Silikonschaltmatten als kombinierte Bedien-, Dicht- und Fixierkomponente

Die steigende Komplexität industrieller Geräte stellt Konstrukteure und Entwickler vor die Aufgabe, Bedienkomfort, Schutzanforderungen und wirtschaftliche Serienfertigung in ein stimmiges Gesamtsystem zu integrieren. Ein aktuelles Projekt zeigt, wie sich diese Anforderungen durch intelligente Funktionsbündelung in einer Silikonschaltmatte effizient lösen lassen.

Für ein kundenspezifisches HMI-Gerät wurde ein zweiteiliges Kunststoffgehäuse entwickelt, das in Verbindung mit einer speziell konstruierten Silikonschaltmatte mehrere technische Funktionen vereint. Das Silikonelement übernimmt nicht nur die Eingabecharakteristik des Bedienfeldes, sondern fungiert gleichzeitig als umlaufende Dichtung und als präzises Fixier- und Positionierungselement im Gehäuseaufbau. Diese multifunktionale Auslegung führt zu einer markanten Reduzierung der Bauteile sowie zu kürzeren Montagezeiten und sorgt gleichzeitig für ein äußerst robustes Interface im industriellen Einsatz.

Dreifachfunktion in einem Bauteil

Bedienoberfläche mit definierter Haptik

Die Silikonschaltmatte bildet die vollständige Eingabeebene des Gerätes. Die Tasten liefern ein reproduzierbares, definiertes Druckgefühl, das besonders in industriellen Umgebungen mit hoher Betätigungsfrequenz entscheidend für eine sichere und ergonomische Bedienung ist.

Dichtung zur Absicherung der Elektronik

Durch die umlaufende Geometrie dichtet die Silikonschaltmatte die beiden Gehäusehälften zuverlässig gegeneinander ab und schützt die Elektronik vor Staub und äußeren Einflüssen. Dies ermöglicht eine langlebige und wartungsarme Geräteauslegung – ein wichtiger Faktor für Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau.

Mechanische Fixierung und präzise Positionierung

Das Formdesign der Silikonkomponente übernimmt gleichzeitig eine exakte Positionier- und Fixierfunktion für Elektronik und Gehäuse. Zusätzliche Dicht- oder Stützbauteile sind dadurch nicht erforderlich. Die resultierende Struktur ist montagefreundlich und erhöht die Prozesssicherheit in der Serie.

Technische Umsetzung und Materialwahl

Für das Projekt kamen kundenspezifische Kunststoffmaterialien wie ABS oder PC/ABS zum Einsatz, während die Schaltmatte aus hochwertigem Silikon gefertigt wurde. Die Shore-Härte des Silikons wurde an die jeweilige Anwendung angepasst, um sowohl optimales Tastenfeedback als auch zuverlässige Dichtwirkung zu gewährleisten. Farbvarianten können frei definiert werden – sowohl für das Gehäuse als auch für einzelne Tasten oder Funktionsbereiche.

Durch getrennte Werkzeugsätze für Kunststoff und Silikon bietet die gewählte Fertigungsstrategie volle Flexibilität bei Änderungen und gleichzeitig eine klare Kostenkontrolle in der Serie. Zusätzlich wurde auf eine intuitive Tastenkennzeichnung und langlebige Eingabemechanik geachtet, wodurch das HMI-System auch bei hoher Beanspruchung zuverlässig arbeitet.

Designoptionen für Markenidentität und Funktionskodierung

Die Möglichkeit, nahezu jede gewünschte Gehäusefarbe zu realisieren, erlaubt eine präzise Anpassung an das Corporate Design des Herstellers. Auch die Silikonschaltmatte selbst kann mehrfarbig ausgeführt werden, sodass ein stimmiges und ergonomisch optimiertes Bedienkonzept entsteht.

Vorteile für Konstruktion und Serienfertigung

Die Funktionsintegration führt zu einer spürbaren Vereinfachung des gesamten Geräteaufbaus:

Geringere Bauteilanzahl und reduzierte Montagezeiten

Hohe Abdichtungssicherheit durch formschlüssige Silikonrahmen

Robuste, langlebige HMI-Eingabetechnik

Große Design- und Formfreiheit

Wirtschaftliche Serienfertigung dank optimal abgestimmter Werkzeuge

Diese Konstruktionsweise eignet sich besonders für kompakte Industriebediengeräte, mobile Handgeräte, Sensorinterfaces und Steuerboxen, bei denen Bedienqualität, technischer Schutz und Integrationsgrad eine zentrale Rolle spielen.

Wirtschaftlichkeit kundenspezifischer Kunststoffgehäuse

In vielen Projekten besteht zunächst die Annahme, dass Standardgehäuse kostengünstiger sind. Die Praxis zeigt jedoch häufig ein anderes Bild: Sobald individuelle Bearbeitungen, nachträgliche Dichtungen, separate Tasteneinheiten oder spezifische Anpassungen für die Elektronik notwendig werden, steigen die Gesamtkosten modifizierter Standardgehäuse deutlich.

Ein kundenspezifisch entwickeltes Gehäuse mit integrierter Silikonschaltmatte bietet hier klare wirtschaftliche Vorteile. Durch die Funktionsintegration – Bedienfeld, Dichtung, Fixierung und Gehäuse in einem abgestimmten System – reduziert sich die Komponentenanzahl deutlich. Dies beschleunigt die Montage, minimiert Fehlerquellen und schafft eine prozesssichere Serienfertigung.

Ab Produktionsmengen von 1.000 bis 5.000 Einheiten übertreffen kundenspezifische Lösungen typischerweise die Wirtschaftlichkeit von Standardgehäusen. Die Stückkosten bewegen sich in diesem Bereich üblicherweise im niedrigen einstelligen Eurobereich, abhängig von Komplexität und Funktionsumfang. Der Break-Even verschiebt sich je nach Design, bleibt jedoch in den meisten industriellen Anwendungen klar innerhalb dieses Rahmens.

Für mobile Bediengeräte, robuste Industrie-HMIs oder kompakte Steuergeräte entsteht dadurch eine technisch optimierte und langfristig kostenvorteilhafte Lösung.

Fazit

Das vorgestellte Projekt verdeutlicht, wie durch die Kombination eines kundenspezifischen Kunststoffgehäuses mit einer multifunktionalen Silikonschaltmatte eine hochintegrierte, robuste und wirtschaftliche HMI-Lösung realisiert werden kann. Die Funktionsbündelung reduziert Bauteile, steigert die Prozesssicherheit und ermöglicht eine flexible, skalierbare Serienfertigung – ideal für anspruchsvolle industrielle Einsatzbereiche.

 

Die N&H Technology GmbH ist ein erfahrener Anbieter von Fertigungslösungen mit einem klaren Fokus auf kundenspezifische Bedieneinheiten (HMI). Seit über 24 Jahren begleitet das Unternehmen seine Kunden von der Idee bis zur Serienlieferung und bietet ein breites Leistungsspektrum, das technische Beratung, innovative Entwicklung und umfassenden Service umfasst. Zu den Produkten gehören u.a. kundenspezifische Silikonschaltmatten, Folientastaturen, Formteile aus Kunststoff, Elastomeren und Metall, Kabelkonfektionierungen, magnetische Steckverbinder, Federkontakte und komplette Endgeräte.

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