DE10255338B3

DE10255338B3 - Schaltelement zur Vereinheitlichen der Haptik von Bedienteilen

Info

Publication number: DE10255338B3
Application number: DE2002155338
Authority: DE
Inventors: Martin Klein; Dieter Nau; Jörg Reinhardt; Dirk WÜSTENBECKER
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: EP1429354A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement mit einem verformbaren Schaltkörper (1) aus einer elastischen Schaltmatte, mit einem den Schaltkörper (1) umgebenden Haltekörper (2) sowie mit einer auf den Schaltkörper (1) aufgebrachten leitenden Schicht (3), welche bei Druck auf den Schaltkörper (1) mindestens zwei Kontaktstellen (4) auf einer Leiterplatine (5) elektrisch leitend verbindet. Erfindungsgemäß ist der Haltekörper (2) formschlüssig und fest mit dem Schaltkörper (1) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement mit einem verformbaren Schaltkörper aus einer elastischen Schaltmatte, mit einem den Schaltkörper umgebenden Haltekörper sowie mit einer auf den Schaltkörper aufgebrachten leitenden Schicht, welche bei Druck auf den Schaltkörper mindestens zwei Kontaktstellen auf einer Leiterplatine elektrisch leitend verbindet.

Aus der DE-10037142-A1 ist ein Schaltelement aus einem thermoplastischen Elastomer bekannt, welches einen Kontaktbereich, einen den Kontaktbereich partiell umschließenden, elastisch verformbaren Bereich sowie einen Auflagebereich aufweist. Der Kontakt zwischen dem Kontaktbereich und einer auf dem Auflagebereich aufgebrachten Kontaktpille wird durch Verformung des elastischen Bereiches hergestellt.

Die DE-19641786-A1 offenbart eine Schaltmatte mit einzelnen, hinterleuchteten Schaltelementen, wobei die Tastenflächen der Schaltelemente lichtdurchlässig sind.

In den Bedienteilen heutiger elektronischer Geräte, wie z.B. in Klima- und Audioanlagen in Kraftfahrzeugen, werden die Schaltelemente entweder als einzelne Mikrotaster oder auf Basis zusammenhängender elastischer Schaltmatten ausgeführt. Mikrotaster sind im Vergleich zu den Schaltmatten aufwändiger in der Herstellung und deshalb auch kostenintensiver. Sie zeichnen sich jedoch durch eine wiederholgenaue Haptik aus, die dem Benutzer ein gleichbleibendes Tastgefühl vermittelt. Bei zusammenhängenden Schaltmatten sind die Schaltelemente als domförmige Schaltkörper als Teile der Schaltmatte ausgebildet. Die gesamte Schaltmatte wird durch eine Bedienblende abgedeckt, wobei in die Bedienblende einzelne Tastenbedienteile integriert sind, die jeweils über einem der Schaltkör per angeordnet sein müssen. Die Haptik dieser Schaltelemente kann je nach Materialstärke und Art des Schalters, z.B. Taster oder Kippschalter, variieren.

Um auch bei Schaltmatten eine einheitliche Haptik zu gewährleisten, können die Schaltelemente einzeln ausgeführt werden. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die bei der Herstellung der zusammenhängenden Schaltmatten erforderliche Anpassung der Formwerkzeuge an ein geändertes Layout der Bedienblende entfällt. Während bei einer zusammenhängenden Schaltmatte jedes der Schaltelemente durch das umliegende Schaltmattenmaterial stabilisiert wird, ist bei einer Einzel ausführung ein zusätzliches Element zum Halten des aus der Matte herausgelösten Schaltkörpers erforderlich.

Ein solches Schaltelement mit einem Schaltkörper aus Schaltmattenmaterial ist aus DE 197 26 486 A1 bekannt. Dort wird beim Betätigen des Schaltelementes der Schaltkörper durch eine umlaufende Wand gestützt. Die umlaufende Wand kann einteilig mit einer Führung des Tastenbedienteils ausgebildet sein oder sie kann durch Rastverbinder auf der Leiterplatine befestigt werde . Eine zusätzlich angebrachte Führungsstange vereinfacht die Montage des Schaltelementes und erhöht dessen Stabilität. Auf die Art und Weise der Befestigung des Schaltkörpers auf der Leiterplatine wird nicht näher eingegangen. Dieses Problem muss bei der Montage zusätzlich gelöst werden. Das Schaltelement enthält also, neben dem Tastenbedienteil, mindestens drei Einzelteile, und zwar den Schaltkörper, das Führungsteil und die umlaufende Wand. Diese werden alle einzeln montiert, was einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand darstellt und die Kosten erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Schaltelement auf Basis einer Schaltmatte anzugeben, welches sich durch eine einfache Konstruktion, Handhabbarkeit und Montierbarkeit auszeichnet.

Die Aufgabe wird mit einem Schaltelement der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß der Haltekörper formschlüssig und fest mit dem Schaltkörper verbunden ist. Durch die formschlüssige Verbindung entsteht aus dem Schalt- und dem Haltekörper eine Einheit, die vorgefertigt werden kann und dann nur noch als gesamtes Schaltelement bei der Leiterplatinenbestückung aufgebracht werden muss. Das Wegfallen jeglicher Einzelteile stellt also eine erhebliche Vereinfachung dar. Bei der Bestückung kann das Schaltelement an dem Haltekörper gegriffen oder insgesamt angesaugt und dann auf der Leiterplatine aufgebracht werden. Das Tastenbedienteil wird wie üblich erst bei der Endmontage des Gerätes ange bracht, wenn die Bedienblende mit den Bedienteilen aller Schaltelemente aufgesetzt wird. Dabei kann dieselbe Grundausführung des Schaltelementes sowohl für Taster als auch Kippschalter verwendet werden, wodurch deren Haptik vereinheitlicht wird. Ein zusätzliches Führungselement für die Tastenbedienteile wie in DE 197 26 486 A1 wird nicht benötigt.

Der Haltekörper ist so ausgeformt, dass er einen auf der Leiterplatine aufliegenden unteren Rand des Schaltkörpers überdeckt, wodurch der Schaltkörper sowohl seitlich gehalten als auch von oben eingeklemmt wird. Der Haltekörper dient damit gleichzeitig zum Abstützen und zur Befestigung des Schaltkörpers. Außerdem kann das Schaltelement als einzelnes Bauteil, also vor der Platinenbestückung, einfacher gehandhabt werden, da ihm der Haltekörper ausreichend Stabilität verleiht. Vorteilhafterweise wird der Haltekörper in einem gegenüber dem Schaltkörper härteren Material ausgeführt, wie z.B. Kunststoff. Durch Umspritzen des Schaltkörpers mit dem Kunststoff wird dabei eine dauerhafte Verbindung hergestellt.

Unter bestimmten Umständen, z.B. bei einer unsymmetrischen Anordnung der durch das Schaltelement zu brückenden Kontaktierungsstellen oder bei einer speziellen geometrischen Ausführung des Schaltelementes, kann es vonnöten sein, das Schaltelement mit einer bestimmten Orientierung auf der Leiterplatine auszurichten. Dies kann durch eine spezielle Ausführungsform der Erfindung mit direkt zum Haltekörper gehörenden Führungsstiften gewährleistet werden. Die Platzierung des Schaltelementes wird durch für die Führungsstifte vorgesehene Löcher in der Leiterplatine eindeutig festgelegt.

In einer erfindungsgemäßen Ausführung des Schaltkörpers stellt dieser einen nach oben geschlossenen zylinderförmigen Hohlkörper dar. Bei vielen Bedienteilen elektronischer Geräte ist es jedoch schon heute üblich, die Bedienelemente mit Leuchtdioden zu hinterlegen. Um das Licht durch den Schaltkörper hindurchzulassen, ist deshalb eine Ausführung mit einer lichtdurchlässigen Abdeckschicht bzw. einem vollständig aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Schaltkörper vorgesehen. In einer anderen Ausführung bleibt der Schaltkörper nach oben offen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen
1: ein Schaltelement auf einer Leiterplatine, mit nach oben geschlossenem Schaltkörper und Haltering mit Führungsstiften
2: einen Haltering mit Führungsstiften
3: einen nach oben geschlossenen Schaltkörper mit Kontaktfläche
4: ein Schaltelement auf einer Leiterplatine über einer LED, mit nach oben offenem Schaltkörper und Haltering mit Führungsstiften
In 1 ist ein Schnitt durch eine dreidimensionale Darstellung eines auf einer Leiterplatine 5 montierten Schaltelementes abgebildet. Das Schaltelement besteht aus einem Schaltkörper 1 sowie einem ringförmigen Haltekörper 2 mit Führungsstiften 6. Unterhalb des Schaltkörpers 1 sind auf der Leiterplatine zu verbindende Kontaktstellen 4 zu sehen. Der Schaltkörper 1 besitzt an der auf der Leiterplatine 5 aufliegenden Seite einen ausgeprägten Rand 8, den der Haltekörper 2 formschlüssig umgreift.
In 2 ist derselbe Haltekörper 2 als Einzelteil zu sehen. Deutlich ist die Nut 9 auf seiner Unterseite zu erkennen, die den Rand 8 des Schaltkörpers 1 von oben und seitlich umschließen soll. Es sind außerdem drei Führungsstifte 6 dargestellt.
Aus 3 kann man eine beispielhafte Anordnung einer leitenden Schicht 3 auf der Unterseite des Schaltkörpers 1 entnehmen. Die leitende Schicht 3 dient als Kontaktfläche zum Überbrücken der Kontaktstellen 4. Sie kann bei einer nach oben offenen Form des Schaltkörpers 1 auch als Ring ausgeführt sein.
In 4 ist zu sehen, wie solch ein nach oben offener Schaltkörper 1 über einer LED 7 angeordnet ist. Der Schaltkörper 1 weist wieder einen Rand 8 auf, welcher von der Nut 9 des Haltekörpers 2 von oben und seitlich umschlossen ist. Am Haltekörper 2 sind analog zu 1 die Führungsstifte 6 zu erkennen. Das Kontaktelement 4 auf der Leiterplatine 5 ist hier als Ring ausgeführt.

Claims

Schaltelement mit einem verformbaren Schaltkörper (1) aus einer elastischen Schaltmatte, mit einem den Schaltkörper (1) umgebenden Haltekörper (2) sowie mit einer auf den Schaltkörper (1) aufgebrachten leitenden Schicht (3), welche bei Druck auf den Schaltkörper (1) mindestens zwei Kontaktstellen (4) auf einer Leiterplatine (5) elektrisch leitend verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (2) formschlüssig und fest mit dem Schaltkörper (1) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekörper (2) aus einem gegenüber dem Schaltkörper (1) härteren Material, insbesondere Kunststoff, besteht.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Haltekörper (2) Führungsstifte (6) zur Platzierung der Schaltelemente vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf des Schaltkörpers (1) als Hohlkörper, insbesondere als Zylinder, ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (1) an der von der Leiterplatine (5) abgewandten Oberseite geschlossen ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkörper (1) an der von der Leiterplatine (5) abgewandten Oberseite offen ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsseiten des Schaltkörpers (1) aus einem lichtundurchlässigen Material und die von der Leiterplatine (5) abgewandte Oberseite aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen.