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Title:
PROCESS AND PLANT FOR COMPRESSING FLEXIBLE SHEETS AND KEYBOARD FABRICATED ACCORDING TO THIS PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/001913
Kind Code:
A1
Abstract:
The plant comprises a first vacuum plate (10) with openings (14), on which a sheet (1) may be fixed in an exactly planar way by suction. A second plate (20) with a slightly arcuated surface (21) and turned towards the first plate (10) is adjustable in height by two compressing cylinders (30, 40) and is pivotingly fixed to a structure (15). The second plate (20) is also a vacuum plate and may be unrolled on the first plate (10). During the unrolling motion, the second plate is conducted by means of retractable bolts (50) which are engaged into corresponding openings (60) of the second plate (20). To compress two sheets, a first sheet (1) is fixed in an exactly planar way to the first plate (10) by suction and is transferred by an unrolling motion of the second plate (20) thereon, the suction force of the plate (10) being reduced and that of the second plate (20) being correspondingly increased. A second sheet is then fixed to the first plate (10) and cold- or hot-compressed according to the same unrolling process with the first sheet. The plant is particularly appropriate for fabricating sheets or membrane keyboards.

Inventors:
BOECK JOSEF (CH)
Application Number:
PCT/CH1984/000176
Publication Date:
May 09, 1985
Filing Date:
November 02, 1984
Export Citation:
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Assignee:
BOECK JOSEF
International Classes:
B29C65/48; B30B15/06; H01H11/00; B29C65/00; H01H13/70; H01H13/702; H01H13/712; H05K3/00; H05K3/36; H05K1/00; H05K3/02; H05K3/28; (IPC1-7): B29D9/00; H01H11/00; B32B31/04
Other References:
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 27, No. 4A, September 1984 New York (US) C.C. MAYBORG: "Method of Forming a Curved Membrane Assembly having a Concave Top Layer", pages 1915, 1916, see the whole document
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Verpressen von flexiblen Folien, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Folie (1) auf einer ersten Fläche (11;110) entlang der einen Seite dieser Folie (1) lösbar befestigt wird und mit einer Abroll¬ bewegung einer zweiten Fläche (21;210) auf diese zweite Fläche (21) übertragen und auf dieser entlang der anderen Seite dieser Folie (1) lösbar befestigt wird, und dass eine zweite Folie (2) auf der ersten Fläche (11;110) entlang der einen Seite dieser Folie (2) lösbar befestigt und die erste Folie (1) mit einer Abrollbewegung der zweiten Fläche (21;210) mit der zweiten Folie (2) verklebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (1,2,3,4) durch Ansaugen auf den Flächen (11 ,21 ;110,210) befestigt werden und beim Lösen der Folien (1,2,3,4) der Ansaugdruck vermindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung von Tastaturen zuerst eine Grundfolie (1) mit einer Distanzfolie (2), dann diese beiden Folien (1,2) mit einer Kontaktfolie (3) und diese drei Folien (1,2,3) mit einer Frontfolie (4) verklebt werden,.
4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gestell (12) eine erste Platte (10) mit einer ersten ebenen Fläche (11) und eine zweite bewegliche Platte (20) mit einer zweiten, gekrümmten Fläche (21) befestigt sind, dass die zweite Platte (20) mittels Bewegungsorganen (30,40) auf der ersten Fläche (11) unter Druck abrollbar und höhenverstellbar ist, dass Führungsmittel (50,60) zur Führung der zweiten Platte (20) während der Abrollbewegung vorgesehen sind und dass beide Platten (10,20) Mittel (14,16) zum lösbaren Befestigen flexibler Folien (1,2) auf¬ weisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die beiden Platten (10,20) Vakuumplatten zum Ansaugen der Folien (1,2) auf den Platten (10,20) sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Bewegungsorgane (30,40) pneumatische oder hydraulische Druckzylinder sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass als Führungsmittel (50,60) senkbare Bolzen (50) vorgesehen sind, die auf der ersten Platte (10) be¬ festigt sind und die bei einer Abrollbewegung der zweiten Platte (20) in FührungsÖffnungen (60) der zweiten Platte (20) eingreifen.
8. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 3 her¬ gestellte Tastatur, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kontaktfolie 3 und der Frontfolie 4 eine Folie vorhan¬ den ist, die im Bereich der Oeffnungen (6) der Distanzfolie (2) entsprechende Oeffnungen aufweist.
9. Tastatur nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zwischen den Oe fnungen (6) der Distanzfolie (2) keine Verbindungskanäle vorhanden sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gestell (120) eine erste Platte (100) mit einer ebenen Fläche (110) und eine zweite Platte (200) mit einer gekrümmten Fläche (210) befestigt sind, dass die erste Platte (100) mittels einer Hubvorrichtung (250) höhen¬ verstellbar ist und die zweite Platte (200) mittels Bewegungs¬ organen (260,271) auf der ebenen Fläche (110) unter Druck fCfRE " OMPI abrollbar ist, dass Führungsmittel (270,201,202,101) zur formschlüssigen Führung der zweiten Platte (200) vorgesehen sind und dass beide Platten (100,200) Mittel zum lösbaren Befestigen von Folien (1,2) aufweisen.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Verpressen von flexiblen Folien sowie nach dem Verfahren hergestellte Tastatur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verpressen von flexiblen Folien.

Ein bekanntes Verfahren zum Verpressen von Folien besteht darin, dass eine Folie von Hand mit einem unter Druck über die Folie geschobenen Gummirakel mit einer zweiten Folie verpresst wird, wobei wenigstens eine Folie mit einer haftenden Schicht versehen ist. Hierbei entsteht ein hoher Ausschuss, da oft Folien gegeneinander verschoben oder zwischen den Folien Luftblasen eingeschlossen sind. Da die Gummirakel an der Presskante nachgiebig ist, werden bei¬ spielsweise bei der Herstellung von Tastaturen die Kontakt-

folien bei den Kontaktstellen in die Aussparungen der Distanzfolien gedrückt. Damit die herausgepresste Luft zurückströmen und die Distanzfolien sich entspannen können, müssen zwischen den Aussparungen Verbindungskanäle vorhanden sein. Diese Kanäle beeinträchtigen jedoch den Schaltvorgang, da die Luft unter den Tastkuppen beim Niederdrücken durch die Kanäle ausweichen können und dadurch der Schnapp- oder Knackvorgang akustisch und mit dem Tastgefühl nicht deutlich wahrgenommen wird. Sind bei einer Tastatur Kanäle verstopft, so kann sich die Distanzfolie nicht entspannen, was zu einem Kurzschluss führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Folien lagegenau und schnell und ohne Lufteinschlüsse verpressbar sind. Das Verfahren soll sich zur Durchführung einer weitgehend automatischen Herstellung eignen.

Das erfindungsge ässe Verfahren ist durch die im kennzeich¬ nenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gekennzeich¬ net.

Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale ergeben sich aus den abhängigen Verfahrensansprüchen.

Die Erfindung betrifft auch Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist auch Aufgabe der. Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein genaues und weitgehend automatisierbares Kalt- oder Heissverpressen von Folien gestattet.

Die erfindungsgemässen Vorrichtungen sind gekennzeichnet durch die Merkmale in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 4 und 10.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den ab¬ hängigen Vorrichtungsansprüchen.

Die Erfindung betrifft auch eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Tastatur nach Anspruch 8.

Das Verfahren, zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung sowie eine Tastatur werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer aus vier Folien bestehen¬ den Tastatur,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Tastatur,

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Fig. 3 eine Ansicht einer ersten Varianten einer Vorrichtung zum Verpressen von Folien, und

Fig. 4 bis Fig. 8 schematisch die einzelnen Bewegungs¬ schritte beim Verpressen von zwei Folien mittels der Vorrichtung nach der ersten Variante,

Fig. 9 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer zweiten Variante einer Vorrichtung zum Ver¬ pressen von Folien, wobei zur besseren Uebersicht einzelne Teile weggelassen sind,

Fig. 10 eine Ansicht der Rückseite der zweiten Variante der Vorrichtung nach Fig. 9, und

Fig. 11a bis 11h schematisch die Bewegungsschnitte beim

Verpressen von zwei Folien mittels der Vorrichtung nach der zweiten Variante.

Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft eine Tastatur bestehend aus einer Grundfolie 1 mit aufgedruckten Leiterbahnen 5, einer Distanzfolie 2, die an den vorgesehenen Kontaktstellen ausgestanzte Oeffnungen 6 besitzt, einer Kontaktfolie 3 mit aufgedruckten Kontaktstellen 7, die beim Tastvorgang den

Kontakt mit der Grundfolie 1 herstellen sowie einer Front¬ folie mit Tastkuppen 8, die beim Antippen akustisch und durch den Tastsinn den Schaltvorgang anzeigen. Die Folien 1, 2, 3 und 4 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyester, während die Leiterbahnen 5 und die Kontaktstellen 7 aus einem elektrisch leitenden Metall, beispielsweise Silber, bestehen. Je nach Anwendungsgebiet können auch mehr oder weniger Folien oder Schichten vorgesehen sein. Die Frontfolie 4 kann auch eben ohne Tastkuppen ausgebildet sein.

Eine erfindungsgemässe erste Variante einer Vorrichtung zum Verpressen von Folien, beispielsweise zur Herstellung einer Tastatur, ist schematisch in der Fig. 3 dargestellt. Erkenn¬ bar ist eine standfest auf Stützen 12 befestigte erste Platte 10 mit einer ebenen Fläche 11, auf der eine grosse Anzahl Oeffnungen 14 angeordnet sind, die mit einer Vakuum¬ pumpe 13 verbunden sind. Auf der Fläche 11 kann eine Folie, beispielsweise die Grundfolie 1 , in jeder Lage unverrückbar fixiert werden, indem die Folie auf die Fläche gelegt und die Platte 10 evakuiert werden.

Ueber der Fläche 11 ist an einem standfesten Aufbau 15 eine zweite Platte 20 angeordnet, die eine zur ersten Platte 10 hin gekrümmte Fläche 21 besitzt. Der Krümmungsradius ist beispielsweise 4m, die Fläche 24 ist also nur wenig gekrümmt.

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Die zweite Platte 20 besitzt ebenfalls, hier nicht sichtbar, Oeffnungen 16, die über eine flexible Vakuumleitung 17 mit einer hier nicht sichtbaren zweiten Pumpe verbunden sind, so dass auf der gewölbten Fläche 21 eine Folie durch Ansau¬ gen mit guter Planlage fixiert werden kann.

Die zweite Platte 20 ist mit zwei im Abstand zueinander ange¬ ordneten Achsengelenken 18 und 19 schwenkbar mit zwei pneu¬ matischen oder hydraulischen Druckzylindern 30 und 40 ver¬ bunden. Die Druckzylinder 30 und 40 sind am Aufbau 15 be¬ festigt und stehen senkrecht zur ersten Platte 10. Die Druckzylinder 30 und 40 können auch durch mechanische Bewe¬ gungsorgane ersetzt werden. Die zweite Platte 20 kann durch Betätigung der Druckzylinder 30 und 40 in der Höhe verstellt und stufenlos geschwenkt werden. Die zweite Platte 20 kann auf der ersten Platte 10 bzw. auf einer Folie mit konstantem oder veränderlichem Druck abgerollt werden, indem beispiels¬ weise der Druckzylinder 30 soweit verlängert wird, bis der Randbereich 22 der zweiten Fläche 21 mit dem geeigneten Druck auf der Folie aufliegt und indem anschliessend der zweite Zylinder 40 bei gleichzeitiger Verkürzung des Zylinders 30 verlängert wird. Eine Steuervorrichtung 23 steuert die Druckzylinder 30 und 40 sowie die beiden Vakuum¬ pumpen.

Die Abrollbewegung der zweiten Platte 20 wird mit Bolzen 50 geführt, die versenkbar in der ersten Platte 10 befestigt sind und die während der Abrollbewegung in entsprechende Führungsöffnungen 60 in der zweiten Platte 20 eingreifen. Die Führung der Platte 20 ermöglicht eine exakte Positionie¬ rung und die .genaue Wiederholbarkeit des Abrollvorganges. Es können jedoch auch andere Führungsmittel, beispielsweise ineinandergreifende Zahnschienen oder Verankerungsbänder, vorgesehen sein.

Die erfindungsge ässe Vorrichtung kann mit Heizmitteln ver¬ sehen und für die Heissverpressung eingesetzt werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Tastatur wird im folgen¬ den anhand der Fig. 4 bis 8 näher erläutert. Zuerst wird die Basisfolie 1, die mit hier nicht dargestellten Schutzfolien verklebt sein kann, mit den Leiterbahnen 5 nach unten auf der ersten Fläche 11 genau positioniert und durch Ansaugen plangenau und unverrückbar fixiert. Nun wird die zweite Platte 20 gesenkt, bis der Randbereich 22 mit dem geeigneten Druck auf einem Randbereich der Basisfolie 1 aufliegt (Fig. 4) Die zweite Platte 20 wird nun auf der Basisfolie 1 unter kon¬ stantem Auflagedruck abgerollt, wobei die Andruckkraft der ersten Platte 10 gesenkt und diejenige der zweiten Platte

20 erhöht wird, so dass nach einer Abrollbewegung die Basis¬ folie 1 auf der zweiten Platte 20 plangenau und unverrückbar fixiert ist (Fig. 5).

Die zweite Platte 20 wird gehoben und die Distanzfolie 2 auf der ersten FLäche 11 in der gleichen Lage wie vorher die Grundfolie 1 positioniert und fixiert (Fig. 6) . Eventuelle Schutzfolien auf der Grundfolie 1 und der Distanzfolie 2 werden abgezogen und eine Klebemittelschicht 24 auf der Distanzfolie 2 freigelegt. (Fig. 7) . Nun wird der vorher er¬ wähnte Abrollvorgang exakt wiederholt, wobei die Grundfolie 1 mit der Distanzfolie 2 verklebt wird. Nun wird die Kontakt¬ folie . 3 mit der Distanzfolie 2 verklebt, wobei die bereits ' erwähnten Bewegungsabläufe wiederholt werden. Dank der guten Planlage der Distanzfolie 2 und der Kontaktfolie 3 wird beim Verkleben aus den Oeffnungen 6 keine Luft heraus- gepresst. Ausgleichskanäle zwischen den Oeffnungen 6 sind deshalb nicht erforderlich. Auf die der Frontfolie 4 zu¬ gewandten Seite der Kontaktfolie 3 kann eine hier nicht dargestellte dünne Deckfolie aufgeklebt werden, welche den Oeffnungen 6 entsprechende Oeffnungen aufweist. Wird die Kontaktfolie 3 auf der ersten Platte 10 angesaugt, so wölbt sich die Kontaktfolie 3 bei den Oeffnungen der Deckfolie zur ersten Platte 10 hin, so dass der Abstand nach dem Ver-

kleben zwischen der Grundfolie 1 und der Kontaktfolie 3 im Bereich der Oeffnungen 6 grösser ist als in den anderen Bereichen. Dadurch wird die Gefahr von Kurzschlüssen weiter vermindert. Abschliessend wird noch die Frontfolie 4 auf die Kontaktfolie 3 aufgeklebt.

Die in den Figuren 9 und 10 dargestellte zweite Variante einer Vorrichtung zum Verpressen von Folien weist ein verwin- dungssteifes Maschinengestell 120 auf, das auf vier einstell¬ baren Tellerfüssen 273 steht. Ein an sich bekannter Scheren- hubtisch 250 trägt eine Vakuumplatte 100.

Die Vakuumplatte 100 ist entlang einer ebenen Fläche 110 per¬ foriert. Der Scherenhubtisch 250 wird hydraulisch betätigt und die Vakuumplatte 100 ist stufenlos höhenverstellbar.

Eine leicht gekrümmte Vakuumplatte 200 liegt abrollbar auf geraden Laufschienen 102, die auf Trägern 104 ruhen. Die Laufschienen 102 sind mit Zahnungen 101 versehen, die mit entsprechenden Zahnungen von Platten 203 kämmen, die seit¬ lich an der gekrümmten Vakuumplatte 200 starr befestigt sind.

Eine Walze 260 mit zwei seitlichen, starr angebrachten Zahnrä¬ dern 261 liegt abrollbar auf der gekrümmten Vakuumplatte 200 auf, wobei die Zahnräder 261 mit oberen Zahnungen 201 der Seitenplat-

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ten 203 kämmen. Die Walze 260 weist zwei Rollen 263 auf, die auf zwei an Trägern 262 befestigten geraden Stangen 270 abrollen. Die Walze 260 weist zudem zwei Flansche 264 auf, die auf der oberen Fläche der gekrümmten Platte 200 abrollbar aufliegen.

Die Walze 26Q ist mittels eines an sich bekannten hydrauli¬ schen Drehantriebs 271 um ihre Achse drehbar. Der Drehan¬ trieb 271 läuft mit der Walze 260 mit und ist in hier nicht näher dargestellter Weise an einem schwenkbaren Hebel 272 befestigt. Die Walze 260 kann auch durch einen Elektromotor oder einen anderen geeigneten Antrieb gedreht werden.

Wird die Walze 260 mit dem Antrieb 271 gedreht, rollt diese je nach Drehrichtung entweder vor- oder rückwärts über die gekrümmte Platte 200. Die Platte 200 führt dadurch zwangs¬ weise eine über den ganzen Arbeitsbereich formschlüssige Abrollbewegung aus.

Zwei Vakuumpumpen 130 mit motorisch verstellbaren Steuer¬ ventilen 133 sind mittels flexibler Unterdruckschläuche 131 mit der unteren und der oberen Vakuumplatte 100 bzw. 200 verbunden. Die beiden Platten 100 bzw. 200 können also unab¬ hängig voneinander evakuiert und belüftet werden. Die Drücke in den Platten 100 bzw. 200 werden durch je fünf hier nicht dargestellte Leuchtdioden angezeigt.

Der Arbeitsbereich ist durch eine Bedienungsöffnung 121 mit seitlichen Lichtschranken 122 zugänglich.

Die Vorrichtung besitzt weiter eine Steuervorrichtung 123 sowie ein hier nicht dargestelltes Hydraulikaggregat.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung soll anhand der Figuren 11a bis 11h näher erläutert werden.

Durch die Bedienungsperson oder eine automatische Zuführ¬ einrichtung wird durch die Bedienungsöffnung 121 eine Folie 1 eingelegt und wie in Fig. 11a gezeigt auf der unteren Vakuumplatte 100 positioniert und dort angesaugt. Nun wird die untere Vakuumplatte 100 mit dem Scherenhubtisch 250 angehoben, bis die Folie 1 wie in Fig. 11b gezeigt, die obere Vakuumplatte 200 berührt. Die obere Platte 200 wird nun evakuiert und auf der unteren Platte 100 bzw. der Folie 1 abgerollt, wobei gleichzeitig der Druck in der Platte 100 erhöht wird. Sobald die Folie 1 vollständig an der oberen Platte 200 anliegt, wird die untere Platte 100 gesenkt und die obere Platte 200 in die Ausgangsstellung bewegt, so dass der in Fig. 11d gezeigte Zustand erreicht ist. Nun wird eine zweite Folie 2 eingelegt und auf der unteren Platte 100 fixiert, sowie anschliessend die untere Platte 100 angehoben.

Die obere Platte 200 wird mit dem geeigneten Druck auf der unteren Folie 2 abgerollt und gleichzeitig der Druck in der unteren Platte erhöht.

Die Folie 2 ist nun vollständig mit der Folie 1 verpresst (Fig. 11g). Die obere Platte 200 wird nun in die Ausgangs¬ lage bewegt, wobei gleichzeitig die untere Platte 100 evakuiert und der Druck in der oberen Platte 200 erhöht wird. Der Druck in der unteren Platte 100 wird nun erhöht und die beiden verpressten Folien abgehoben, so dass ein neuer Arbeitszyklus beginnen kann. Es versteht sich von selbst, dass nach diesem Verfahren auch mehr als zwei Folien ver¬ presst werden können.