DE69600993T2

DE69600993T2 - Verfahren zur herstellung von flachen werkstücken und durch dieses verfahren hergestellte flache werkstücke

Info

Publication number: DE69600993T2
Application number: DE69600993T
Authority: DE
Inventors: Eugene F-91540 Echarcon Lecourtois
Original assignee: Nicomatic
Current assignee: Nicomatic
Priority date: 1995-01-04
Filing date: 1996-01-03
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2016-01-04
Also published as: WO1996020799A1; DE69600993T4; CN1090545C; EP0800426A1; CN1172445A; DK0800426T3; ES2126379T3; DE69600993D1; JPH10511607A; EP0800426B1; FR2728813A1; FR2728813B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flachen Werkstücken durch Zuschneiden und Ausformen aus einer Materialplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie durch Anwendung dieses Verfahrens hergestellte flache Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Derzeit erhältliche Tastaturen für Rechner enthalten meist für jede Taste eine Federscheibe, deren Hauptfunktion darin besteht, die Taste wieder in ihrer Ausgangsposition zurückzubewegen. Häufig bildet diese Federscheibe auch einen Teil einer Kontaktvorrichtung, d. h. einer Vorrichtung, die bei Betätigung der Taste einen elektrischen Kontakt zwischen wenigstens zwei metallischen Bereichen eines unter der Taste angeordneten Elements herstellt.
Aufgrund der großen Anzahl von Tasten in einer Tastatur, wird auch eine große Anzahl von Federn benötigt. Diese Federn werden üblicherweise in Großserien gefertigt und in loser Schüttung geliefert. Dabei kommt es häufig dazu, daß mehrere Federn aneinanderhaften. Außerdem werden die flachen Federn vor ihrer Anordnung im für sie vorgesehenen Aufnahmebereich der Tastatur in einer bestimmten Drehrichtung ausgerichtet und vor dem Einbau gestapelt. Hierdurch befinden sie sich in einer Position, die ein gegenseitiges Aneinanderhaften begünstigt. Haften zwei Federn aneinander und werden diese dann anstelle einer einzigen Feder eingebaut, so führt dies häufig dazu, daß es sich bei er fertigen Tastatur um Ausschußware handelt. Das bedeutet nicht nur, daß eine ganze Anzahl von Tastaturen weggeworfen werden muß, sondern die Tastaturen müssen vor dem Verpacken auch erst überprüft werden.
In den Dokumenten EP-A-0 369 578, US-A-2 870 291, DE-U- 91 05 230 und US-A-4 693 027 sind jeweils flache Werkstücke beschrieben, die verschiedenartige Vorsprünge aufweisen. In keinem dieser Dokumente wird jedoch irgendeine Ausführung der Vorsprünge vorgeschlagen, die eine Lösung für das oben genannte Problem bietet, d. h. bei dem die Vorsprünge ein Zusammenhaften der flachen Werkstücke verhindern sollen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden, indem das gegenseitige Aneinanderhaften von Federn vor ihrem Einbau in die Tastaturen verhindert wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein flaches Werkstück gemäß Anspruch 8 gelöst.
Die Erfindung wird zwar unter Bezugnahme auf den genannten speziellen Anwendungsbereich beschrieben; sie kann jedoch generell in einer Vielzahl von Bereichen vorteilhaft eingesetzt werden, bei denen die Gefahr besteht, daß flache Werkstücke, die meist aus einer beispielsweise elastischen Materialplatte ausgeschnitten sind, aneinanderhaften.
Erfindungsgemäß werden die flachen Werkstücke, beispielsweise Federscheiben, einem Umformungsschritt unterzogen, bei dem Vorsprünge ausgebildet werden, welche ein gegenseitiges Anhaften der großflächigeren Seiten der Werkstücke verhindern.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Formgebung und das Umformen des Plattenmaterials gleichzeitig am selben Werkstück durchgeführt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt für ein Werkstück das Zuschneiden, Formen und Umformen der Materialplatte gleichzeitig.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Zuschneideschritt das Zuschneiden von um eine Achse rotationssymmetrischen flachen Werkstücken und das Umformen beinhaltet die Herstellung von Vorsprüngen, die so angeordnet sind, daß sie zusammen keine Rotationssymmetrie um diese Achse aufweisen. Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Zuschneideschritt das Zuschneiden von um eine Achse rotationssymmetrischen flachen Werkstücken und beim Umformen entstehen Vorsprünge, die einzeln betrachtet nicht rotationssymmetrisch sind.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Vorsprung in Form eines N oder Z gestaltet.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Umformschritt nach dem Zuschneideschritt durchgeführt und das Verfahren umfaßt weiterhin das Ausrichten jedes flachen Werkstücks für den Umformschritt. Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird der Umformschritt vor dem Zuschneideschritt durchgeführt und das Zuschneiden erfolgt in einer Ausrichtung, die unter Berücksichtigung der während des Umformschritts hergestellten Vorsprünge ermittelt wird.
Weist das Werkstück eine Rotationssymmetrie um eine Achse auf, so sind vorzugsweise die Vorsprünge nicht rotationssymmetrisch zu dieser Achse angeordnet bzw. die Form wenigstens eines Vorsprungs ist zu dieser Achse nicht rotationssymmetrisch.
Vorzugsweise besitzt jedes flache Werkstück mehrere Vorsprünge.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die flachen Werkstücke vorteilhaft aus einem elastischen Material geformt, damit sie als Federn dienen können. Die flachen Werkstücke können auch leitfähig sein. Wenn es sich bei den flachen Werkstücken um leitfähige Elemente handelt, so können sie als Tastaturkontaktfedern zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen mehreren Kontaktflächen einer gedruckten Schaltung der Tastatur dienen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein flaches Werkstück, das als Taste einer Tastatur dient;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine Mittelebene des Werkstücks gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Aufsicht auf ein anderes erfindungsgemäßes, als Taste einer Tastatur dienenden Werkstücks;
Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine Mittelebene des Werkstücks gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Aufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Werkstück;
Fig. 6 eine Schnittansicht durch eine Mittelebene des Werkstücks gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Aufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Werkstück; und
Fig. 8 eine Schnittansicht durch eine Mittelebene des Werkstücks gemäß Fig. 7.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes flaches Werkstück, das als Druckfeder einer Tastatur dient. Dieses flache Werkstück wurde durch Zuschneiden eines Plättchens aus einer flachen Metallplatte mit einer Dicke von beispielsweise 0,08 mm ausgeformt. Es besitzt die Form eines leicht bauchigen Kreises, von dem zwei Segmente abgetrennt wurden. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, wurden die beiden Kreisbogenteile nach oben gebogen und bilden eine Randleiste 12. Es ist klar, daß zwei derartige Werkstücke leicht aneinanderhaften können, und zwar vor allem, wenn an ihnen noch eine Restmenge von Öl oder irgendeinem anderen Fluid vorhanden ist.
Erfindungsgemäß weist das Werkstück kleine Vorsprünge 14 auf, die wenigstens an einer Seite über das Plättchen des Werkstücks 10 hinausstehen. Das in Fig. 1 dargestellte Werkstück weist beispielsweise eine in zu seinem flachen Bereich senkrecht stehender Richtung gemessene Dicke von z. B. 0,76 mm auf. Die Herstellungstoleranz beträgt bei dieser Abmessung 0,02 mm. Erfindungsgemäß besitzen die höckerartigen Vorsprünge 14, die über das Werkstück vorstehen, eine Höhe von wenigstens 0,05 mm, wodurch sichergestellt ist, daß keine zwei Werkstücke 10 aneinanderhaften können.
In Fig. 3 ist ein anderes leicht bauchiges, flaches Werkstück mit vier Armen gezeigt, die von einem im wesentlichen kreisförmigen Mittelbereich 20 radial vorstehen. Jeder Arm 22 ist mit einem Rand 24 zur Abstützung des Werkstücks versehen, wie dies Fig. 4 zu entnehmen ist. Bei einer Verformung der Feder kommt ein höckerartiger zentraler Vorsprung 26 mit einem leitfähigen Element in Kontakt. Erfindungsgemäß ist auf wenigstens einem Arm 22 ein Vorsprung 28 in Form eines N oder Z ausgebildet. Diese N- bzw. Z-Form wirkt einem Aneinanderhaften von Werkstücken unabhängig von deren Ausrichtung entgegen.
In den Fig. 5 und 6 ist ein flaches Werkstück gezeigt, das demjenigen gemäß Fig. 3 sehr ähnelt, allerdings anstelle von vier Armen nur drei Arme aufweist. Die auf diesem Werkstück ausgebildeten Vorsprünge 32, 34 sind unterschiedlich geformt, wobei der eine als N und der andere als gerade Linie ausgebildet ist.
In den Fig. 7 und 8 ist ein anders geformtes Werkstück 40 dargestellt, das einen höckerartigen zentralen Vorsprung 42 aufweist und dessen Kontaktbereich aus drei kleinen, an den Enden dreier Arme angeordneten Dellen 44 besteht. Erfindungsgemäß ist dieses Werkstück mit mehreren N-förmigen Vorsprüngen 46 versehen.
Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Vorsprünge natürlich nicht rotationssymmetrisch angeordnet, während alle Werkstücke jeweils für sich eine Ro tationssymmetrie aufweisen. Obwohl dieses Merkmal nicht unbedingt verwirklicht sein muß, so ist es doch von Vorteil, da hierdurch ein mögliches Aneinanderhaften von zwei Werkstücken noch wirkungsvoller vermieden wird.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 bereits angedeutet, ist es zur sicheren Vermeidung eines Aneinanderhaftens zweier Werkstücke vorteilhaft, wenn die durch die Vorsprünge zwischen benachbarten Werkstücken hergestellte Entfernung das Doppelte der Toleranz hinsichtlich der in Stapelrichtung der Werkstücke ermittelten Abmessung übertrifft. Diese Toleranz beträgt bei der Dickenabmessung in den meisten Fällen höchstens einige 1/100 mm und die herzustellende Entfernung liegt somit höchstens in der Größenordnung von einigen 1/10 mm.
Da die Werkstücke aus einer flachen Platte hergestellt werden, führt die Ausformung eines Vorsprungs auf einer Seite zur Ausformung einer Aussparung auf der anderen Seite. Es ist daher von Vorteil, wenn die Vorsprünge nicht wesentlich in die Aussparungen benachbarter Werkstücke eindringen können. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vorsprünge nicht nur asymmetrisch auf dem Werkstück angeordnet sind, sondern wenn sie darüber hinaus eine nicht ganz schlichte Form, beispielsweise eine N- bzw. Z-Form, besitzen, die ein Eindringen eines Vorsprungs in eine Aussparung nur in einer oder zwei bestimmten Ausrichtungen erlaubt.
Im übrigen können entweder nur von einer Seite des Werkstücks oder von zwei Seiten Vorsprünge vorstehen, und wenn das Werkstück mehrere Vorsprünge aufweist, so können einige auf der einen Seite und andere auf der anderen Seite hervorragen.
Bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Vorsprünge im Mittelbereich des Werkstücks (siehe Fig. 1, 5 und 7), auf einem Arm (siehe Fig. 3) oder an irgeneiner beliebigen Stelle vorgesehen sein. Natürlich werden die Vorsprünge an Stellen angeordnet, an denen sie die Funktion des Werkstücks nicht beeinträchtigen, wie dies der Fall wäre, wenn die Vorsprünge auf den Rändern 12 bzw. 24 ausgebildet würden, da sie dann die Herstellung eines elektrischen Kontakts beeinflussen könnten.
Die obige Beschreibung sowie die Zeichnung beziehen sich nur auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Erfindungsgemäß können für die Bestandteile der Erfindung auch technisch gleichwertige Elemente eingesetzt werden, ohne daß dabei der Geltungsbereich der Erfindung überschritten würde, der allein durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von flachen Werkstücken durch Zuschneiden und Ausformen aus einer aus elastischem Material bestehenden Platte, wobei die Dicke der flachen Werkstücke einer bestimmten Abmessungstoleranz entspricht und wobei das Verfahren außer den der Formgebung der flachen Werkstücke (10, 20, 30, 40) dienenden Zuschneid- und und Ausformschritten auch noch einen Plattenmaterial-Umformschritt umfaßt, bei dem wenigstens ein Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) an einer Seite jedes flachen Werkstücks (10, 20, 30, 40) ausgebildet wird, wobei dieser Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) einer Aussparung an der anderen Seite des flachen Werkstücks entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung kleiner ist als der Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46), so daß der Vorsprung eines Werkstücks (10, 20, 30, 40) nicht vollständig in die Aussparung eines anderen flachen Werkstücks (10, 20, 30, 40) eindringen kann, wenn die beiden Werkstücke aufeinanderliegen, und wobei der Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) in eine Aussparung eines benachbarten Werkstücks maximal soweit eingeschoben werden kann, daß nahe dem Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) und der Aussparung zwischen zwei benachbarten Werkstücken (10, 20, 30, 40) mit Nominalabmessungen ein Zwischenraum verbleibt, der mehr als doppelt so groß ist wie die Toleranz der Dickenabmessung, so daß zwei flache Werkstücke (10, 20, 30, 40), die beliebige, im Toleranzbereich liegende Abmessungen aufweisen, keine gemeinsame Kontaktfläche bilden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung und das Umformen des Plattenmaterials gleichzeitig am selben Werkstück durchgeführt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschneideschritt das Zuschneiden von um eine Achse rotationssymmetrischen flachen Werkstücken (10, 20, 30, 40) umfaßt und daß beim Umformen Vorsprünge (14, 28, 32, 34, 46) hergestellt werden, die so angeordnet sind, daß sie zusammen keine Rotationssymmetrie um diese Achse aufweisen.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschneideschritt das Zuschneiden von um eine Achse rotationssymmetrischen, flachen Werkstücken (10, 20, 30, 40) umfaßt und beim Umformen Vorsprünge (14, 28, 32, 34, 46) entstehen, welche einzeln betrachtet nicht rotationssymmetrisch sind.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Vorsprung (28, 32, 46) in Form eines N oder eines Z gestaltet ist.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformschritt nach dem Zuschneideschritt durchgeführt wird und das Ver fahren weiterhin das Ausrichten jedes flachen Werkstücks für den Umformschritt umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformschritt vor dem Zuschneideschritt durchgeführt wird und das Zuschneiden in einer Ausrichtung erfolgt, die unter Berücksichtigung der während des Umformschritts hergestellten Vorsprünge (14, 28, 32, 34, 46) ermittelt wird.

8. Flaches Werkstück (10, 20, 30, 40), welches aus einer aus einem elastischen Material bestehenden Platte hergestellt wird, wobei die Dicke innerhalb bestimmter Abmessungstoleranzen liegt und wobei an einer Seite des flachen Werkstücks (10, 20, 30, 40) wenigstens ein Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) vorgesehen ist und dieser Vorsprung (14, 28, 32, 34, 46) einer Aussparung an der anderen Seite des flachen Werkstücks entspricht,

9. Werkstück (10, 20, 30, 40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück um eine Achse rotationssymetrisch ist, während die Vorsprünge (14, 28, 32, 34, 46) so angeordnet sind bzw. wenigstens ein Vorsprung (28, 32, 46) so gestaltet ist, daß keine Rotationssymetrie um die genannte Achse gegeben ist.

10. Werkstück (10, 20, 30, 40) nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem flachen Werkstück (10, 20, 30, 40) um eine Feder handelt.