit dem Umfangsbereich der Öffnung mit Hilfe eines Klebstoffes befestigt. Bei Anwendung von Silikongummi werden die Tastenelemente mit Hilfe von nicht-vulkanisiertem Silikongummi vorübergehend befestigt, wobei man die Klebrigkeit dieses Materials ausnutzt und dann den Silikongummi durch Erhitzen, durch Anwendung von Druck und Hitze oder durch Anwendung einer Feuchtigkeit enthaltenden Atmosphäre vulkanisiert, wobei eine feuchtigkeitsinduzierte Quervernetzungsreaktion im Silikongummi herbeigeführt wird.

Der Durchmesser der Öffnungen in der Grundplatte wird entsprechend der Art der Befestigung der Tastenelemente geeignet gewählt. Beispielsweise sollten die Öffnungen einen Durchmesser im Bereich zwischen dem Durchmesser des beweglichen Kontaktpunktes als Mindestmaß und dem Innendurchmesser des kuppelförmigen Abschnittes als Größtmaß aufweisen, wenn die Tastenelemente auf der Oberseite der Grundplatte entsprechend Fig. 1 aufgesetzt werden. Werden dagegen die Tastenelemente entsprechend Fig. 2 gegen die Bodenseite der Grundplatte geführt, so sollte der Öffnungsdurchmesser im allgemeinen zwischen 0,05 bis 5,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 bis 2,0 mm größer sein als der Außendurchmesser des Unterteils der Tastenelemente, um Schwierigkeiten zu vermeiden, die aus der Bildung enger Spalte an dem Umfang der Öffnung während der Stanzarbeiten entstehen oder die Möglichkeit, daß der Öffnungsumfang mit dem kuppenförmigen Abschnitt der Tastenelemente in Berührung gelangt. Der Außendurchmesser der Bodenkante der Tastenelemente sollte zwischen 0,4 bis 10,0 mm, vorzugsweise zwischen 2,0 bis 4,0 mm größer sein als der Öffnungsdurchmesser, um eine ausreichend große freie Fläche für die Verklebung zwischen dem Unterteil des Tastenelementes und der Grundplatte zur Verfügung zu haben.

Der zur Befestigung der Tastenelemente benutzte Silikonkautschuk wird aus solchen Sorten ausgewählt, die sich mit Hilfe der Reaktion freier Radikale, oder Kondensationsreaktion oder Additionsreaktion härten bzw. vulkanisieren lassen. Um die Klebefestigkeit zu erhöhen, kann in den Silikongummi ein sog. Silan-Kopplungsmittel oder ein Titanat-Kopplungsmittel eingeknetet werden. Bevorzugte Anwendung finden die Silikongummis, die durch Additionsreaktion aushärten und zusammengesetzt sind aus einem Diorganopolysiloxan und einem Organohydrogenpolysiloxan, dem ein Platinkatalysator beigemischt ist, weil mit diesen Sorten die Heißvulkanisierung in kurzer Zeitdauer durchführbar ist und im noch nicht erhärteten Zustand eine hohe Klebefestigkeit oder -zähigkeit vorhanden ist. Der Gebrauch einer solchen Silikongummizusammensetzung führt zu verschiedenen Vorteilen, wie Erhöhung der Ausrichtungsgenauigkeit bei der vorübergehenden Befestigung der Tastenelemente an den Grundplatten, Verschwinden der Klebrigkeit nach dem Vulkanisieren und auch zu einfachen Versand- und Transportbedingungen.

Die bevorzugten druckempfindlichen Klebemittel oder Kontaktkleber zur Befestigung der Tastenelemente sind solche mit einer hohen Klebefestigkeit in der Anfangsstufe, die ausgewählt werden aus Gummisorten einschließlich Naturgummi, SBR, Regeneratgummi, Polyisobutylen, akrylische Polymerisate einschließlich Mischpolymerisate, die aus einem Akrylsäureester als Hauptbestandteil mit ein bis zwölf Kohlenstoffatomen in einer Alkylgruppe vorhanden sind, ferner Akrylsäure, Metakrylsäure, Akrylamid, Vinylacetat, Styren u. dgl., Polymerisate auf Silikonbasis einschließlich Silikongummi oder ein Silikonharz, das durch Kondensationsreaktion eines Hydrolyseproduktes von Organochlorsilanen und anderen erhalten wird. Diese druckempfindlichen Klebemittel werden ohne Einschränkung benutzt einschließlich solcher, die nicht vulkanisierbar sind und eingeteilt werden können in organisch lösliche Sorten, wäßrige Emulsionsarten, warmschmelzende Arten, wäßrige Lösungsarten entsprechend deren Bezeichnung. Bei der Ausführung der Erfindung werden druckempfindliche Klebemittel ausgewählt unter Berücksichtigung der Art des Materials für die Tastenelemente und der Grundplatte. Die druckempfindlichen Klebstoffe können auch warmschmelzende Klebstoffe sein in Blatt- oder Folienform oder in geschichteten Laminaten, wobei z. B. ein Klebstoffilm ein Substrat und ein Klebstoffmaterial in verschiedenen Arten aufweist, das auf einer oder beiden Seiten des Substrates angebracht ist.

Bei den erfindungsgemäßen Tastenfeldabdeckungen werden die Tastenelemente an der gelochten Grundplatte befestigt, indem man nach einer vorübergehenden Befestigung unter Ausnutzung der Klebrigkeit ein Kontaktklebermittel aufträgt oder einen Klebeverbund mit einem vulkanisierbaren Silikongummi vorsieht, so daß schließlich einem Haltbarkeitsversuch mit wiederholten Betätigungen keine Lageveränderungen auftreten. Folglich ist die Tastenfeldabdeckung gemäß der Erfindung nicht von nach herkömmlichen Methoden einschließlich der Integralformung hergestellten Produkten zu unterscheiden. Falls erforderlich, können die Tastenelemente und die Grundplatten vorab mit einem Grundiermittel behandelt werden, beispielsweise mit einem Silan-Kopplungsmittel, Titanat- Kopplungsmittel u. dgl.

Das Aufbringen eines Silikongummis als Klebstoff oder eines Kontaktklebers auf die Tastenelemente und die Grundplatte wird vor oder nach dem Loch- oder Stanzvorgang durch Aufgießen, Bestreichen, Aufdrucken od. dgl. auf den gesamten Flächenbereich der Grundplatte oder auf begrenzte Umfangsbereiche an den Öffnungen und am Unterteil jedes der Grundplatte gegenüberliegenden Tastenabschnittes durchgeführt. Die Stanzarbeit an der Grundplatte kann, falls erwünscht, auch nach dem Aufbringen eines Abdeckfilms durchgeführt werden. Die Dicke der aufgetragenen Silikongummischicht oder des Kontaktklebers liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 0,005 und 2 mm oder vorzugsweise zwischen 0,04 und 0,3 mm, wobei sich herausgestellt hat, daß bei dieser Schichtdicke eine optimale Fixierung möglich ist. Bei Anwendung eines Kontaktklebers sollte die klebrige Oberfläche dort, wo der Klebstoff nach der Befestigung der Tastenelemente freibleibt, vorzugsweise abgedeckt werden, um Staubablagerungen zu verhindern; dazu dient ein Abdeckfilm aus Kunststoff, wie Polyester, Polypropylen, Polyäthylen u. dgl., ein Blatt Feinpapier, Kraftpapier oder Trennpapier, pulverförmige Materialien, Zellulose-Perlenmaterial, nicht-klebriges Überzugsmaterial u. dgl.

Im folgenden ist eine Tastenfeldabdeckung gemäß der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben, bei der die Tastenelemente unter Verwendung eines Silikongummi-Klebstoffes oder eines Kontaktklebers direkt an den Öffnungen einer Grundplatte befestigt sind. Fig. 1 bis 4 sind jeweils Längsschnitte des wesentlichen Teils einer Tastenfeldabdeckung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Unterteil 2 des Tastenelementes 1 ist durch Verkleben mit der Oberseite des Umfangsbereiches der Öffnung 4 an der Grundplatte 3 befestigt, wobei in Fig. 1 eine Schicht 5 aus Silikongummi oder einem Kontaktkleber eingezeichnet ist. Gemäß Fig. 2 ist das Unterteil 2 des Tastenelementes 1 mittels Verklebung an der Unterseite des Umfangsbereiches der Öffnung 4 der Grundplatte 3 mit Hilfe einer Schicht 5 aus Silikongummi oder einem Kontaktkleber befestigt. - Gemäß Fig. 3 ist das Unterteil 2 2 des Tastenelementes 1 durch Verkleben mit der Seiten- oder Stirnfläche des Öffnungsrandes 4 der Grundplatte 3 mit Hilfe einer Schicht 5 aus Silikongummi oder Kontaktkleber befestigt. Das Unterteil 2 des Tastenelementes 1 ist gemäß Fig. 4 mit Formvertiefungen oder Nuten und einer Schicht 5 aus Silikongummi oder Kontaktkleber auf dem Umfangsbereich der Öffnung 4 der Grundplatte 3 bzw. auf an der Oberseite des Umfangsbereiches der Öffnung 4 angebrachten Vorsprüngen 6 aufgeklebt, so daß auch hier eine teilweise formschlüssige Verbindung vorhanden ist.

Bei der Befestigungsmethode gemäß Fig. 2 werden Vorteile erzielt, indem der unerwünschte Niederschlag von Staub durch Beseitigung von Höhenunterschieden in den Verklebungsbereichen vermieden wird, die Größe des Betätigungshubes aufgrund der Dicke der Grundplatte weitgehend begrenzt ist und die Schicht von Silikongummi oder Kontaktkleber auf der Oberseite und damit die Möglichkeit fehlt, daß sich die Tastenelemente wie auf den Abdeckungen eines Tastenfeldes nach dem Stand der Technik verschieben oder verbiegen. Die erfindungsgemäß hergestellte Tastenfeldabdeckung hat u. a. als Kennzeichen, daß eine einzelne oder wenige Bauarten von Tastenelementen auch für unterschiedliche Erfordernisse von Tastenfeldabdeckungen genügen, während nach dem Stand der Technik die Integralformung durchgeführt und eine besonders ausgelegte Metallform für jede Abdeckungsart benötigt wird.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Tastenelemente unter Verwendung eines Klebstoffes oder eines Kontaktklebers an der Grundplatte befestigt, die Öffnungen in Abstimmung mit der Tastenanordnung enthält, wobei wenigstens eine jeweils ein oder eine Mehrzahl von Tastenelementen umfassende Körpereinheit angewendet wird mit dem Vorteil der Einsparung von Arbeitszeit zum Befestigen einzelner Tastenelemente, wenn eine größere Anzahl dieser Tastenelemente eingerichtet werden muß.

Bei dem vorbeschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird somit wenigstens eine der Körpereinheiten, die jeweils eine Mehrzahl von Tastenelementen trägt, benutzt, anstatt daß eine Anzahl von Tastenelementen getrennt befestigt werden muß. Die Körpereinheiten werden beispielsweise durch Ausschneiden in eine erwünschte Form aus einem Tastenblock hergestellt, indem man auf einer Gummiplatte gemäß Fig. 8 eine Mehrzahl von Tastenelementen vorsieht. Fig. 7 zeigt eine Kombination von drei Körpereinheiten mit einer Körpereinheit a, die in Reihen vier oder fünf nebeneinander angeordnete Tastenelemente aufweist, ferner eine Körpereinheit b mit neun Tastenelementen, die in drei Dreierreihen angeordnet sind und eine Körpereinheit c, die nur ein einziges Tastenelement trägt. Sämtliche Tastenelemente sind vorzugsweise von dünnen Bruch- oder Teilerlinien umgeben, so daß sich verschiedene Einheiten mit der jeweils gewünschten Anzahl von Tastenelementen entsprechend Fig. 8 leicht abteilen lassen.

Die Abdeckung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird hergestellt, indem man wenigstens eine Tastenelemente aufweisende Körpereinheit in oder an den Öffnungen der Grundplatte mit Hilfe von Klebstoff oder Kontaktkleber befestigt, wobei gegebenenfalls die Verbindungsflächen der Tastenelemente mit einem Grundiermittel vorbehandelt werden, um die Klebefestigkeit der Körpereinheit zu erhöhen.

Die Kontaktkleber zur Befestigung der Körpereinheiten von Tastenelementen an der Grundplatte werden aus den weiter oben beschriebenen Sorten ausgewählt. Die Klebstoffe werden unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Ziele aus Klebstoffsorten hitzehärtender Kunststoffe ausgewählt, beispielsweise aus Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, Phenol-Formaldehyd- Harzen, Resorcin-Formaldehyd-Harzen, Epoxy-Harzen und Silikonkautschukarten, wobei die Klebstoffe Arten von thermoplastischen Harzen sein können, wie Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, verschiedene Polymerarten, die aus Acrylsäureestern oder Metacrylsäureestern entstehen, Polyamiden, Polyestern, Polyamid-Imide, Polybenzimidazole und Polyimide und polymerische Klebstoffe der Verbundarten, beispielsweise Verbindungen von Polyvinylacetal und Phenol-Formaldehyd- Harz, Gummi und Phenol-Formaldehyd-Harz, Epoxyharz und Nylon u. dgl. ohne besondere Beschränkung. Wie weiter oben ist auch hier die Verwendung eines Kopplungsmittels möglich. Außerdem kann die Anwendung eines dreischichtigen Laminates zweckmäßig sein, das sich aus Klebstoffen der obengenannten Art zusammensetzen, und wobei eine Zwischenschicht in Form eines Klebstoffilms vorgesehen ist.

Die Anwendung eines druckempfindlichen Klebstoffes oder Kontaktklebers gibt die Möglichkeit, einzelne Tastenelemente zu ersetzen, während die Anwendung eines Klebstoffes zum Vorteil einer hohen Bindungsfestigkeit führt im Vergleich zur Anwendung eines Kontaktklebers bei fehlender Zug- oder Schubbeanspruchung. Außerdem werden hohe Lebensdauer und das Verschwinden der Oberflächenklebrigkeit nach der Vulkanisierung erreicht, so daß Staubablagerungen vermieden werden. Das Verfahren zum Auftragen des Klebstoffes oder Kontaktklebers und die bevorzugte Schichtdicke entspricht den weiter oben gemachten Angaben. Bei der Anwendung eines nicht-vulkanisierbaren Kontaktklebers sollte vorzugsweise eine Hinterlegung mit Hilfe eines Kunststoffilms oder eines Blatt Trennpapieres vorgenommen werden, um den Staubniederschlag aufgrund der anhaltenden Klebrigkeit an anderen Teilen als den die Tastenelemente tragenden Körpereinheiten zu vermeiden.

Im folgenden wird eine Tastenfeldabdeckung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Fig. 10, 11 und 12 zeigen jeweils in einem Längsschnitt den wesentlichen Teil der Abdeckung. Dabei ist das Unterteil 2 jedes Tastenelementes 1 auf der Oberseite der Grundplatte 3 im Umfangsbereich der Öffnung 4 in Fig. 10 unter Verwendung eines Kontaktklebers angeklebt. Gemäß Fig. 2 ist das Unterteil 2 jedes Tastenelementes 1 an der Unterseite der Grundplatte 3 im Umfangsbereich der Öffnung 4 unter Verwendung eines Kontaktklebers angeklebt. Gemäß Fig. 12 enthält die Unterseite 2 jedes Tastenelementes 1 Formvertiefungen, über die es an den Umfangsbereich der Öffnung 4 der Grundplatte 3 unter Verwendung eines Kontaktklebers befestigt ist, indem die Formvertiefungen auf entsprechende Vorsprünge aufgepaßt oder aufgesteckt werden, die auf dem Umfangsbereich der Öffnung den Vertiefungen gegenüber angeformt sind. Die bei der Befestigungsart gemäß Fig. 11 erreichten Vorteile sind die gleichen wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in Fig. 2. Die Tastenfeldabdeckung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird dadurch hergestellt, daß das die mit den Tastenelementen versehenen Körpereinheiten gemeinsam auf die den Eingabeteil des Tastenfeldes bildende Grundplatte aufmontiert bzw. mit dieser zusammengebaut werden.

Die neue und verbesserte Grundplatte für die Tastenfeldabdeckung ist auch insoweit erfinderisch, als die lagemäßige Ausrichtung und Anpassung der ausgestanzten Tastenelemente einfach und genau durchgeführt werden kann. Als Eigenheit besitzt die erfindungsgemäße Grundplatte zum Aufbau der Tastenelemente dienende Öffnungen in Übereinstimmung mit dem Anordnungsmuster der festen Kontaktpunkte auf einer gedruckten Schaltungsplatte, die mit örtlich festgelegten Kontaktpunkten und der erforderlichen Schaltungsverdrahtung hergestellt ist.

Es wurde gefunden, daß die Erhöhung und die Unübersehbarkeit der Ursachen des Schrumpfverhaltens des Formteils und dessen Ausdehnung oder Zusammenziehen im Betrieb abhängig sind vom Vorhandensein dickwandiger oder vorspringender Abschnitte ähnlich den Tastenelementen. Weiterhin ist gefunden worden, daß die im Zusammenhang mit dem Schrumpfverhalten des Formteils und dessen Aufweitung und Zusammenziehen im Gebrauch wie auch die bei der lagemäßigen Ausrichtung auftretenden Schwierigkeiten verhältnismäßig leicht beseitigt werden können, indem man eine Montagegrundplatte mit Öffnungen zum Anbringen der Tastenelemente benutzt, die der Anordnung der festen Kontaktpunkte auf einer gedruckten Schaltungsplatte mit Elektrodenkontaktelementen und einer Schaltungsverdrahtung gegenübergestellt wird. Die Fertigungsstufe der Integralformung kann ohne weiteres weggelassen und durch einen getrennten Klebeverbund der einzelnen Tastenelemente ersetzt werden, die dann jeweils der erwünschten Form der Grundplatte angepaßt und dort angeklebt werden. Folglich lassen sich Tastenfeldabdeckungen in jeder erwünschten Feldaufteilung mit niedrigen Kosten herstellen, wenn die Grundplatten entsprechend gelocht worden sind.

Nachfolgend werden Grundplatten für die Tastenfeldabdeckungen gemäß der Erfindung zur Befestigung der Tastenelemente unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 17a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Grundplatte, während in Fig. 17b zwei verschiedene Arten von Tastenelementen perspektivisch gezeigt sind, die mit der Grundplatte zusammenzubauen sind. Die Grundplatte gemäß Fig. 17a besteht beispielsweise als Rechteckplatte 1 aus einem Silikongummi und enthält neun Öffnungen 2, die zu drei Reihen und drei Spalten am rechten Abschnitt der Platte angeordnet sind. Außerdem sind im linken Abschnitt eine kreisförmige Öffnung 3 und eine quadratische Öffnung 4 vorgesehen. Diese Öffnungen 2, 3 und 4 befinden sich in einer Anordnung, bei der sie jeweils den nicht gezeigten ortsfesten Kontaktpunkten auf einer gedruckten Schaltungsplatte gegenüberstehen, auf der die Abdeckung zu befestigen ist. Eine Tastenfeldabdeckung wird nun dadurch hergestellt, daß serienmäßige oder übliche Tastenelemente, die unabhängig unter Berücksichtigung einer überwachten Qualität hinsichtlich des Schrumpfverhaltens, der Schlagfestigkeit, Farbgebung u. dgl. hergestellt worden sind, an den Umfangsbereichen der Öffnungen 2, 3 und 4 mit Hilfe geeigneter Mittel, wie Klebstoff oder Kontaktkleber, befestigt werden. Die Grundplatte kann unter Verwendung von Bohrwerkzeugen, einer Messerschneide, Stanzwerkzeugen u. dgl. gleichzeitig mit der Umfangsbeschneidung hergestellt worden.

Fig. 18 zeigt im Querschnitt eine Tastenfeldabdeckung, die unter Verwendung einer Montagegrundplatte gemäß der Erfindung hergestellt worden ist. Eine Mehrzahl von Tastenelementen 5 mit jeweils einer beweglichen Kontaktstelle 6 sind an den Umfangsbereichen der Öffnungen 10 der Montagegrundplatte 1 befestigt, die einen geschichteten Aufbau aufweist, bestehend aus einer Kunststoffplatte 8, beispielsweise aus Polyäthylen- Terephthalat und aus einer Aluminiumfolie 9 als elektromagnetische Abschirmung (EMI). Die Tastenelemente sind an der Unterseite der Montageplatte 1 mittels einer Klebstoffschicht 7 befestigt.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, wird die zur Befestigung der Tastenelemente dienende Grundplatte unabhängig von den Tastenelementen hergestellt. Der Umfang des aus dem Gieß- oder Formvorgang resultierenden Schrumpfverhaltens und des Zusammenziehens im Gebrauch kann man leicht von vornherein aufgrund der planaren Formgebung abschätzen. Die dem Anordnungsmuster der ortsfesten Kontaktpunkte auf der Schaltungsplatte gegenüberliegenden Öffnungen, an denen die Tastenelemente befestigt werden, werden vom Vorgang des Zusammenziehens oder der Kontraktion im Betrieb nach dem ursprünglichen Schrumpfverhalten nicht mehr berührt, so daß die Tastenfeldabdeckungen mit einem beabsichtigten Anordnungsmuster von Tastenelementen leicht und mit niedrigen Kosten ohne weitere Berücksichtigung des Schrumpfverhaltens und des Zusammenziehens im Betrieb hergestellt werden können. Die Tastenfeldabdeckung und die zu deren Herstellung dienende Grundplatte gemäß der Erfindung haben in der industriellen Anwendung zahlreiche Vorteile, insbesondere die Möglichkeit der wirtschaftlichen Kleinserienproduktion mehrerer unterschiedlicher Modelle mit verringertem Umfang der Lagerhaltung und einer erhöhten Produktionswirtschaftlichkeit.

Die Erfindung ist nachfolgend mit weiteren Einzelheiten anhand von Beispielen beschrieben, wobei Hinweise auf "Teile" oder "Anteile" immer als Gewichtsanteil verstanden werden sollen.

Vorfertigung 1 (Herstellung von Tastenelementen)

Elemente für elektrisch leitende Kontaktpunkte wurden durch Formpressung mit einem Druck von 50 kg/cm² bei 170°C eines elektrisch leitfähigen Gummigemisches der Zusammensetzung von 70 Teilen Silikongummigemisch (KE 742 U, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.), 30 Teilen Acetylenpech und 0,5 Teilen Dicumylperoxid hergestellt. Diese elektrisch leitenden Kontaktelemente wurden auf die entsprechenden Stellen einer Metallform zur Herstellung von Tastenelementen befestigt, worauf ein isolierendes Gummigemisch eingefüllt wurde, bestehend aus 100 Teilen Silikongummigemisch (KE 951 U, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.), 1,5 Teilen Dicumylperoxid und 0,5 Teile Pigmentweiß. Rohlinge der Tastenelemente, bestehend aus leitfähigen Kontaktstellen mit isolierender Gummimasse in zusammenhängender Form wurden dann im Druckpreßverfahren durch Vulkanisierung des Gummigemisches bei 170°C und unter einem Druck von 50 kg/cm² hergestellt. Jeder Rohling enthielt 48 Tastenelemente, jeweils mit einem Außendurchmesser von 9,5 mm und einem Innendurchmesser von 8,7 mm in der Wölbung, einer Wölbungshöhe von 3,3 mm und einer Wölbungswandstärke von 0,8 mm, wobei Schwächungs- oder Teilerlinien um die Wölbungen herum in Abständen von 13 mm im senkrechten Verlauf und von 15 mm im Querverlauf angebracht waren. Einzelne Formteile der Abmessungen 13 mm × 15 mm mit jeweils einem Tastenelement wurden dann durch Aufteilung von 20 Rohlingen entlang der Schwächungslinien hergestellt.

Vorfertigung 2

In einer Metallform wurde ein isolierendes Gummigemisch bestehend aus 100 Teilen Äthylen-Propylen-Copolymer- Kautschuk EPDM 501 A, Erzeugnis der Sumitomo Chemical Industries Co.), 40 Teilen Kalziumkarbonat, 3 Teilen Dicumylperoxyd, 1 Teil Vulkanisierungsbeschleuniger, 0,5 Teile roter Farbstoff und 40 Teilen Weichmacher auf Paraffinbasis. Durch Mehrfachformung bei gleichzeitiger Vulkanisierung des Gemisches bei 170°C und einem Druck von 50 kg/cm² wurden 480 einzelne Tastenelemente wie bei der Vorfertigung 1 mit nachfolgender Aufteilung in Einzelelemente mit den Abmessungen 13 mm × 15 mm hergestellt.

Vorfertigung 3

Durch Mehrfachformung aus einem Gemisch der gleichen Zusammensetzung wie in der Vorfertigung 1 mit der Ausnahme, daß schwarzer Farbstoff zur Anwendung kam wurden 260 Tastenelemente in 10 Platten hergestellt, von denen jede 26 Tasten mit eingeformten elektrisch leitenden Kontaktpunkten enthielt. Die Tastenelemente hatten jeweils einen Außendurchmesser von 14,4 mm, einen Innendurchmesser von 10,0 mm, einen Innendurchmesser in der Wölbung von 13,4 mm, eine Wölbungshöhe von 6 mm und eine Wölbungswandstärke von 0,8 mm. Aus den zusammenhängenden Gummiplatten wurden kreisförmige Tastenelemente mit jeweils einem Durchmesser von 18,4 mm ausgeschnitten.

Vorfertigung 4

Durch Mehrfachformung eines Gemisches ähnlicher Art wie bei der Vorfertigung 3 mit der Ausnahme, daß blauer Farbstoff zur Anwendung kam, wurden 770 Tastenelemente in zehn Gummiplatten von jeweils 77 Einzelelementen hergestellt. Die einzelnen Tastenelemente besaßen einen Außendurchmesser von 8,0 mm, einen Innendurchmesser von 5,0 mm, einen Wölbungsinnendurchmesser von 7,4 mm, eine Wölbungshöhe von 3,0 mm und eine Wölbungswandstärke von 0,7 mm. Aus den geformten Gummimatten wurden die einzelnen Tastenelemente zu Rechtecken mit einer Kantenlänge von 10 mm × 12 mm ausgeschnitten.

Vorfertigung 5

Durch Mehrfachformung eines Gemisches der bei der Vorfertigung 1 verwendeten Art wurden zehn aus zusammenhängenden Tastenelementen bestehende Platten gefertigt, von denen jede 480 Tastenelemente enthielt, die von im Abstand von 13 mm in Quer- und Längsrichtung verlaufenden Schwächungs- oder Teilungslinien in beiden Richtungen umgeben waren.

Vorfertigung 6

Durch Mehrfachformung wurden aus einem Gemisch der in der Vorfertigung 1 verwendeten Art, jedoch unter Verwendung von blauem Farbstoff, elf Matten mit jeweils 770 Tastenelementen gefertigt, wobei gleichmäßige Teilerlinien im Abstand von 10 mm in Querrichtung und von 12 mm in Längsrichtung vorgesehen waren. Jedes Tastenelement hatte einen Außendurchmesser von 8,0 mm, einen Innendurchmesser von 5,0 mm, einen Wölbungsinnendurchmesser von 7,4 mm, eine Wölbungshöhe von 3,0 mm und eine Wölbungswandstärke von 0,7 mm.

Vorfertigung 7

Durch Mehrfachformung eines Gemisches der bei der Vorfertigung 2 verwendeten Art wurden zehn Matten mit jeweils 260 Tastenelementen hergestellt, wobei die Teilungsabstände in Längs- und Querrichtung 19,0 mm betrugen. Die einzelnen Tastenelemente hatten einen Außendurchmesser von 14,4 mm, einen Innendurchmesser von 10,0 mm, einen Wölbungsinnendurchmesser von 13,4 mm, eine Wölbungshöhe von 6,0 mm und eine Wandstärke der Wölbung von 0,8 mm.

Beispiel 1

Eine aus vulkanisiertem, isolierendem Silikongummi bestehende Matte mit den Abmessungen 250 × 50 × 0,6 mm erhielt durch Aufwalzen einen Überzug mit einer Schichtdicke von 0,1 mm aus einem bei Niedertemperatur vulkanisierbaren Silikongummigemisch (KE 167, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.) und wurde anschließend mit einer Polypropylenschicht einer Dicke von 0,025 mm als Abdeckfilm beschichtet. Eine Grundplatte mit den Außenabmessungen 60 × 80 mm erhielt zwölf Öffnungen jeweils mit einem Durchmesser von 11,5 mm, angeordnet in drei Reihen zu vier Spalten mit einem gleichmäßigen Teilungsabstand von 16,0 mm unter Verwendung eines Schneidmessers, worauf der Polypropylenfilm abgezogen wurde.

Anschließend wurden sechs Stück Tastenelemente aus der Vorfertigung 1 sowie sechs weitere Tastenelemente aus der Vorfertigung 2 mit einem Grundiermittel (Primer Nr. 4, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.) an der der Grundplatte gegenüberliegenden Oberfläche ihres Unterteils behandelt, anschließend getrocknet und dann von der Unterseite durch die Öffnungen der Grundplatte gemäß Fig. 2 eingeführt. Die Vulkanisierung des Silikongummis erfolgte durch Aufheizen in einem Ofen für 30 Minuten bei 160°C, so daß eine Tastenfeldabdeckung entstand mit fest an der Grundplatte angehefteten Tastenelementen. Die Tastenfeldabdeckung wurde einem Dauerversuch von 10 000 000 Betätigungshüben unterworfen.

Beispiel 2

Eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 300 × 300 × 0,2 mm wurde mit dem gleichen Grundiermittel wie im Beispiel 1 beschichtet, getrocknet und dann mit einem Silikongummifilm einer Schichtdicke von 0,02 mm auf der mit Grundiermittel behandelten Oberfläche beschichtet. Danach wurde dies Laminat mit den Abmessungen 60 × 230 mm in einem Stanzwerkzeug zum Einbringen von 30 Öffnungen, jeweils mit einem Durchmesser von 16,0 mm in einer Anordnung von drei Reihen zu zehn Spalten gelocht. Die Oberfläche rund um den Umfang jeder Öffnung wurde mit dem gleichen nicht-vulkanisierten Silikongummi, wie oben beschichtet.

Als nächstes wurden 30 Tastenelemente gemäß Vorfertigung 3 an den Umfangsbereichen der Öffnungen mit Hilfe des aufgebrachten nicht-vulkanisierten Silikongummis vorläufig angeklebt, und anschließend wurde das Werkstück durch Aufheizen auf 100°C in einem Ofen für 60 Minuten vulkanisiert, so daß die Tastenelemente fest an der Grundplatte anhafteten. Die so hergestellte Abdeckung durchlief einen Dauerversuch mit 10 000 000 Betätigungshüben und besaß ausgezeichnete antistatische Eigenschaften.

Beispiel 3

Eine Folie aus Polykarbonatharz mit den Abmessungen 300 × 300 × 0,2 mm wurde an der Oberseite mit dem gleichen Grundiermittel wie im Beispiel 1 beschichtet, getrocknet und dann in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gelocht, um 15 Öffnungen jeweils mit einem Durchmesser von 9,0 mm in einer Anordnung von drei Reihen zu fünf Spalten im oberen Bereich mit einem Teilungsabstand von 13 mm herzustellen, während weiterhin 20 Öffnungen mit gleichem Durchmesser von jeweils 10,5 mm in einer Anordnung zu vier Reihen mit fünf Spalten und einem Teilungsabstand von 15,0 mm im unteren Teil des Werkstückes vorgesehen wurden. Eine Silikongummischicht von 0,3 mm Dicke wurde durch Siebdruck auf die Umfangsbereiche der Öffnungen aufgebracht unter Anwendung einer selbstklebenden Silikongummimischung mit Additionsreaktion (KE 18 ABC, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.), der ein Platinkatalysator beigemischt war.

Als nächstes wurden 15 Tastenelemente entsprechend der Vorfertigung 4 in den Öffnungen im Oberteil der aus Polykarbonat bestehenden Grundplatte und 20 weitere Tastenelemente entsprechend der Vorfertigung 1 in den Öffnungen des Unterteils der Grundplatte angeordnet. Der Silikongummi des soweit vorbereiteten Werkstückes wurde durch Aufheizung auf 100°C 60 Minuten in einem Ofen vulkanisiert, so daß eine Tastenfeldabdeckung mit zwei verschiedenen Arten von Tastenelementen entstand, die mit der Grundplatte verklebt waren. Die Abdeckung durchlief einen Dauerversuch mit 10 000 000 Betätigungshüben.

Beispiel 4

Eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 100 × 100 × 0,15 mm wurde mit einem druckempfindlichen Klebstoff auf Silikonbasis (KR-101-10, Erzeugnis der Shin-Etsu Chemical Co.) in einer Dicke von 0,10 mm durch Aufgießen überzogen und mit einem Polypropylenfilm beschichtet. Anschließend wurden in das Laminat 16 Öffnungen, jeweils mit einem Durchmesser von 11,5 mm eingestanzt, die in vier Reihen zu vier Spalten mit einem Teilungsabstand von 15,5 mm angeordnet waren, worauf man den Polypropylenfilm abzog.

Anschließend wurde das Unterteil von 16 Tastenelementen, die entsprechend der Vorfertigung 1 hergestellt worden waren, in jeweils eine aus der Polyesterfolie ausgestanzten Öffnungen eingeführt und in der Art gemäß Fig. 2 mittels eines Klebstoffes dort angebracht. Die so hergestellte Abdeckung durchlief einen Dauerversuch mit 1 000 000 Betätigungshüben.

Beispiel 5

Auf eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 100 × 100 × 0,15 mm wurde ein druckempfindlicher Klebstoff auf Acrylatbasis mit einer Dicke von 0,07 mm aufgegossen (DA-672, Erzeugnis der Nogawa Chemicals Co.) und dann mit einem Propypolylenfilm beschichtet. Dann wurden in das Laminat 16 Öffnungen eingestanzt, jeweils mit einem Durchmesser von 11,5 mm und in einer Anordnung von vier Reihen und vier Spalten und einem Teilungsabstand von 15,5 mm, wobei anschließend der Polypropylenfilm abgezogen wurde.

Anschließend wurden das Unterteil von jeweils 16 Tastenelementen, die entsprechend der Vorfertigung 2 hergestellt waren, in jeweils eine der Öffnungen der gelochten Polyesterfolie eingeführt und an dieser mit Hilfe eines Klebstoffes in der in Fig. 2 gezeigten Art befestigt. Die so hergestellte Tastenfeldabdeckung durchlief einen Dauerversuch von 1 000 000 Betätigungshüben.

Beispiel 6

Eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 120 × 350 × 0,1 mm wurde mit einem zuvor auf die gleichen Abmessungen gebrachten Film eines druckempfindlichen Klebstoffes auf Acrylatbasis (Nr. 5302, Erzeugnis der Nitto Denko Co.), einem Zwischenträgerfilm und einem Silikonkleber beschichtet, wobei die Acrylatkleber-Schicht der Polyesterfolie benachbart war. Anschließend wurde in dieses Laminat mit den Außenabmessungen von 100 × 320 mm 60 Öffnungen jeweils mit einem Durchmesser von 16 mm eingestanzt, die zu vier Reihen und fünfzehn Spalten, jeweils mit einem Teilungsabstand von 19,4 mm angeordnet waren.

Nachfolgend wurden 16 Tastenelemente aus der Vorfertigung 3 in die aus der Polyesterfolie ausgestanzten Öffnungen eingeführt und an der Folie mit Hilfe eines Klebstoffes in der in Fig. 3 gezeigten Art und Weise befestigt. Die so hergestellte Tastenfeldabdeckung durchlief einen Dauerversuch von 1 000 000 Betätigungshüben.

Beispiel 7

Eine Polykarbonatfolie mit den Abmessungen 120 × 80 × 0,1 mm wurde mit dem gleichen Klebstoff auf Silikonbasis wie im Beispiel 3 mit einer Schichtdicke von 0,08 mm durch Aufgießen beschichtet und mit einem Polypropylenfilm kaschiert. Danach wurden in das so gebildete Laminat 20 Öffnungen eingestanzt, jeweils mit einem Durchmesser von 9,0 mm in einer Anordnung von vier Reihen und fünf Spalten und jeweils mit einem Teilungsabstand von 15,0 mm unter Verwendung einer Stanzmatrize, worauf der Polypropylenfilm abgezogen wurde.

Anschließend wurden 20 Tastenelemente aus der Vorfertigung 4 in die Öffnungen der gelochten Polycarbonatfolie eingeführt und mit Hilfe eines Klebstoffes befestigt, worauf ein Abdeckfilm auf die freibleibende klebrige Oberfläche aufgebracht wurde. Die so hergestellte Tastenfeldabdeckung durchlief einen Dauerversuch von 1 000 000 Betätigungshüben.

Beispiel 8

Die aus zusammenhängenden Tastenelementen bestehenden Formmatten aus der Vorfertigung 5 wurden entlang der Teilerlinien in elf Tafeleinheiten entsprechend der folgenden Tabelle unterteilt.

Anschließend wurde auf eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 500 × 500 × 0,1 mm das gleiche Grundiermittel wie im Beispiel 2 aufgetragen und getrocknet. Danach wurde die Folie mit dem bei niedrigen Temperaturen vulkanisierbaren Silikonkautschuk wie im Beispiel 1 einschließlich eines Plastinkatalysators mit einer Dicke von 0,1 mm durch Aufwalzen beschichtet mit anschließendem Aufbringen eines Polypropylenfilms einer Dicke von 0,025 mm als Abdeckung. Dieses Laminat wurde auf Außenabmessungen von 130 × 430 mm ausgestanzt und mit Öffnungen von jeweils einem Durchmesser von 10,5 mm entsprechend dem in Fig. 14 gezeigten Muster bei einem Teilungsabstand von 13,0 mm versehen. Anschließend wurde der Polypropylenfilm abgezogen, um so eine Grundplatte für eine Tastenfeldabdeckung zur Verfügung zu stellen.

Im folgenden wurden die die Tastenelemente enthaltenden Körpereinheiten aus den oben angeführten Zuschnitten eingesetzt, indem man sie auf die entsprechenden Stellen und Plätze der Grundplatte ausrichtete und die Gesamtanordnung in einem Ofen 60 Minuten lang auf 100°C aufheizte, um den Silikongummi zu vulkanisieren. Bei der so fertiggestellten Tastenfeldabdeckung waren die mit den Tastenelementen versehenen Körpereinheiten fest mit der Grundplatte verbunden. Die Abdeckeinheit durchlief einen Dauerversuch von 10 000 000 Betätigungshüben. Die Arbeitszeit zur Montage der Körpereinheiten auf der Grundplatte betrug nur 40 Sekunden.

Beispiel 9

Aus den entsprechend der Vorfertigung 5, 6 und 7 stammenden, die Tastenelemente enthaltenden Platten wurden die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Tafeleinheiten entlang der Teilerlinien ausgeschnitten.

Getrennt davon wurde eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 180 × 180 × 0,125 mm ausgestanzt und mit Öffnungen entsprechend dem in Fig. 15 angegebenen Anordnungsmuster für ein Tastenfeld versehen und dann mit der selbstklebenden Silikongummimischung wie im Beispiel 2 einschließlich eines Platinkatalysators an den Randbereichen der Öffnungen durch Siebdruck in einer Schichtdicke von 0,03 mm überzogen.

Als nächstes werden die die Tastenelemente enthaltenden Tafeleinheiten entsprechend der vorstehenden Tabelle in die Öffnungen im unteren Teil der Grundplatte eingesetzt und verklebt und dann zwecks Vulkanisierung für 30 Minuten in einem Ofen bei 150°C aufgeheizt. Bei der so hergestellten Tastenfeldabdeckung waren die die Tastenelemente enthaltenden Tafeleinheiten fest mit der Grundplatte verbunden und hielten einem Dauerversuch von 10 000 000 Betätigungshüben stand. - Die Arbeitszeit zum Einrichten und zum Anbringen der Tafeleinheiten betrug nur 25 Sekunden.

Beispiel 10

Vorbereitende Arbeiten wurden in ähnlicher Weise wie beim Beispiel 8 durchgeführt, um elf Tafeleinheiten herzustellen, in denen ein oder mehrere Tastenelemente vereinigt sind.

Davon unabhängig wurde eine Polyesterfolie mit den Abmessungen 500 × 500 × 0,1 mm mit einem gleich groß bemessenen Film eines druckempfindlichen Klebstoffes wie im Beispiel 7 beschichtet. Aus dem so entstandenen Laminat wurden entsprechend Fig. 16 Öffnungen A, B, C, D und E verschiedener Größen und Umrisse ausgeschnitten. Die Tafeleinheiten mit den Tastenelementen wurden an den ihnen zugeordneten Stellen der Grundplatte in der in Fig. 11 gezeigten Art angebracht.

Um eine Staubablagerung an den freiliegenden Klebschichtstellen zu vermeiden, die in Fig. 16 gestrichelt sind, wurden Abdeckmasken aus Kunststoffilm oder aus einem Trennpapierblatt aufgelegt, das mit Ausschnitten versehen war, die den Tastenelementen der an Ort und Stelle angebrachten Tafeleinheiten entsprachen. Die auf diese Weise hergestellte Tastenfeldabdeckung wurde einem Dauerversuch von 1 000 000 Betätigungshüben ausgesetzt.

Die zum Einrichten und Anbringen der die Tastenelemente enthaltenden Tafeleinheiten an der Grundplatte benötigte Zeit betrug nur 38 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 1

Die gemäß Vorfertigung 5 hergestellte, aus aneinanderhängenden Tastenelementen bestehende Platte wurde in 81 einzelne Tastenelemente mit den Abmessungen 13 mm × 13 mm unterteilt. Diese Tastenelemente wurden einzeln an die für sie vorgesehenen Stellen in der gelochten Grundplatte entsprechend Fig. 14 eingesetzt, die wie im Beispiel 8 mit einem Silikongummi beschichtet und entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 11 von der Unterseite her mit den Tastenelementen verbunden wurde. Zum Vulkanisieren wurde das Werkstück in einem Ofen 60 Minuten lang auf 100°C aufgeheizt. Bei der so hergestellten Tastenfeldabdeckung hafteten die Tastenelemente fest an der Grundplatte an, und die Abdeckung durchlief einen Dauerversuch von 10 000 000 Betätigungshüben. Das Einrichten und Anbringen der einzelnen Tastenelemente in die Öffnungen der Grundplatte erforderte jedoch 160 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 2

Durch Vorfertigungen 4, 6 und 7 hergestellte, die Tastenelemente enthaltende Blöcke wurden in fünf, acht bzw. siebzehn einzelne Tastenelemente unterteilt.

Diese Tastenelemente wurden in die Öffnungen der gelochten Grundplatte eingeführt, die in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 hergestellt und mit einer Silikongummischicht an der Unterseite entsprechend Fig. 11 an den vorbestimmten Stellen entsprechend Fig. 15 beschichtet worden war. Zur Vulkanisierung des Silikonkautschuks wurde das so weit fertiggestellte Werkstück in einem Ofen 30 Minuten lang auf 150°C aufgeheizt. Die Tastenelemente hafteten fest an der Grundplatte an und hielten bei einem Dauerversuch 10 000 000 Betätigungshübe aus. - Die Arbeitszeit zum Anbringen und Einsetzen der Tastenelemente an die Unterseite der Grundplatte betrug 80 Sekunden.

Claims

1. Abdeckung für ein Tastenfeld, gekennzeichnet durch eine mit Öffnungen versehene Grundplatte und durch Tastenelemente, die jeweils am Umfangsbereich einer der Öffnungen befestigt sind, wobei die Öffnungen entsprechend dem Aufteilungsmuster der Tastenelemente angeordnet sind.

2. Tastenfeldabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenelemente jeweils unter Verwendung eines Klebstoffes auf Silikonkautschukbasis an dem Umfangsbereich der Öffnungen der Grundplatte befestigt sind.

3. Tastenfeldabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenelemente jeweils unter Verwendung eines druckempfindlichen Klebstoffes bzw. eines Kontaktklebers am Umfangsbereich der Öffnungen der Grundplatte befestigt sind.

4. Tastenfeldabdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenelemente jeweils am Umfangsbereich einer Öffnung in der Grundplatte, insbesondere zusätzlich befestigt sind, indem ein einerseits angeformter Vorsprung in eine andererseits eingeformte Vertiefung eingebracht wird.