AT526846B1

AT526846B1 - Housing with a keypad

Info

Publication number: AT526846B1
Application number: ATA50373/2023A
Authority: AT
Original assignee: Detlev Magerer Mag; Erwin Weitgasser Mag
Priority date: 2023-05-12
Filing date: 2023-05-12
Publication date: 2024-08-15
Also published as: AT526846A4; EP4462461A1

Abstract

Es wird ein Gehäuse mit einem Tastenfeld aus in Ausnehmungen (13) eines Gehäusedeckels (5) eingesetzten Drucktasten (4) und aus einem die Drucktasten (4) miteinander verbindenden, elastomeren Träger, der zwischen dem Gehäuse (1) und dem Gehäusedeckel (5) eingespannt ist, und mit einer im Gehäuse (1) vorgesehenen Leiterplatte (2) beschrieben, die durch die Drucktasten (4) betätigbare Schnappschalter (3) umfasst. Um eine vorteilhafte taktile und auditive Wahrnehmung der Schaltvorgänge sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass der Träger je vier um die Ausnehmungen (13) des Gehäusedeckels (5) verteilte, einander paarweise gegenüberliegende Einspannstellen (8) für die Drucktasten (4) sowie von den Einspannstellen (8) ausgehende, die Drucktasten (4) aufnehmende Federzungen (9) bildet, dass von den einander gegenüberliegenden Einspannstellen (8) gegeneinander vorstehende Stege (10) abstehen und dass sich die Federzungen (9), die die Stegenden mit den Drucktasten (4) verbinden, je zwischen den zugehörigen Einspannstellen (8) und den Drucktasten (4) entlang des Außenumfangs der Drucktasten (4) erstrecken.A housing is described with a keypad made up of pushbuttons (4) inserted into recesses (13) of a housing cover (5) and an elastomeric carrier connecting the pushbuttons (4) to one another, which is clamped between the housing (1) and the housing cover (5), and with a circuit board (2) provided in the housing (1), which comprises snap switches (3) which can be actuated by the pushbuttons (4). In order to ensure advantageous tactile and auditory perception of the switching processes, it is proposed that the carrier forms four clamping points (8) for the push buttons (4) distributed around the recesses (13) of the housing cover (5), opposite one another in pairs, as well as spring tongues (9) extending from the clamping points (8) and receiving the push buttons (4), that webs (10) projecting towards one another protrude from the opposite clamping points (8), and that the spring tongues (9) connecting the web ends to the push buttons (4) each extend between the associated clamping points (8) and the push buttons (4) along the outer circumference of the push buttons (4).

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse mit einem Tastenfeld aus in Ausnehmungen eines Gehäusedeckels eingesetzten Drucktasten und aus einem die Drucktasten miteinander verbindenden, elastomeren Träger, der zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel eingespannt ist, und mit einer im Gehäuse vorgesehenen Leiterplatte, die durch die Drucktasten betätigbare Schnappschalter umfasst. [0001] The invention relates to a housing with a keypad made up of pushbuttons inserted into recesses in a housing cover and an elastomeric carrier connecting the pushbuttons to one another, which is clamped between the housing and the housing cover, and with a circuit board provided in the housing, which comprises snap switches which can be actuated by the pushbuttons.

[0002] Zum Ansteuern von in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatten ist es bekannt (WO 2008/141192 A1, WO 2009/091394 A1, WO 2021/102386 A1), auf den Leiterplatten Schnappschalter in Form von metallischen Domen vorzusehen, die bei ihrer Betätigung durch Drucktasten schnappartig eingedrückt werden und die jeweiligen elektrischen Kontakte herstellen. Die schnappartige Verformung der Schaltdome kann einerseits taktil und anderseits als Klick-Geräusch wahrgenommen werden. [0002] For controlling circuit boards arranged in a housing, it is known (WO 2008/141192 A1, WO 2009/091394 A1, WO 2021/102386 A1) to provide snap switches in the form of metallic domes on the circuit boards, which are pressed in with a snap when actuated by push buttons and establish the respective electrical contacts. The snap-like deformation of the switching domes can be perceived tactilely on the one hand and as a clicking sound on the other.

[0003] Diese für die Handhabung eines Geräts mit einem Tastenfeld durchaus bedeutsame sinnliche Wahrnehmung der Betätigung von Schnappschaltern hängt auch vom konstruktiven Aufbau des Tastenfelds ab, insbesondere von der Lagerung der Drucktasten, die zur Vereinfachung der Montagebedingungen vorteilhaft zu einer Baueinheit zusammengefasst werden sollen. Zu diesem Zweck ist es bekannt (US 6 906 275 B2), eine elastomere Trägermatte vorzusehen, die nach oben vorstehende, durch Ausnehmungen eines Gehäusedeckels ragende Drucktasten bildet und zwischen dem Gehäuse und dem Gehäusedeckel eingespannt gehalten wird. Die den Schnappschaltern auf der im Gehäuse angeordneten Leiterplatte örtlich zugeordneten Drucktasten können aufgrund der elastischen Eigenschaften der Trägermatte in den Deckelausnehmungen gegen die jeweiligen Schnappschalter verlagert werden, um die jeweiligen elektrischen Schaltverbindungen auf der Leiterplatte herzustellen. Mithilfe solcher zu einer elastischen Trägermatte zusammengefasster Drucktasten lässt sich allerdings die sinnliche Wahrnehmung der Betätigung der Schnappschalter in einer hinsichtlich der taktilen und auditiven Wahrnehmung befriedigenden Weise nicht verwirklichen. [0003] This sensory perception of the actuation of snap switches, which is quite important for the handling of a device with a keypad, also depends on the structural design of the keypad, in particular on the bearing of the push buttons, which should advantageously be combined into a structural unit to simplify the assembly conditions. For this purpose, it is known (US 6 906 275 B2) to provide an elastomeric carrier mat which forms upwardly protruding push buttons which protrude through recesses in a housing cover and which is held clamped between the housing and the housing cover. The push buttons locally assigned to the snap switches on the circuit board arranged in the housing can be displaced against the respective snap switches in the cover recesses due to the elastic properties of the carrier mat in order to establish the respective electrical switching connections on the circuit board. With the help of such push buttons combined into an elastic carrier mat, however, the sensory perception of the actuation of the snap switches cannot be achieved in a manner that is satisfactory in terms of tactile and auditory perception.

[0004] Werden die einzelnen Drucktasten je für sich auf einer elastomeren Trägerplatte angeordnet (EP 2 184 752 B1), so lässt sich zwar die taktile Wahrnehmung der Schaltvorgänge durch Einflussnahme auf die elastomeren Eigenschaften der jeweiligen Trägerplatten an unterschiedliche Ansprüche anpassen, doch bleibt die Wahrnehmung des Schaltklicks unbefriedigend. Abgesehen davon können die Drucktasten nicht zu einer Baueinheit zusammengefasst werden. [0004] If the individual push buttons are arranged individually on an elastomeric carrier plate (EP 2 184 752 B1), the tactile perception of the switching processes can be adapted to different requirements by influencing the elastomeric properties of the respective carrier plates, but the perception of the switching click remains unsatisfactory. Apart from that, the push buttons cannot be combined to form a structural unit.

[0005] Es ist außerdem bekannt (US 4 638 151 A), die Drucktasten eines Tastenfeldes auf einem gemeinsamen Träger anzuordnen, der auf der Innenseite eines die Ausnehmungen für die Drucktasten bildenden Gehäusedeckels derart befestigt ist, dass sich je zwei einander bezüglich der Ausnehmungen diagonal gegenüberliegenden Befestigungsstellen ergeben, zwischen denen und den im Wesentlichen an den Tastenquerschnitt angepassten Trägeraufnahmen für die Drucktasten Federzungen ausgestanzt sind, die die Trägeraufnahmen auf je einer Diagonalseite umfassen. Jede der in der Grundform rechteckigen Trägeraufnahmen für die Drucktasten wird somit zwischen den in einer Verlängerung einer Diagonale der Trägeraufnahmen vorgesehenen Befestigungsstellen durch zwei Federzungen gehalten, die sich auf gegenüberliegenden Diagonalseiten im Wesentlichen um den halben Umfang der Trägeraufnahmen erstrecken. Die Drucktasten sind mit durch die Trägeraufnahmen gegen eine elastische Leiterplatte vorstehenden StößBeln versehen, sodass bei einer Betätigung der Drucktasten gegen die Kraft der Federzungen die Leiterplatte beaufschlagt wird und Schaltkontakte herstellt. Diese bekannte Konstruktion erlaubt zwar eine einfache Fertigung, weil alle Drucktasten mit ihrer Federbeaufschlagung durch den gemeinsamen Träger zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, löst aber nicht die beim Einsatz von Schnappschaltern auftretenden Schwierigkeiten hinsichtlich der taktilen und auditiven Wahrnehmung der Schaltvorgänge. [0005] It is also known (US 4 638 151 A) to arrange the pushbuttons of a keypad on a common carrier, which is fastened to the inside of a housing cover forming the recesses for the pushbuttons in such a way that two fastening points are created diagonally opposite one another with respect to the recesses, between which and the carrier receptacles for the pushbuttons, which are essentially adapted to the key cross-section, spring tongues are punched out, which enclose the carrier receptacles on one diagonal side each. Each of the carrier receptacles for the pushbuttons, which are rectangular in their basic shape, is thus held between the fastening points provided in an extension of a diagonal of the carrier receptacles by two spring tongues, which extend on opposite diagonal sides essentially around half the circumference of the carrier receptacles. The pushbuttons are provided with pushbuttons which protrude through the carrier receptacles against an elastic circuit board, so that when the pushbuttons are actuated, the circuit board is acted upon against the force of the spring tongues and creates switching contacts. Although this known design allows for simple production because all pushbuttons with their spring loading are combined into one structural unit by the common carrier, it does not solve the difficulties that arise when using snap switches with regard to the tactile and auditory perception of the switching processes.

[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse mit einem Tastenfeld so auszugestalten, dass trotz der Zusammenfassung der Drucktasten zu einer Baueinheit durch einen elastomeren Träger eine auch höheren Anforderungen genügende taktile und auditive Wahr-[0006] The invention is therefore based on the object of designing a housing with a keypad in such a way that, despite the combination of the push buttons into a structural unit by an elastomeric carrier, a tactile and auditory perception that also meets higher requirements is achieved.

nehmung der Schaltvorgänge der Schnappschalter sichergestellt werden kann. detection of the switching operations of the snap switches can be ensured.

[0007] Ausgehend von einem Gehäuse der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Träger je vier um die Ausnehmungen des Gehäusedeckels verteilte, einander paarweise gegenüberliegende Einspannstellen für die Drucktasten sowie von den Einspannstellen ausgehende, die Drucktasten aufnehmende Federzungen bildet, dass von den einander gegenüberliegenden Einspannstellen gegeneinander vorstehende Stege abstehen und dass sich die Federzungen, die die Stegenden mit den Drucktasten verbinden, je zwischen den zugehörigen Einspannstellen und den Drucktasten entlang des Außenumfangs der Drucktasten erstrecken. [0007] Starting from a housing of the type described at the outset, the invention solves the problem set by the fact that the carrier forms four clamping points for the push buttons, distributed around the recesses of the housing cover, opposite one another in pairs, as well as spring tongues extending from the clamping points and receiving the push buttons, that webs projecting towards one another protrude from the opposite clamping points, and that the spring tongues, which connect the web ends to the push buttons, each extend between the associated clamping points and the push buttons along the outer circumference of the push buttons.

[0008] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die durch das Betätigen eines Schnappschalters ausgelösten Schwingungen, die sich über den Schnappschalter auf die jeweilige Drucktaste und von der Drucktaste auf den zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel eingespannten Träger übertragen, einen Körperschall bedingen, der das angestrebte vergleichsweise leise, nachhallarme Klickgeräusch nicht nachbilden kann, das bei der Betätigung eines hochwertigen Tastenfelds mit weitgehend spielfrei geführten Drucktasten erwartet wird. Die erfindungsgemäße Halterung der Drucktasten durch Federzungen des elastomeren Trägers kann das angestrebte Klickgeräusch verfälschende Schwingungen unter der Voraussetzung zumindest dämpfen, wenn nicht unterdrücken, dass die Federzungen in Abhängigkeit von den elastischen Eigenschaften des elastomeren Trägers eine ausreichende Federlänge aufweisen. Um in Bezug auf die üblicherweise gedrängte, rasterartige Anordnung der Drucktasten zu einem Tastenfeld den Raum zwischen den einzelnen Drucktasten vorteilhaft für die Ausbildung der Federzungen nützten zu können, weist der Träger je Drucktaste vier einander paarweise gegenüberliegende Einspannstellen mit gegeneinander vorstehenden Stegen auf, wobei sich die Federzungen zwischen den Stegenden und den Drucktasten entlang des Außenumfangs der Drucktasten erstrecken. Zufolge dieser Maßnahmen werden die Drucktasten je von vier Federzungen aufgenommen, was eine vorteilhafte Führung der Drucktasten während ihrer Betätigung erlaubt, und zwar weitgehend unabhängig von der Aufnahme der Drucktasten in den Ausnehmungen des Gehäusedeckels. AuBerdem wird die wirksame Federlänge der Federzungen durch die von den Einspannstellen abstehenden Stege vergrößert, sodass es durch die Summe dieser Maßnahmen gelingt, Drucktasten durch einen elastomeren Träger zu einer Baueinheit zusammenzufassen, die ein mit Schnappschaltern auf einer Leiterplatine zusammenwirkendes Tastenfeld ergibt, das eine vorteilhafte taktile und auditive Wahrnehmung der Schaltvorgänge beim Betätigen der einzelnen Drucktasten ermöglicht. [0008] The invention is based on the knowledge that the vibrations triggered by the actuation of a snap switch, which are transmitted via the snap switch to the respective push button and from the push button to the carrier clamped between the housing and the housing cover, cause structure-borne noise that cannot reproduce the desired, comparatively quiet, low-reverberation click noise that is expected when operating a high-quality keypad with push buttons that are guided with largely no play. The mounting of the push buttons according to the invention by spring tongues of the elastomer carrier can at least dampen, if not suppress, vibrations that distort the desired click noise, provided that the spring tongues have a sufficient spring length depending on the elastic properties of the elastomer carrier. In order to be able to use the space between the individual pushbuttons to advantage for the formation of the spring tongues in relation to the usually crowded, grid-like arrangement of the pushbuttons in a keypad, the carrier has four clamping points for each pushbutton, which are opposite one another in pairs and have webs that protrude from one another, with the spring tongues extending between the web ends and the pushbuttons along the outer circumference of the pushbuttons. As a result of these measures, the pushbuttons are each held by four spring tongues, which allows the pushbuttons to be guided advantageously during their operation, largely independently of the pushbuttons being held in the recesses in the housing cover. In addition, the effective spring length of the spring tongues is increased by the webs that protrude from the clamping points, so that the sum of these measures makes it possible to combine pushbuttons into a structural unit using an elastomer carrier, which produces a keypad that interacts with snap switches on a printed circuit board, which enables advantageous tactile and auditory perception of the switching processes when the individual pushbuttons are operated.

[0009] Die dämpfende Wirkung der Federzungen kann insbesondere im Hinblick auf das Geräuschverhalten wesentlich verbessert werden, wenn die Federzungen vorgespannt werden. Zu diesem Zweck kann der Gehäusedeckel gegen die Federzungen vorstehende Spannansätze aufweisen, die auf die Drucktasten bzw. die Federzungen vorzugsweise im Anschlussbereich an die Drucktasten einwirken und eine Federvorspannung durch ein Auslenken der Federzungen zwischen den Einspannstellen und den Drucktasten bedingen. [0009] The damping effect of the spring tongues can be significantly improved, particularly with regard to noise behavior, if the spring tongues are pre-tensioned. For this purpose, the housing cover can have clamping lugs that protrude against the spring tongues, which act on the push buttons or the spring tongues, preferably in the connection area to the push buttons, and cause a spring pre-tension by deflecting the spring tongues between the clamping points and the push buttons.

[0010] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0010] The drawing shows the subject matter of the invention by way of example.

[0011] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit einem Tastenfeld ausschnittsweise in einer zum Teil aufgerissenen Draufsicht, [0011] Fig. 1 shows a housing according to the invention with a keypad in a partially opened plan view,

[0012] Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie Il-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, [0013] Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie Ill-IIl in einem größeren Maßstab, [0012] Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1 on a larger scale, [0013] Fig. 3 is a section along the line III-IIl on a larger scale,

[0014] Fig. 4 die durch einen elastomeren Träger zu einer Baueinheit verbundenen Drucktasten ausschnittsweise in einer Draufsicht und [0014] Fig. 4 shows the push buttons connected to a structural unit by an elastomeric carrier in a plan view and

[0015] Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4. [0015] Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 4.

[0016] Ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 weist eine Leiterplatte 2 mit domartigen Schnappschaltern 3 auf, die durch Drucktasten 4 eines Tastenfelds betätigt werden. Die Drucktasten 4 sind miteinander durch einen elastomeren Träger zu einer Baueinheit verbunden, der zwischen [0016] A housing 1 according to the invention has a circuit board 2 with dome-like snap switches 3, which are actuated by pushbuttons 4 of a keypad. The pushbuttons 4 are connected to one another by an elastomeric carrier to form a structural unit, which is arranged between

dem Gehäuse 1 und einem Gehäusedeckel 5 eingespannt gehalten ist. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 1 beispielsweise Kupplungsansätze 6 auf, in die am Gehäusedeckel 5 vorgesehene Kupplungszapfen 7 eingreifen, sodass der elastomere Träger zwischen den Kupplungsansätzen 6 und dem Gehäusedeckel 5 geklemmt festgehalten wird. the housing 1 and a housing cover 5. For this purpose, the housing 1 has, for example, coupling lugs 6 into which coupling pins 7 provided on the housing cover 5 engage, so that the elastomer carrier is held clamped between the coupling lugs 6 and the housing cover 5.

[0017] Wie insbesondere den Fig. 1 und 4 entnommen werden kann, können die Drucktasten 4 platzsparend in einem quadratischen Raster angeordnet sein, was jedoch nicht zwingend ist. Bei einer solchen oder ähnlichen Rasteranordnung empfiehlt es sich, die Kupplungsansätze 6 und dementsprechend auch die Kupplungszapfen 7 in den Zwickelbereichen zwischen den Drucktasten 4 anzuordnen, sodass der elastomere Träger von den Kupplungszapfen 7 durchsetzte, zwischen den Kupplungsansätzen 6 und dem Gehäusedeckel 5 festgehaltene, ringförmige Einspannstellen 8 aufweist, die um die Drucktasten 4 verteilt sind und einander paarweise gegenüberliegen. Diese Anordnung der Einspannstellen 8 bietet vorteilhafte Voraussetzungen für die Ausbildung von für die angestrebte Dämpfungswirkung ausreichend langen Federzungen 9, die die Drucktaster 4 teilweise umschließen und mit den Einspannstellen 8 zu einer Baueinheit verbinden. Zu diesem Zweck stehen von den einander gegenüberliegenden Einspannstellen 8 des elastomeren Trägers gegeneinander vorstehende Stege 10 ab, von deren Enden die Federzungen 9 ausgehen und sich entlang des Außenumfangs der Drucktasten 4 erstrecken. Durch diese Maßnahme wird die wirksame Federlänge durch die Stege 10 verlängert. [0017] As can be seen in particular from Figs. 1 and 4, the push buttons 4 can be arranged in a square grid to save space, but this is not mandatory. With such or a similar grid arrangement, it is recommended to arrange the coupling lugs 6 and accordingly also the coupling pins 7 in the gusset areas between the push buttons 4, so that the elastomer carrier has ring-shaped clamping points 8 penetrated by the coupling pins 7 and held between the coupling lugs 6 and the housing cover 5, which are distributed around the push buttons 4 and lie opposite one another in pairs. This arrangement of the clamping points 8 offers advantageous conditions for the formation of spring tongues 9 that are sufficiently long for the desired damping effect, which partially enclose the push buttons 4 and connect them to the clamping points 8 to form a structural unit. For this purpose, webs 10 project from the opposing clamping points 8 of the elastomer carrier, from the ends of which the spring tongues 9 extend and extend along the outer circumference of the push buttons 4. This measure extends the effective spring length by the webs 10.

[0018] Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, liegen die Einspannstellen 8, die Stege 10 und die zwischen den Stegen 10 und den Drucktasten 4 verlaufenden Federzungen 9 in einem unbelasteten Zustand in einer gemeinsamen Ebene. Dies gilt jedoch nicht mehr in der zwischen dem Gehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 5 eingespannten Gebrauchslage. Auf der dem Gehäuse 1 zugewandten Seite des Gehäusedeckels 5 sind nämlich über die Einspannebene des elastomeren Trägers vorstehende Spannansätze 11 vorgesehen, die für eine Auslenkung der Federzungen 9 und damit für ihre Vorspannung sorgen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirken die Spannansätze 11 auf einen Umfangsring 12 der Drucktasten 4, die somit durch die um die Drucktasten 4 verteilten Spannansätze 11 gegen die Kraft der Federzungen 9 um die Höhe der Spannansätze 11 in die die Drucktasten 4 aufnehmenden Ausnehmungen 13 des Gehäusedeckels 5 eingezogen und aus dieser Anschlagstellung gegen die Federkraft der Federzungen 9 betätigt werden, um den jeweiligen Schnappschalter 3 zu bedienen. Aufgrund der Dämpfungswirkung der Federzungen 9 ergibt sich eine vorteilhafte taktile und auditive Wahrnehmung der Schaltvorgänge beim Betätigen der einzelnen Drucktasten 4. [0018] As can be seen from Fig. 5, the clamping points 8, the webs 10 and the spring tongues 9 running between the webs 10 and the push buttons 4 lie in a common plane in an unloaded state. However, this no longer applies in the position of use when clamped between the housing 1 and the housing cover 5. On the side of the housing cover 5 facing the housing 1, clamping projections 11 are provided which protrude above the clamping plane of the elastomer carrier and ensure that the spring tongues 9 are deflected and thus pre-tensioned. According to the embodiment shown, the clamping lugs 11 act on a peripheral ring 12 of the push buttons 4, which are thus drawn by the clamping lugs 11 distributed around the push buttons 4 against the force of the spring tongues 9 by the height of the clamping lugs 11 into the recesses 13 of the housing cover 5 that accommodate the push buttons 4 and are actuated from this stop position against the spring force of the spring tongues 9 in order to operate the respective snap switch 3. Due to the damping effect of the spring tongues 9, an advantageous tactile and auditory perception of the switching processes results when the individual push buttons 4 are actuated.

Claims

Patent claims

1. Housing with a keypad made up of pushbuttons (4) inserted into recesses (13) of a housing cover (5) and of an elastomeric carrier connecting the pushbuttons (4) to one another, which is clamped between the housing (1) and the housing cover (5), and with a circuit board (2) provided in the housing (1) which comprises snap switches (3) which can be actuated by the pushbuttons (4), characterized in that the carrier forms four clamping points (8) for the pushbuttons (4) distributed around the recesses (13) of the housing cover (5) and lying opposite one another in pairs, as well as spring tongues (9) extending from the clamping points (8) and receiving the pushbuttons (4), that webs (10) projecting towards one another protrude from the clamping points (8) lying opposite one another, and that the spring tongues (9) which connect the web ends to the pushbuttons (4) are each located between the associated clamping points (8) and the pushbuttons (4). extend along the outer circumference of the push buttons (4).

2. Housing with a keypad according to claim 1, characterized in that the housing cover (5) has clamping lugs (11) projecting against the spring tongues (9).

5 sheets of drawings