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SilikonschaltmattenTechnischer Leitfaden

Shore-Härte für Silikonschaltmatten auswählen: Druckverformungsrest, Rückstellkraft und Dichtung

JASPER EngineeringAktualisiert 4. August 202619 Min. Lesezeit

Shore-Härte für Silikonschaltmatten richtig auswählen: 10 Prüfpunkte verbinden DVR, Rückstellkraft, Geometrie, Temperatur und Dichtung.

Silicone keypad samples with different molded key constructions

Die Shore-Härte für Silikonschaltmatten wird nicht aus einem universellen Shore-A-Wert abgeleitet. Ausgangspunkte sind die geforderte Kraft-Weg-Kurve, die Rückstellreserve, die Dichtpressung, der Temperaturbereich und die Dauer statischer Kompression. Erst wenn Daten nach ASTM D395 oder ISO 815 zusammen mit Prüfungen an der seriennahen Baugruppe bewertet wurden, ist eine Freigabe des Formteils technisch belastbar.

Stand: 25. Juli 2026

Bei Silikonschaltmatten ist die Härte eine kontrollierte Werkstoffeingangsgröße, aber keine vollständige Spezifikation des Tastgefühls. Eine Prüfplatte mit 50 Shore A, ein dünner geformter Tastendom, eine dauerhaft verpresste Randdichtung und eine fertig montierte Taste im verschraubten Frontrahmen beantworten jeweils andere Fragen. Eine belastbare Auswahl hält diese Fragen zunächst getrennt und führt sie erst anhand von Prototypendaten zusammen.


1. Warum die Auswahl nach Shore-Härte allein teuer werden kann

Wer eine Silikonschaltmatte nur nach Härte auswählt, kann ein Teil erhalten, das die Wareneingangsprüfung besteht und in der Baugruppe trotzdem klemmt, doppelt schaltet, Dichtvorspannung verliert oder sich falsch anfühlt. Shore A beschreibt den Widerstand gegen das Eindringen eines genormten Prüfkörpers. Der Bediener betätigt dagegen einen dreidimensionalen Mechanismus. Dessen Verhalten wird ebenso von Federsteg oder Dom, Tastenhöhe, Hubbegrenzung, Entlüftungsweg, Kontaktaufbau, Leiterplattenabstützung, Rahmenfreigang und Montagepressung bestimmt.

Die typische Fehlerkette ist überschaubar:

Temperatur + dauerhafte Montagelast + Verweilzeit
                         ↓
Compoundverhalten + Geometrie von Federsteg, Basis und Dichtung
                         ↓
bleibende Verformung und/oder Verlust der Gegenkraft
                         ↓
geringere Rückstellung, kleinere Kontakttrennung oder weniger Dichtreserve
                         ↓
sporadische Eingabe, langsame oder klemmende Taste oder Leckage an der Baugrenze

In dieser Kette stecken mindestens vier Messgrößen. Wer sie gleichsetzt, verdeckt den eigentlichen Fehlermechanismus.

Messgröße Was sie beschreibt Was sie nicht nachweist
Shore-A-Härte Eindringverhalten eines konditionierten Gummiprüfkörpers nach einem benannten Durometerverfahren Betätigungskraft, Schnappverhältnis, Rückstellkraft oder Lebensdauer der fertigen Taste
Kraft-Weg-Kurve Spitzenkraft, Kontaktkraft, Hub, Rücklauf und Hysterese einer definierten Taste in einer definierten Vorrichtung Langzeitige Erholung nach statischer Kompression, sofern nach der Konditionierung nicht erneut gemessen wird
Druckverformungsrest Maßliche Erholung, nachdem ein Prüfkörper bei festgelegter Kompression, Temperatur und Dauer belastet und nach festgelegtem Protokoll entspannt wurde Dynamische Zyklenfestigkeit oder erhaltene Gegenkraft für sich allein
Druckspannungsrelaxation Veränderung der Gegenkraft bei konstanter Verformung Vollständiges taktiles Verhalten einer geformten Taste im Gehäuse

ASTM D395-18(2025) zieht die wichtigste Grenze: Die Verfahren zum Druckverformungsrest sind vor allem für statisch druckbelastete Anwendungen gedacht. Wiederholte Verformung wird laut Norm durch Biegewechsel- oder Hystereseprüfungen besser abgebildet. Eine unter einem Rahmen eingespannte Schaltmattenbasis kann ein statisches Setzproblem haben. Der bewegte Federsteg hat ein zyklisches Kraft-Weg-Problem. Eine Dichtlippe kann sowohl von bleibender Verformung als auch von nachlassender Gegenkraft betroffen sein.

Die Kosten einer zu einfachen Auswahl treten meist spät auf. Ein Compoundwechsel nach dem Werkzeugbau kann Füllverhalten, Schwindung, Entformung, Pigmentwirkung und Betätigungskraft verändern. Wird die Federgeometrie erst nach der Designfreigabe geändert, können Werkzeugkorrekturen und eine weitere Musterschleife nötig werden. Wirtschaftlicher ist es, die Zielgrößen getrennt festzulegen, kontrollierte Varianten zu prüfen und das eingebaute System freizugeben.

Das beobachtete Symptom bestimmt die nächste Messung. Ein reflexartiger Wechsel des Durometers tut es nicht:

Beobachtetes Symptom Zu prüfende gekoppelte Größen Nächster sinnvoller Nachweis
Neue Teile fühlen sich richtig an; nach warmer Verweilzeit wird der Rücklauf langsam Vernetzungszustand, Dehnung im Federsteg, statischer DVR, Verlust der Gegenkraft Kraft-Weg-Kurve vor und nach der Verweilzeit plus ASTM-D395- oder ISO-3384-Nachweis, je nach Fragestellung
Dichtreserve sinkt nach Lagerung im verspannten Zustand Toleranzkette, Dichtungsstauchung, Compounderholung, Spannungsrelaxation Konditionierter DVR beziehungsweise Gegenkraftverlauf, danach Dichtprüfung der Baugruppe
Betätigungskraft streut stark von Taste zu Taste Federstegmaße, Vernetzungsgleichmäßigkeit, Entlüftung, PCB-Abstützung, Vorrichtungsausrichtung Maßprüfung und vergleichbare Kraft-Weg-Kurven je Tastenposition
Lose Schaltmatte besteht die Prüfung; eingebaut ist sie zu schwergängig Rahmenfreigang, Schraublast, PCB-Lage, Anschlag, Basispressung Kurven der freigegebenen Baugruppe bei minimaler und maximaler Toleranzlage

2. Shore-Härte, Druckverformungsrest und Rückstellung technisch trennen

Die drei zentralen Werkstoffbegriffe hängen zusammen, ersetzen einander aber nicht. Eine nachvollziehbare Materialauswahl dokumentiert deshalb zu jedem Ergebnis das Prüfverfahren und die Bedingungen. Das Verhalten des fertigen Tastenmechanismus wird zusätzlich geprüft.

Die Shore-Härte von Silikonkautschuk ist ein Eindringergebnis

ASTM D2240-15(2021) definiert die Durometerhärte als empirische Eindringmessung. Das Ergebnis hängt laut ASTM vom Elastizitätsmodul, viskoelastischen Verhalten, von der Geometrie des Eindringkörpers und von der aufgebrachten Kraft ab; eine einfache Beziehung zu einer fundamentalen Werkstoffeigenschaft besteht nicht. Die Angabe „60 Shore A“ bleibt daher unvollständig, solange Zeichnung oder Prüfplan nicht auch Verfahren, Skala, Prüfkörper oder freigegebenen Begleitprüfkörper, Konditionierung, Messstelle und Ableseprotokoll festlegen.

ISO 48-4:2018 ordnet die Skala A Gummi im normalen Härtebereich zu. AM gilt für dünne Teile im normalen Härtebereich, AO für weichen oder zelligen Gummi und D für Gummi mit hoher Härte. Diese Skalen dürfen nicht beiläufig umgerechnet oder gleichgesetzt werden. Bei einer dünnen, gewölbten, strukturierten oder mehrstufigen Schaltmatte müssen Auftraggeber und Hersteller vereinbaren, ob die Härte an einem Normprüfkörper, einem gemeinsam vernetzten Begleitcoupon oder an einer anderen nach dem maßgebenden Verfahren zulässigen Stelle geprüft wird.

Der Druckverformungsrest ist ein konditioniertes Erholungsergebnis

Der DVR gibt an, welcher Anteil einer aufgeprägten Verformung nach Entlastung und einer festgelegten Erholungszeit bestehen bleibt. Für den verbreiteten Fall konstanter Verformung gilt:

Druckverformungsrest (%) = (t0 − tr) / (t0 − ts) × 100

  • t0 ist die ursprüngliche Dicke.
  • ts ist die Distanzhalter- beziehungsweise komprimierte Dicke.
  • tr ist die nach dem festgelegten Erholungsintervall gemessene Dicke.

Das Parker O-Ring Handbook erläutert dieselbe Gleichung: 0 % bedeuten vollständige maßliche Erholung; bei 100 % hat sich der Prüfkörper nicht über die komprimierte Dicke hinaus erholt. Daraus entsteht jedoch kein Grenzwert für Silikonschaltmatten.

ISO 815-1:2019 macht die Abhängigkeit von den Bedingungen ausdrücklich. Der DVR verändert sich mit Dauer und Temperatur der Kompression sowie mit Dauer, Temperatur und Umständen der Erholung. Die übliche konstante Verformung beträgt 25 %, bei Kautschuk mit hoher IRHD gelten geringere Werte. IRHD ist nicht Shore A. ISO unterscheidet außerdem kurze Prüfungen bei erhöhter Temperatur, typischerweise 24 Stunden zur Beurteilung des Vernetzungszustands oder zur Klassifizierung, von längeren Prüfungen, typischerweise 1.000 Stunden, die stärkere Alterungseffekte einschließen. Eine nackte Angabe wie „DVR 20 %“ ist daher nicht vergleichbar.

Druckspannungsrelaxation misst die erhaltene Gegenkraft

Eine Dichtflansche kann nahezu auf gleicher Höhe eingespannt bleiben, während ihre Reaktionskraft abnimmt. Der Druckverformungsrest beschreibt diesen Verlust nicht vollständig. ISO 3384-1:2024 misst die Abnahme der Gegenkraft bei konstanter Verformung und konstanter Temperatur. ISO 3384-2:2019 erweitert die Fragestellung auf Temperaturwechsel.

Keines dieser Verfahren ersetzt die Kraft-Weg-Kurve der fertigen Taste. Die öffentlich dokumentierten Kraft-Weg-Hinweise von Shin-Etsu Polymer führen Spitzen- und Kontaktkraft gemeinsam auf Silikonwerkstoff und Domgeometrie zurück; auch der Hub hängt von Geometrie und Kontaktposition ab. Für die Schaltmattenfreigabe werden Abwärts- und Rücklaufkurve bei definierter Geschwindigkeit, Vorrichtung, Tastenposition, Temperatur und Konditionierung aufgezeichnet.

Primärdaten der Werkstofflieferanten widerlegen eine Rangfolge nach Härte

Die folgenden Beispiele sind nützlich, weil Werkstoffgrade und Prüfbedingungen genannt sind. Es handelt sich um typische Lieferantendaten, nicht um Spezifikationen, JASPER-Ergebnisse oder allgemeingültige Grenzwerte für Schaltmatten. Zeilen mit abweichenden Verfahren, Vernetzungszuständen, Temperaturen oder Geometrien dürfen nicht gegeneinander gerankt werden.

Primärbeispiel des Lieferanten Angegebene Härte Bedingung und Ergebnis des angegebenen DVR Aussagegrenze des Beispiels
Dow SILASTIC 9201-50 LSR 50 Shore A 22 h bei 175 °C: 21 % Ein Compound mit 50 Shore A kann einen anderen DVR als ein zweiter Compound gleicher Nennhärte haben.
Dow SILASTIC 9202-50 LSR 50 Shore A 22 h bei 175 °C: 24 % Die Nennhärte bestimmt den DVR nicht eindeutig.
Dow SILASTIC 9250-40 LSR 40 Shore A 22 h: 11 % bei 125 °C, 15 % bei 150 °C, 22 % bei 175 °C Innerhalb eines Grades und Vernetzungszustands verändert die Temperatur das Ergebnis.
Shin-Etsu KE-54x1 Hochfestigkeitsfamilie 41 / 52 / 59 / 67 Shore A 22 h bei 180 °C: 37 % / 19 % / 20 % / 21 % nach der angegebenen Primärvernetzung und Nachtemperung Innerhalb einer Produktfamilie verläuft der DVR nicht monoton mit der Härte.
WACKER ELASTOSIL LR 3003/50, Beispiel Klasse 50 Shore A 22 h bei 175 °C nach DIN ISO 815-B, nach unterschiedlichen Nachtemperzeiten bei 200 °C; 2-mm- und 6-mm-Wandungen zeigen unterschiedliche Verläufe Nachtemperhistorie und Querschnittsdicke können den gemessenen DVR verändern.

Quellen: Dow, Liquid Silicone Rubber Product Selection Guide (2023); Shin-Etsu, Daten der Familie KE-54x1; WACKER, Solid and Liquid Silicone Rubber: Material and Processing Guidelines (2025). WACKER nennt zugleich Grade, die für niedrigen DVR ohne Nachtemperung formuliert sind. Die Aussage „jedes Silikon muss nachgetempert werden“ ist deshalb nicht tragfähig. Vernetzung und Nachtemperung gehören zur Freigabe des exakten Werkstoff- und Prozessstands.


JASPER compression molding process for keypad sample production

3. Shore-Härte für Silikonschaltmatten: 10 Prüfpunkte

Die Shore-Härte für Silikonschaltmatten wird aus Einsatzbedingungen und messbaren Zielgrößen abgeleitet und erst danach mit Compound und Geometrie verknüpft. Etiketten wie „Medizintechnik“, „Industrie“ oder „Outdoor“ rechtfertigen kein pauschales Härteband.

Konstruktionseingang Beeinflusste Zielgröße Unsichere Abkürzung Anzufordernder Nachweis
Bediener, Handschuh, Tastengröße und Betätigungsrichtung Spitzenkraft, Hub, Seitenstabilität Härte nur aus Haptikwörtern wählen Zielkorridor der Kraft-Weg-Kurve und Referenztaste
Federsteg-/Domprofil und Anschläge Schnappverhältnis, Hysterese, Rücklauf, lokale Dehnung Schwache Geometrie durch mehr Härte „reparieren“ Schnittzeichnung und Kraft-Weg-Kurven geformter Teile
Rahmenklemmung und Stauchung der Randdichtung Setzen der Basis, Gegenkraft, Dichtreserve Kurzen Tastenhub als Dichtlast behandeln Stackmaße und ungünstigste Dauerkompression
Minimale/maximale Temperatur und Verweilzeit Kraftverschiebung, Erholung, DVR, Relaxation Nur bei Raumtemperatur freigeben Konditionierte Prüfung an definierten Extremen und Verweilzeiten
Vernetzung/Nachtemperung und Wandstärke Härte, flüchtige Bestandteile, DVR, Alterungsreaktion Nur den Polymertyp freigeben Exakter Grad, kontrollierter Prozessstand und repräsentativer Querschnitt
PCB, Träger, Befestigung und Freigang Durchschlag, Kontaktschluss, Rücklauf, Streuung Lose Schaltmatte auf der Werkbank prüfen Seriennahe Baugruppe und definierte Vorrichtung

3.1 Einsatzprofil festlegen, bevor eine Härte benannt wird

Zu dokumentieren sind minimale, nominale und maximale Bauteiltemperatur, Lagerungsspitzen, Aufwärmzustand, Betätigungsfrequenz, maximale Haltezeit, Reinigungsbeanspruchung sowie jede dauerhafte Klemm- oder Dichtlast. Temperaturbeständigkeit ist nicht mit taktiler Stabilität gleichzusetzen. Ein Compound kann elastomer bleiben, während Kraft oder Rückstellung der Baugruppe bereits außerhalb der Anforderung liegen.

Belastbarer Nachweis: Das Lastenheft trennt dauerhafte, wiederkehrende und außergewöhnliche Expositionen.
Warnsignal: Für ein Außen-, Fahrzeug-, beheiztes oder regelmäßig gereinigtes Bedienelement ist „Raumtemperatur“ die einzige Prüfbedingung.

3.2 Vier Zielgrößen statt eines Haptikadjektivs spezifizieren

Festzulegen sind die Wareneingangshärte, die Abwärts- und Rücklaufkurve der fertigen Taste, gegebenenfalls der statische DVR der Schaltmatte sowie die erhaltene Gegenkraft bei relevanter Vorspannung. Wenn Funktionsreserven davon abhängen, kommen Kontakttrennung, Dichtstauchung oder Rückstellzeit hinzu. Wörter wie „knackig“, „weich“ oder „schneller Rücklauf“ können als Anwendersprache bleiben, brauchen aber eine messbare Übersetzung.

Belastbarer Nachweis: Zeichnung und Validierungsplan nennen jede Zielgröße und den verantwortlichen Freigeber.
Warnsignal: Eine einzige Shore-A-Toleranz soll sämtliche taktilen und dichtenden Funktionen beherrschen.

3.3 Exakten Compound und Vernetzungszustand kontrollieren

„VMQ-Silikon, 50A“ bezeichnet keinen eindeutigen Werkstoff. Festzuhalten sind Lieferant, Grad, Farb- und Additivpaket, Vernetzungssystem, Primärvernetzung, gegebenenfalls Nachtemperung und genehmigter Änderungsweg. Die Daten von WACKER und Shin-Etsu zeigen, dass Nachtemperung, Wahl des Vernetzers und Querschnitt den DVR beeinflussen können.

Belastbarer Nachweis: Freigegebener Werkstoff und Prozessstand sind revisionsgeführt.
Warnsignal: Der Hersteller darf ohne Neuvalidierung jeden Compound gleicher Härte einsetzen.

3.4 Verfahren für die Shore-Härte eindeutig festlegen

Die Spezifikation nennt ASTM D2240 oder ISO 48-4, die Skala, den Prüfkörper beziehungsweise Begleitcoupon, die Konditionierung, Messstellen, das Ableseprotokoll und den Stichprobenplan. Bei der Durchführung gilt die aktuelle kontrollierte Norm; öffentliche Zusammenfassungen ersetzen keine lizenzierte Verfahrensanweisung.

Belastbarer Nachweis: Lieferant und Wareneingang verwenden dasselbe kontrollierte Verfahren oder eine vereinbarte Korrelation.
Warnsignal: Eine Handmessung auf einem beliebigen gewölbten Tastenkopf gilt als gleichwertig mit einer kontrollierten Probe.

3.5 Härte gemeinsam mit Federgeometrie und Hub auslegen

Härte behebt weder eine instabile Taste noch einen überdehnten Federsteg, einen blockierten Entlüftungsweg oder einen unkontrollierten Anschlag. Tastenhöhe, Winkel und Dicke des Federstegs, Übergangsradien, Hub, Anschlag, Kontaktposition und Abstützung bestimmen, wo sich das Elastomer biegt und wie die Kraftkurve entsteht. Erst die Kraft-Weg-Kurve bestätigt die Kombination.

Belastbarer Nachweis: Compound- und Geometrievarianten werden jeweils mit nur einem kontrolliert veränderten Faktor verglichen.
Warnsignal: Die Werkzeuggeometrie wird eingefroren, bevor ein taktiles Muster aus dem vorgesehenen Serienwerkstoff vorliegt.

3.6 Dauerhafte Dichtkompression von der Tastenbetätigung trennen

Schaltmattenbasis oder Dichtwulst können über Monate verpresst bleiben, während sich jeder Federsteg nur beim Tastendruck bewegt. ASTM D395 oder ISO 815 beantwortet die statische Erholungsfrage. Zyklische Prüfungen und Kraft-Weg-Messungen an der fertigen Taste betreffen den bewegten Mechanismus. Hängt die Dichtung von erhaltener Vorspannung ab, wird zusätzlich die Spannungsrelaxation geprüft; die erholte Höhe allein reicht dann nicht.

Belastbarer Nachweis: Die Toleranzanalyse des Stacks berechnet minimale und maximale Dauerstauchung.
Warnsignal: Die Betätigungskraft einer Taste soll beweisen, dass die Randdichtung ihre Last behält.

3.7 DVR-Werte nur bei gleichen Bedingungen vergleichen

Übereinstimmen müssen Norm und Methode, Prüfkörpergeometrie, Verformung oder Dehnung, Medium, Temperatur, Dauer, Erholungsablauf, Vernetzungszustand und Datenstatus. Ein typischer Wert ist kein Spezifikationsmaximum. Eine niedrigere Prozentzahl unter abweichenden Bedingungen beweist nicht den besseren Compound.

Belastbarer Nachweis: Jeder Wert trägt eine vollständige Bedingungsangabe und die Revision der Quelle.
Warnsignal: Der Einkauf sortiert Prozentwerte aus verschiedenen Datenblättern, nachdem alle Prüfbedingungen entfernt wurden.

3.8 Rücklauf nach Verweilbelastung messen

Bei einer bewegten Taste wird die eingebaute Kraft-Weg-Kurve nach definierten Haltezeiten, thermischer Konditionierung und Erholungsintervallen wiederholt. Bei dauerhaft komprimierter Dichtung oder Basis können ISO 3384-1 beziehungsweise ISO 3384-2 den Verlust der Gegenkraft bei konstanter Verformung beschreiben. Diese Ergebnisse bleiben getrennte Zielgrößen.

Belastbarer Nachweis: Ausgangs- und Nachkonditionierungskurven verwenden dieselbe Vorrichtung, Geschwindigkeit, Ausrichtung und Messtemperatur.
Warnsignal: Die Spitzenkraft eines Neuteils gilt als Nachweis für den gealterten Rücklauf.

3.9 Die Eigenschaften altern, die die Funktionsreserve tragen

Eine beschleunigte Wärmealterung ist nur aussagekräftig, wenn Vorher-/Nachher-Eigenschaft und Grenzwert benannt sind. ASTM D573-04(2025) und ISO 188:2023 unterstützen eine kontrollierte beschleunigte Alterung; ASTM weist jedoch darauf hin, dass sich der reale Einsatz nicht zwingend exakt abbilden lässt. Bei spezifischem Kälterückstellrisiko ist ISO 815-2:2019 einschlägig.

Belastbarer Nachweis: Die Alterungsprüfung erfasst je nach Konstruktion Härte, Maße, Kraft-Weg-Verhalten, Rückstellung und DVR.
Warnsignal: „Hitzebeständig“ steht ohne Exposition und Messgröße im Abnahmekriterium.

3.10 Seriennahe Baugruppe freigeben

Frontrahmen, PCB-Lage, Trägersteifigkeit, Dichtungspressung, Schraublast, Beschichtung und Freigang können das Tastenverhalten verändern. Die Schaltmatte wird im freigegebenen Baugruppenaufbau abgenommen, nicht nur als loses Formteil. Die Hinweise zur HMI-Baugruppe mit Silikonschaltmatte von JASPER ziehen dieselbe Grenze. Die Seite zur Prüf- und Validierungsplanung behandelt Methode, Bedingungen, Musterstand und Abnahmeverantwortung als projektspezifisch.

Belastbarer Nachweis: Die Freigabevorrichtung bildet serienmäßige Abstützung und Klemmung nach.
Warnsignal: Die Abnahme einer frei liegenden Schaltmatte soll jede spätere Gehäuserevision abdecken.


4. Silikonschaltmatten in sechs Schritten auswählen und freigeben

Eine belastbare Materialauswahl reduziert Unsicherheit in einer festen Reihenfolge. Sie beginnt bei den Einsatzbedingungen und endet mit einer kontrollierten Kombination aus Werkstoff, Prozess, Geometrie und Baugruppe.

Schritt 1 - Einsatzbedingungen in messbare Anforderungen übersetzen

Bereitzustellen sind der Temperaturbereich des Bauteils, Lagerungsspitzen, maximale Betätigungs- und Haltezeit, erwartete Stillstandszeit, Bedienung mit oder ohne Handschuh, Zielkurven für Abwärtsbewegung und Rücklauf, dauerhafte Klemm- oder Dichtlast, Reinigungs- und Medienkontakt sowie zulässige Erholungszeit. Kontaktaufbau und Folgen eines langsamen oder unvollständigen Rücklaufs gehören ebenfalls in die Anforderung.

Schritt 2 - Kraft- und Vorspannungsstack festschreiben

Die Zeichnung zeigt nicht nur den sichtbaren Tastenkopf, sondern den vollständigen Mechanismus:

Finger oder externer Betätiger
        ↓
[ Tastenkopf / Stößel ]
[ Federsteg oder Dom ]       ← bewegte Federgeometrie
[ Basis + Dichtwulst ]       ← hier kann dauerhafte Rahmenpressung wirken
[ Carbonpille / Betätiger / Metalldom ]
[ PCB, FPC oder Folienschaltung ]
[ Träger + Gehäuse + Befestigung ]

Zu kontrollieren sind Bezugsflächen, Federstegquerschnitt, Radien, Tastenhöhe, Hub, Festanschlag, Entlüftungsweg, Basisdicke, Dichtmerkmal, Kontaktposition, PCB-Abstützung, Rahmenfreigang und Befestigungszustand.

Schritt 3 - Kontrollierte Varianten untersuchen

Zuerst bleibt die Geometrie gleich, während exakt rückverfolgbare Compounds verglichen werden. Danach bleibt der gewählte Compound gleich und die Geometrie wird abgestimmt. Zwei oder drei flankierende Varianten liefern mehr Information als ein erratener Mittelwert. WACKER gibt beispielsweise ELASTOSIL LR 3005/60 A/B mit 60 ± 3 Shore A an. Diese Angabe belegt nur die Nennhärte und Toleranz dieses Grades; sie ist weder ein JASPER-Wert noch ein allgemeiner Startpunkt für Schaltmatten. Lage und Abstand der Prüfvarianten folgen aus den messbaren Projektanforderungen.

Schritt 4 - Produktionsnahe Muster formen

Anschauungsmodelle und gegossene Ersatzmuster belegen weder Serienvernetzung noch Schwindung, Federstegverhalten oder DVR. Muster verwenden deshalb das vorgesehene Formverfahren, Material, Pigment- und Additivpaket, Vernetzung, Nachtemperung sowie die kritischen Wandquerschnitte. JASPER trennt auf der Seite zu Prototypen und Musterfreigabe ebenfalls zwischen Passform-, Erscheinungs-, Funktions- und produktionsnahen Nachweisen.

Schritt 5 - Konditionieren, halten, altern und erneut messen

Zunächst werden Ausgangshärte und Kraft-Weg-Verhalten im eingebauten Zustand aufgenommen. Danach folgen die relevanten statischen Kompressions-, Temperatur-, Zeit-, Erholungs-, Temperaturwechsel-, Kälte- und Medienbelastungen. Anschließend werden dieselben Größen erneut gemessen. Nur bei kontrollierten Vorrichtungen, Geschwindigkeiten, Ausrichtungen, Abstützungen und Messtemperaturen ist der Vergleich belastbar.

Schritt 6 - Vollständige kontrollierte Kombination freigeben

Gemeinsam freigegeben werden Compoundgrad, Vernetzungszustand, Geometriestand, Baugruppenaufbau, Prüfverfahren, Bedingungen, Musterstufe, Abnahmeverantwortung und Rückstellmuster. Prüfprotokolle und Abweichungen werden über einen Prüf- und Rückverfolgbarkeitsplan mit diesem Stand verknüpft. Änderungen an Werkstoff, Vernetzung, Federsteg, PCB-Abstützung, Rahmen, Dichtung oder Schraublast brauchen eine definierte Entscheidung zur Neuvalidierung.


5. Prüfmatrix und Checkliste für die Musterfreigabe

Eine brauchbare Prüfmatrix ordnet jeder technischen Frage ein geeignetes Verfahren zu. Für die Laborarbeit gelten die aktuelle lizenzierte Norm und der Projektprüfplan, nicht diese Zusammenfassung.

Technische Frage Prüfling Verfahren oder Referenz Festzuschreibende Bedingungen Freigabeergebnis
Ist die Eindringhärte im Wareneingang beherrscht? Normprobe oder vereinbarter Begleitcoupon ASTM D2240 oder ISO 48-4 Skala, Konditionierung, Probe, Messstellen, Ableseprotokoll Härteergebnis und Stichprobenentscheidung
Wie steif ist der Compound unter Druck? Genormte Werkstoffprobe ASTM D575 Geometrie, Verformung, Geschwindigkeit, Temperatur Vergleich der Druck-Verformungs-Kennlinie
Wie weit erholt sich das Material nach statischer Stauchung? Normprobe oder begründetes Merkmal am Fertigteil ASTM D395 Methode B/C oder ISO 815-1 Methode, Dehnung/Verformung, Medium, Temperatur, Dauer, Erholung Konditionierter DVR
Besteht ein Risiko durch mangelnde Kälterückstellung? Kontrollierte Werkstoffprobe ISO 815-2 Tieftemperatur, Methode, Entlastungs-/Belastungszustand DVR bei niedriger Temperatur
Bleibt die Gegenkraft von Dichtung oder Basis erhalten? Ähnlich große Probe oder begründetes Bauteilmerkmal ISO 3384-1; ISO 3384-2 bei Temperaturwechsel Verformung, Probenform, Temperatur-/Zeitverlauf, Messmodus Gegenkraftverlauf
Was ändert sich nach beschleunigter Wärmealterung? Werkstoffprobe und geformte Schaltmatte ASTM D573 oder ISO 188 Exposition, Atmosphäre, Dauer, Vorher-/Nachher-Eigenschaften Bericht zur Eigenschaftsänderung
Erfüllt jede Taste Haptik und Rücklauf? Produktionsnahe Schaltmatte in freigegebener Vorrichtung/Baugruppe Projektspezifisches Kraft-Weg-Verfahren Taste, Ausrichtung, Geschwindigkeit, Temperatur, Verweilzeit, Abstützung, Wiederholungen Abwärts-/Rücklaufkurven und Streuung zwischen Tasten
Bleibt die Dichtreserve der Schnittstelle erhalten? Vollständiges freigegebenes Gehäuse Projektspezifische Montage- und Dichtheitsvalidierung Befestigung, Basis-/Dichtpressung, Anschlüsse, Kabelausgänge, Temperatur, Vorkonditionierung Baugruppenergebnis nur für diese Konfiguration

Vor der Musterfreigabe muss das Paket enthalten:

  • Exakten Compoundlieferanten und Grad, Pigment-/Additivpaket sowie Vernetzungs- und Nachtemperzustand.
  • Kontrollierte Revisionen von Schaltmatte, PCB, Rahmen, Träger, Dichtung und Befestigung.
  • Kraft-Weg-Daten vor und nach Konditionierung, einschließlich Rücklaufkurve.
  • Bedingungen der statischen Kompression und Erholung, wenn Basis oder Dichtung dauerhaft geklemmt bleiben.
  • Abnahmegrenzen, Musterstufe, Stichprobenumfang, Datenverantwortung und Abweichungsbefugnis.
  • Ein aufbewahrtes Freigabemuster sowie Auslöser für die Neuvalidierung von Material, Prozess, Werkzeug oder Baugruppenaufbau.

Bauteilprüfungen zertifizieren nicht das Endgerät. Dichtheit, elektrische Sicherheit, EMV, Reinigungsverträglichkeit und regulatorische Freigabe bleiben an die bewertete Endkonfiguration und deren verantwortlichen Hersteller gebunden.


6. Wann eine geformte Silikonschaltmatte nicht die beste Bauart ist

Eine geformte Silikonschaltmatte ist nicht automatisch die passende Benutzerschnittstelle. Eine flache Folientastatur kann vorteilhafter sein, wenn geringe Bauhöhe, integrierte Grafik und minimaler Hub überwiegen. Kapazitive Bedienung passt zu einer durchgehenden Gestenfläche, sofern das Projekt die Kompromisse bei Handschuhen, Feuchte und Rückmeldung akzeptiert. Ein Hybrid mit Metalldom kann sinnvoll sein, wenn das Silikon nur als gedichteter Stößel über einem separat definierten Schnappelement dienen soll.

Eine andere Architektur ist vorzuziehen, wenn der verfügbare Hub keine stabile Federgeometrie erlaubt, das Gehäuse die Vorspannung nicht beherrscht, für die chemische oder thermische Belastung kein verifizierter Compound vorliegt oder die Abdichtung ausschließlich von einer ungeprüften Schaltmatte abhängt. Die Entscheidung fällt auf Stackebene. Der Vergleich Folientastatur oder Silikonschaltmatte ordnet Hub, Haptik, Bauhöhe, Grafik, Beleuchtung und Montage ein.


7. Ausschlusskriterien für Werkstoff oder Angebot

Diese Warnsignale wiegen schwerer als ein attraktives Muster oder ein niedriger, unkonditionierter Einzelwert:

  • Shore-A-Wert ohne Verfahren oder Prüfkörper - die Wareneingangskontrolle ist nicht reproduzierbar.
  • DVR-Prozentwert ohne vollständige Bedingungen - der Wert ist nicht vergleichbar.
  • „Gleichwertiger“ Compound nur aufgrund gleicher Härte - Rezeptur- und vernetzungsabhängiges Verhalten bleibt unkontrolliert.
  • Prüfplattendaten werden als Leistung der fertigen Taste dargestellt - Geometrie und Montageeinfluss fehlen.
  • Nur die Spitzenkraft beim Herunterdrücken wird angegeben - Kontaktkraft, Rücklauf und Hysterese bleiben unbekannt.
  • Statischer DVR soll Zyklenlebensdauer belegen - ASTM D395 begrenzt genau diese Schlussfolgerung.
  • Freigabe außerhalb von Rahmen und PCB-Stack - Serienvorspannung und Anschläge fehlen.
  • Pauschale IP-, Medizin-, Chemikalien- oder Temperaturaussage - Bauteildaten werden mit der Validierung der Endkonfiguration verwechselt.

9. Nächster Schritt für eine belastbare Werkstoffauswahl

Ein vollständiges Anfragepaket enthält Temperaturprofil, dauerhafte Last und Verweilzeit, Anforderungen an Rücklauf und Kontakttrennung, Dichtfunktion, Stackzeichnung, Kontaktaufbau und Zielkorridor der Kraft-Weg-Kurve. Anhand dieser Angaben sollen mögliche Formteilhersteller exakte Compounds und eine kontrollierte Prototypenmatrix vorschlagen, nicht nur eine pauschale Härte nennen.

Namentlich genannte Kunden nach Einsatzumgebung

Kunde Land Branche
Siemens Healthineers Deutschland OEM für medizinische Diagnostik- und Laborgeräte
Continental Automotive Deutschland Tier-1-Zulieferer für Automobilelektronik und Fahrzeugbedienung
Campbell Scientific Vereinigte Staaten OEM für Außen- und Umgebungsmesstechnik
Raymarine Vereinigtes Königreich / Vereinigte Staaten OEM für Marineelektronik und -ausrüstung

Das JASPER-Geschäftsteam hat diese Namen, Länder und Branchen bereitgestellt. Daraus wird weder eine bestimmte Silikonrezeptur noch eine Shore-Härte, ein DVR-Wert, eine gelieferte Schaltmatte, eine Qualifikation, ein Produktionszeitraum, eine Medizin- oder Fahrzeugfreigabe oder eine Empfehlung abgeleitet.

JASPER kann die genannten Eingaben über den Projektkontakt prüfen; andere qualifizierte Silikonformteilhersteller können denselben Rahmen anwenden. Dieser von JASPER beauftragte Leitfaden ist keine Lieferantenrangliste. Die Quellen wurden aus aktuellen ASTM- und ISO-Umfangsseiten, Primärdaten der Elastomerlieferanten und offengelegten Konstruktionshinweisen für Schaltmatten bis zum 25. Juli 2026 ausgewählt. Es werden weder eine Aufnahme gegen Entgelt noch JASPER-spezifische Leistungswerte oder eine Freigabe des Endgeräts dargestellt.

Häufig gestellte Fragen

Welche Shore-A-Härte ist für eine Silikonschaltmatte am besten?

Es gibt keine allgemein beste Shore-A-Härte. Ein exakter Compound und die Federgeometrie werden anhand von Kraft-Weg-Ziel, Rückstellung, Dichtlast, Temperatur, Verweilzeit und Baugruppe ausgewählt. Die Härte kontrolliert den freigegebenen Werkstoff, ersetzt aber keine taktile und maßliche Prüfung der produktionsnahen Baugruppe.

Bedeutet eine höhere Shore-A-Härte einen niedrigeren Druckverformungsrest?

Nein. Dow veröffentlicht für zwei LSR-Grade mit jeweils 50 Shore A unterschiedliche typische DVR-Werte unter derselben Kurzangabe 22 h/175 °C. Die konditionierten Familiendaten von Shin-Etsu verlaufen über vier Härten nicht monoton. Rezeptur, Vernetzung, Temperatur, Dauer, Erholung und Geometrie bleiben entscheidend.

Welcher Druckverformungsrest ist bei einer Silikonschaltmatte zulässig?

Der zulässige Prozentwert ist projektspezifisch und ohne Methode, Verformung oder Dehnung, Prüfkörper, Medium, Temperatur, Dauer, Erholungsbedingungen und Vernetzungszustand nicht aussagekräftig. Der Grenzwert folgt aus Maß- oder Dichtreserve; Rücklauf und Gegenkraft werden bei Bedarf getrennt bestätigt.

Können Schaltmatten mit 50 Shore A und 60 Shore A dieselbe Betätigungskraft haben?

Ja. Unterschiedliche Federsteg-, Dom-, Hub-, Anschlag- und Abstützgeometrien können zu überlappenden Betätigungskräften führen. Gleichwertig sind die Konstruktionen damit nicht: Rückstellkraft, Dehnungsverteilung, Hysterese, Dichtvorspannung und gealtertes Verhalten können weiterhin abweichen. Zu vergleichen sind vollständige Abwärts- und Rücklaufkurven.

Worin unterscheiden sich ASTM D395 und ISO 815-1?

Beide behandeln den Druckverformungsrest von Gummi, doch Verfahren, Begriffe, Prüfkörperregeln und Berichtsinhalte richten sich nach der jeweils kontrollierten Norm. ASTM D395 umfasst Verfahren mit konstanter Kraft und konstanter Verformung; ISO 815-1 behandelt den DVR bei konstanter Dehnung bei Umgebungs- oder erhöhter Temperatur. Ergebnisse dürfen nicht ungeprüft zusammengeführt werden.

Wie wird die Rückstellung einer Silikontaste nach Alterung validiert?

Zuerst wird in der vorgesehenen Baugruppe eine Kraft-Weg-Ausgangskurve aufgenommen. Danach folgen definierte Temperatur-, Verweil-, statische Kompressions-, Zyklen- oder Medienbelastungen, das festgelegte Erholungsintervall und dieselbe Messung. ISO 3384 ist passend, wenn die erhaltene Gegenkraft bei konstanter Verformung die eigentliche Anforderung ist.

Muss jede Silikonschaltmatte nachgetempert werden?

Nein. Die Notwendigkeit hängt von exakter Rezeptur, Vernetzungschemie, Dicke, Anforderungen an flüchtige Bestandteile und Zieleigenschaften ab. WACKER dokumentiert sowohl einen Grad, dessen DVR sich durch Nachtemperung verändert, als auch Grade für niedrigen DVR ohne Nachtemperung. Freigegeben wird der lieferantengerechte Prozess zusammen mit dem geformten Teil.

Welche Projektdaten werden vor der Materialauswahl benötigt?

Benötigt werden minimale, nominale und maximale Temperatur, Lagerungs- und Reinigungsbelastung, Tastengröße und Geometrie, Zielkurven für Abwärtsbewegung und Rücklauf, maximale Halte- und Verweilzeit, dauerhafte Dicht- oder Klemmlast, Kontaktart, PCB- und Rahmenstack, Befestigungszustand, Folgen eines Fehlers und der Freigabeprüfplan.

Technische Prüfung

Zeichnung und Anforderungen prüfen lassen

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