DE4417450C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Tastaturfolien mit rückfedernden Springkuppen - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von Tastaturfolien mit rückfedernden SpringkuppenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bestehend aus
einer Matrize mit mehreren im wesentlichen spalten- und
zeilenweise angeordneten, unter sich gleichen, runden
Ausnehmungen sowie aus einer Patrize mit koaxial zu den
Ausnehmungen der Matrize angeordneten, unter sich eben
falls gleichen, runden Formstempeln, die kugelsegmentför
mige Stirnflächen mit einer Kugelsegmenthöhe von 0,5 mm
bis 1,5 mm aufweisen, zur Herstellung von Tastaturfolien,
aus Polyester, mit kontaktgebenden Spring
kuppen, die bei axialer Betätigung federnd vor- und
zurückschnappen und die aus einseitig aus der Folienebene
heraustretenden, im wesentlichen kreisförmigen Ausprägun
gen bestehen und hohlseitig mit einem elektrischen Lei
terbelag beschichtet sind, sowie eine Tastaturfolie dieser Art.
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen der gattungsgemä
ßen Art bestehen die Ausnehmungen der Matrize aus kugel
segmentförmigen Vertiefungen und die Formstempel aus
kugelsegmentförmigen Erhöhungen, wobei sich die Krüm
mungsradien der Vertiefungen von den Krümmungsradien der
Erhöhungen um das Dickenmaß der zu prägenden Tastaturfo
lie unterscheiden.
Abgesehen davon, daß es arbeitstechnisch sehr aufwendig
und teuer ist, solche kugelsegmentartigen Vertiefungen
mit der erforderlichen Maßgenauigkeit, die im Bereich
eines hundertstel Millimeters und darunter liegt, sowie
mit der erforderlichen polierten Oberflächenglätte her zu
stellen, muß bei der Verwendung solcher Formwerkzeuge auf
höchste Sauberkeit geachtet werden. Schon kleine Fasern
oder Staubkörner in einer solchen Vertiefung oder an der
Stirnfläche der Erhöhung können Schäden verursachen,
welche die ganze Folie unbrauchbar machen.
Hinzu kommt, daß die exakt kugelsegmentartige Form der
Springkuppen, die mit solchen bekannten Formwerkzeugen
erzeugt werden, je nach Krümmungsradius und Foliendicke
schlechte Schnappeigenschaften aufweisen bzw. nicht
zuverlässig genug zurückfedern, wenn sie nach einer
Betätigung wieder frei werden. Ihre Funktionssicherheit
als Taste ist unzulänglich.
Weil sich bei diesen bekannten Formwerkzeugen die Krüm
mungsradien der kugelsegmentförmigen Vertiefungen in der
Matrize und die Krümmungsradien der ebenfalls kugelseg
mentförmigen Formstempel möglichst exakt um das Maß der
Dicke des zu einer kugelsegmentförmigen Wölbung verform
ten Folienabschnittes unterscheiden müssen, ist es auch
erforderlich, für jede Foliendicke ein spezielles Form
werkzeug herzustellen. Aus demselben Grund ist es auch
erforderlich, daß die Foliendicken sehr engen Toleranzen
unterliegen und daß auch die Verformungstemperaturen, die
bei 70°C liegen, während des Prägevorganges exakt einge
halten werden.
Bei einem aus einer Matrize und einer Patrize bestehenden
Prägewerkzeug zur Herstellung von reißbaren Verschlüssen
in Blechbehältern ist es bereits bekannt (AT 355 489),
Formstempel mit einer kugelsegmentförmigen Stirnfläche
vorzusehen und die Matrize mit Ausnehmungen zu versehen,
deren Weiten größer sind als der Durchmesser des
Formstempels und deren Tiefen größer sind als der
Verformungshub des Formstempels. Für die erfindungsgemäß
beabsichtigte Bearbeitung von Polyesterfolien sind diese
bekannten Prägewerkzeuge jedoch nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst
einfach herstellbare Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit der in aus Polyester bestehenden
Tatasturfolien mit unterschiedlichen Dicken von etwa 0,01
mm bis 0,03 mm problemlos Springkuppen erzeugt werden
können, die als kontaktgebende Tastenelemente bei Betäti
gung die gewünschten Schnappeigenschaften aufweisen,
welche gewährleisten, daß die Springkuppen sowohl beim
tastenartigen Betätigen als auch beim Loslassen schnap
pende Springbewegungen und somit auch einwandfreie
Schaltfunktionen ausführen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung, bei der die Ausnehmungen der Matrize jeweils
einen Durchmesser aufweisen, der um den Faktor 1,1 bis
1,4, wenigstens jedoch um 1 mm größer ist als der Durch
messer der Formstempel und daß die Ausnehmungen jeweils
eine axiale Tiefe aufweisen, die größer ist als der
Verformungshub, um welchen die Ausprägungen durch die
Formstempel in die Ausnehmungen gezogen werden.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, bei
der die Ausnehmungen der Matrize in ihrer einfachsten
Form gemäß Anspruch 2 aus durchgehenden zylindrischen
Bohrungen bestehen können, ist es nicht nur möglich
erhebliche Fertigungskosten des Formwerkzeuges zu sparen,
sondern auch die bei den herkömmlichen Formwerkzeugen
unvermeidlichen Ausschußzahlen praktisch auf Null zu
senken, weil die Ausprägungen auf der dem Formstempel
gegenüberliegenden Seite völlig frei sind und nicht durch
irgendwelche in den Ausnehmungen vorhandenen Verunreini
gungen, wie Staubkörner, Haare, Fusseln od. dgl. beschä
digt werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich überdies
eine Tastaturfolie mit den Kennzeichen der Ansprüche 7
bis 10 erzeugen, deren Springkuppen optimale Schnappei
genschaften aufweisen und somit ihre bestimmungsgemäßen
Funktionen störungsfrei ausüben können.
Die Unteransprüche 3 bis 6 betreffen vorteilhafte Ausge
staltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach
folgend anhand der Zeichnung ebenso wie der Aufbau einer
mit einer erfindungsgemäßen Tastaturfolie ausgestatteten
Folientastatur näher erläutert wird.
In den Zeichnungen
zeigt:
Fig. 1 in einfacher schematischer Darstellung die Front
ansicht einer Folientastatur z. B. eines Taschen
rechners;
Fig. 2 eine Tastaturfolie in perspektivischer Ansicht
als Einzelteil;
Fig. 3 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine
Folientastatur;
Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein Formwerkzeug zur
Herstellung von Tastaturfolien;
Fig. 5 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt
einer Ausprägung in einer Tastaturfolie;
Fig. 6 einen Formstempel in Seitenansicht;
Fig. 7 einen anderen Formstempel in Seitenansicht.
Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist die Folientastatur 1,
wie sie in Fig. 1 in Frontansicht dargestellt ist, sand
wichartig aufgebaut. Sie besteht im wesentlichen aus
einer unteren Basisplatte 2, einer unmittelbar darüber
liegenden Distanzfolie 3, einer Tastaturfolie 4, einer
weiteren Distanzfolie 5 sowie aus einer Frontfolie 6, die
jeweils vollflächig miteinander verklebt sind. Die Di
stanzfolie 3 ist mit kreisförmigen Aussparungen 7 verse
hen, in denen mittig elektrische Kontaktelemente 8 der an
sich aus einem Isolierstoff bestehenden Basisplatte 2
angeordnet sind. Diese Aussparungen 7 befinden sich
jeweils exakt unter einem der in Fig. 1 dargestellten,
zeilen- und spaltenweise angeordneten Tastenfelder 9 bzw.
10.
Die ebenfalls voll flächig mit der Distanzfolie 3 ver
klebte Tastaturfolie 4 weist jeweils über der Aussparun
gen 7 Springkuppen 11 auf, die aus nach oben aus der
Folienebene heraustretenden, im wesentlichen kreisförmi
gen Ausprägungen bestehen und die hohlseitig mit einem
elektrischen Leiterbelag 12 beschichtet sind. Diese
Leiterbeläge 12 werden bei Betätigung, d. h. durch Finger
druck auf eines der Tastenfelder 9 bzw. 10 mit den Kon
taktelementen 8 der Basisplatte 2 kontaktierend in Berüh
rung gebracht, um einen elektrischen Schaltvorgang bzw.
eine elektrische Dateneingabe zu bewirken.
In ihrer Ruhelage ragen diese Springkuppen 11 in konzen
trisch zu den Aussparungen 7 angeordnete ebenfalls zylin
drische und gleich große Hohlräume 13 der auf der Ober
seite der Tastaturfolie 4 angeordneten Distanzfolie 5,
die im übrigen voll flächig mit der Oberseite der Tasta
turfolie 4 verklebt ist.
Auf der Oberseite der Distanzfolie 5 ist die Frontfolie 6
aufgeklebt. Diese weist über den Hohlräumen 13 der Di
stanzfolie 5 jeweils nach oben ausgeprägte rechteckige
oder runde, blasenartige Erhöhungen 14 auf, welche die
Tastenfelder 9 bzw. 10 verkörpern und nur den Zweck
haben, die einzelnen Tastenfelder 9 bzw. 10 mit den
Fingern ertasten zu können.
Die Springkuppen 11 der Tastaturfolie 4 müssen so geformt
sein, daß sie als kontaktgebende Tastelemente bei Betäti
gung, d. h. bei einem Fingerdruck auf die darüberliegende
Erhöhung 14 der Frontfolie 6 eine springende Schaltbewe
gung nach unten ausführen, so daß der Leiterbelag 12 mit
den Kontaktelementen 8 kontaktierend in Berührung kommt,
bzw. daß sie beim Abheben des Fingers von der Erhöhung 14
wieder zurückspringen in ihre wie in Fig. 3 dargestellte
Ausgangslage und dabei auch die Erhöhung 14 der Frontfo
lie 6 wieder in deren Ausgangsposition zurückbringen. Das
bedeutet, daß die Springkuppen 11 gute federnde Schnapp
eigenschaften aufweisen müssen, welche gewährleisten, daß
sie sowohl beim tastenartigen Betätigen als auch beim
Loslassen schnappende Springbewegungen und somit auch
einwandfreie Schaltfunktionen ausführen.
Zur Erzeugung solcher Springkuppen 11 in einer ursprüng
lich komplett ebenen Tastaturfolie 4 ist erfindungsgemäß
das in Fig. 4 schematisch dargestellte Formwerkzeug 15
vorgesehen. Dieses besteht im wesentlichen aus einer in
Gebrauchslage vorzugsweise unten liegenden Matrize 16,
aus einer relativ dazu vertikal beweglichen Stempelplatte
17 sowie aus einer mit der Stempelplatte 17 verbundenen
Stempeldruckplatte 18. Die Matrize 16 ist mit einer der
Anzahl der vorgesehenen Tastenfelder 9 und 10 entspre
chenden Anzahl von durchgehenden zylindrischen Bohrungen
19 versehen die im gleichen Raster angeordnet sind, wie
die Tastenfelder 9 und 10 der Folientastatur 1.
Anstelle der durchgehenden, zylindrischen Bohrungen 19
könnten auch konische Bohrungen oder Sackbohrungen vorge
sehen sein. Wichtig dabei ist jedenfalls vor allem, daß
die sich bildenden Springkuppen 11 während ihres Präge
oder Tiefziehvorgangs auf der Wölbungsaußenseite frei
bleiben.
In der Stempelplatte 17 sind jeweils konzentrisch zu den
Bohrungen 19 in Paßbohrungen 25 der Matrize 16 Formstem
pel 20 angeordnet, die jeweils einen zylindrischen Füh
rungsschaft 21 mit einem Flanschring 22 aufweisen und die
zudem mit einem unterseitig aus der Stempelplatte 17
herausragenden Verformungsabschnitt 23 versehen sind.
Dieser Verformungsabschnitt 23 hat bei der Ausführungs
form der Formstempel 20 gemäß Fig. 4 den gleichen Durch
messer wie der zylindrische Führungsschaft 21. Bei der
Ausführungsform der Fig. 7 hingegen, ist der Verformungs
abschnitt 23′ des Formstempels 20′ mit einem kleineren
Durchmesser D1 versehen als der Führungsschaft 21.
Weil die Führungsschäfte 21 der sich bezüglich ihrer
Verformungsabschnitte 23 und 23′ unterscheidenden Form
stempel 20 und 20′ gleich sind, besteht die Möglichkeit,
diese Formstempel 20 und 20′ in der Stempelplatte 17
gegeneinander auszutauschen.
Die Stirnflächen 24 bzw. 24′ der Verformungsabschnitte 23
bzw. 23′ weisen jeweils die Mantelform eines Kugelseg
ments auf, d. h. sie sind wie ein Kugelabschnitt sphärisch
gewölbt und zwar mit einem Krümmungsradius R, der etwa
dem 1,5fachen ihres Durchmessers D1 entspricht. Die
Führungsbohrungen 25 der Stempelplatte 17 sind oberseitig
jeweils mit konzentrischen Erweiterungen 26 versehen, die
zur Aufnahme der Flanschringe 22 dienen und die durch die
Stempeldruckplatte 18 abgedeckt sind. Somit besteht
zwischen den Formstempeln 20 und der Stempelplatte 17,
wenn die Stempeldruckplatte 18 mit dieser fest verbunden
ist, eine starre Verbindung, und sie bilden gemeinsam die
Patrize des Formwerkzeugs 15.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Stempeldruck
platte 18 mit der Stempelplatte in vertikaler Richtung
federnd beweglich zu verbinden, so daß die Formstempel 20
bzw. 20′ in der Stempelplatte 17 eine dem Verformungshub
h, den sie auf die Tastaturfolie 4 ausüben, entsprechen
den Bewegungshub ausführen können. Dadurch kann erreicht
werden, daß die Stempelplatte 17 auf der Oberseite der zu
verformenden Tastaturfolie 4 als Niederhalter aufsitzt,
bevor die Formstempel 20 mit der Verformungsarbeit begin
nen.
Der in Fig. 7 zylindrisch dargestellte Verformungsab
schnitt 23′ des Formstempels 20′ könnte auch eine koni
sche Form aufweisen.
Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß die Bohrungen 19 der Matri
ze 16 einen Durchmesser D2 aufweisen, der um den Faktor
1,4 größer ist als der Durchmesser D1 des Formstempels 20
bzw. des Verformungsabschnittes 23 des Formstempels 20.
Der Verformungshub h, um den die Springkuppen 11 aus der
Ebene der Tastaturfolie 4 herausgeprägt werden, kann bei
einer Foliendicke von 0,01 mm bis 0,013 mm etwa 0,5 bis
1,5 mm betragen.
Aufgrund dieser gegebenen Formverhältnisse, insbesondere
der Durchmesserverhältnisse D1 zu D2 und des angegebenen
Krümmungsradius R, erhalten die Springkuppen 11 eine
Querschnittsform, die aus einem zentralen, kugelsegment
artig sphärischen Abschnitt 28 und einem flach-konischen
Ringteil 29 besteht, wobei der Fußkreisdurchmesser des
konischen Ringteils 29 identisch ist mit dem Durchmesser
D2 der Bohrung 19 der Matrize 16 und der Randdurchmesser
des sphärisch gewölbten Abschnitts 28 dem Durchmesser D1
des Verformungsabschnitts 23 des Formstempels 20 ent
spricht.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Außenkante 27 der
sphärisch gewölbten Stirnfläche 24 mit einem Radius R1
abgerundet ist, der etwa 0,2 mm bis 1 mm betragen kann. Man
erreicht dadurch einen sanfteren Übergang zwischen dem
zentralen kugelsegmentförmigen Abschnitt 28 der Spring
kuppe 11 und dem diesen umgebenden konischen Ringteil 29.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Springkuppen 11,
die mit dem vorstehend beschriebenen Formwerkzeug bei
einer Arbeitstemperatur von etwa 70°C erzeugt werden,
sehr gute und zuverlässige Schnappeigenschaften aufwei
sen, die eine sichere Kontaktbetätigung bzw. Tastenbetä
tigung in einer Folientastatur gewährleisten.
Claims (10)
1. Vorrichtung, bestehend aus einer Matrize mit mehreren
im wesentlichen spalten- und zeilenweise angeordneten,
unter sich gleichen, runden Ausnehmungen sowie aus ei
ner Patrize mit koaxial zu den Ausnehmungen der Matri
ze angeordneten, unter sich ebenfalls gleichen runden
Formstempeln, die kugelsegmentförmige
Stirnflächen mit einer Kugelsegmenthöhe von 0,5 mm bis 1,5 mm,
aufweisen, zur Herstellung von
Tastaturfolien aus Polyester, mit
kontaktgebenden Springkuppen, die bei axialer
Betätigung federnd vor- und zurückschnappen und die
aus einseitig aus der Folienebene heraustretenden, im
wesentlichen kreisförmigen Ausprägungen bestehen und
hohlseitig mit einem elektrischen Leiterbelag
beschichtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (19) der Matrize (16) jeweils ei
nen Durchmesser (D2) aufweisen, der um den Faktor 1,1
bis 1,4, wenigstens jedoch um 1 mm größer ist als der
Durchmesser (D1) der Formstempel (20) und daß die Ausnehmungen
Ausnehmungen (19) jeweils eine axiale Tiefe aufweisen,
die größer ist als der Verformungshub (h), um welchen
die Ausprägungen durch die Formstempel (20) in die
Ausnehmungen (19) gezogen werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen (19) der Matrize (16) aus durchgehen
den zylindrischen Bohrungen bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die stirnseitigen Außenkanten (27) der
Formstempel (20) mit einem Radius (R1) von wenigstens
0,2 mm abgerundet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formstempel (20) auswechselbar
in Bohrungen einer Stempelplatte (17) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die auswechselbaren Formstempel (20) einen ein
heitlichen Führungsschaft (21) mit einem rückseitigen
Flanschring (22) aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die kugelsegmentförmigen Stirn
flächen (24) der Formstempel (20) einen Krümmungsra
dius (R) aufweisen, der etwa dem 1,5fachen ihres
Durchmessers (D1) entspricht.
7. Tastaturfolie aus Polyester, mit rück
federnden, kontaktgebenden Springkuppen (11), die aus
einseitig aus der Folienebene heraustretenden
Ausprägungen bestehen
und hohlseitig mit einem elektrischen Leiterbelag
(12) beschichtet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausprägungen jeweils aus einem zentralen ku
gelsegmentartigen Abschnitt (28) und aus einem diesen
Abschnitt (28) umschließenden und zugleich mit der
flachen Folie verbindenden, konisch tiefgezogenen
Ringteil (29) bestehen.
8. Tastaturfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Fußkreisdurchmesser des konischen
Ringteils (29) um den Faktor 1,1 bis 1,4, wenigstens
jedoch 1,5 mm größer ist als der Randdurchmesser
des zentralen Abschnitts (28).
9. Tastaturfolie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Springkuppen (11) bei einer Folien
dicke von 0,01 mm bis 0,013 mm um 0,5 mm bis 1,5
mm aus der Folienebene herausragen.
10. Tastaturfolie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die kugelsegmentartigen Ab
schnitte (28) einen einheitlichen Krümmungsradius
aufweisen, der etwa dem 1,5fachen ihres Randdurch
messers entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944417450 DE4417450C2 (de) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Vorrichtung zur Herstellung von Tastaturfolien mit rückfedernden Springkuppen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944417450 DE4417450C2 (de) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Vorrichtung zur Herstellung von Tastaturfolien mit rückfedernden Springkuppen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4417450A1 DE4417450A1 (de) | 1995-11-23 |
DE4417450C2 true DE4417450C2 (de) | 1996-05-02 |
Family
ID=6518413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944417450 Expired - Fee Related DE4417450C2 (de) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | Vorrichtung zur Herstellung von Tastaturfolien mit rückfedernden Springkuppen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4417450C2 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4006700A (en) * | 1975-05-05 | 1977-02-08 | Usm Corporation | Method for making container closures |
-
1994
- 1994-05-19 DE DE19944417450 patent/DE4417450C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4417450A1 (de) | 1995-11-23 |
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