CH714697B1 - Bedienelement für ein Gerät. - Google Patents
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- H03K2217/96076—Constructional details of capacitive touch and proximity switches with spring electrode
Abstract
Ein erfindungsgemässes Bedienelement (1) für ein Gerät (2) besitzt ein Bedienfeld (4), eine Printplatte (5) und ein Federelement (6). Das Federelement (6) verbindet das Bedienfeld (4) mit der Printplatte (5) und besteht aus einem elektrisch leitenden Kunststoff. Es ist zwischen einem an der Printplatte (5) befestigten Kontaktelement (10) und dem Bedienfeld (4) eingespannt und im Bedienfeld (4) eingeschnappt. Das Bedienelement (1) ist einfach herstellbar und montierbar. Die Erfindung betrifft auch ein Gerät (2), insbesondere ein Haushaltgerät, mit einem erfindungsgemässen Bedienelement (1).
Description
Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Bedienelement für ein Gerät sowie ein Gerät, insbesondere ein Haushaltgerät, mit einem solchen Bedienelement gemäss Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Hintergrund
[0002] EP 2408112 beschreibt ein Bedienelement für ein Haushaltgerät. Es besitz eine Printplatte sowie ein Bedienfeld. Zwischen der Printplatte und dem Bedienfeld ist ein Federelement angeordnet, das eine Schraubenfeder aus Metall aufweist. Das Federelement stellt den elektrischen Kontakt zwischen der Printplatte und dem Bedienfeld sicher.
[0003] Eine solche Anordnung ist aufwändig in der Montage und entsprechend teuer.
Darstellung der Erfindung
[0004] Es stellt sich die Aufgabe, ein Bedienelement der eingangs genannten Art bereitzustellen, das einfach in der Montage ist.
[0005] Diese Aufgabe wird vom Bedienelement gemäss Anspruch 1 gelöst.
[0006] Demgemäss umfasst das Bedienelement zumindest die folgenden Teile:
Ein Bedienfeld: Dieses ist für den Zugriff durch den Benutzer ausgestaltet. Vorzugsweise kann es als Frontblende des Geräts ausgestaltet sein.
Eine Printplatte: Diese nimmt z.B. eine Sensorelektronik oder Zuleitungen zur Sensorelektronik auf.
Ein Kontaktmittel zwischen der Printplatte und dem Bedienfeld, wobei das Kontaktmittel ein Federelement aufweist: Das Kontaktmittel stellt die elektrische Verbindung zwischen einem Bereich am Bedienfeld und der Leiterplatte her.
[0007] Anspruchsgemäss ist das Federelement aus einem leitfähigen Kunststoff.
[0008] Mit Vorteil weist das Federelement einen Kopf und einen Schaft auf. Der Kopf bildet eine Elektrode beim Bedienfeld, und der Schaft ist als Feder ausgestaltet. Mit anderen Worten sind also sowohl die Feder als der Kopf einstückig aus dem leitfähigen Kunststoff gefertigt, was die Montage weiter vereinfacht.
[0009] Die „Federrichtung“, entlang welcher sich die Feder erstreckt, verläuft mit Vorteil quer, insbesondere senkrecht, zur Vorderseite des Bedienfelds, d.h. die Feder steht vom Bedienfeld ab, insbesondere in Richtung der Stelle, an welcher sie mit der Printplatte verbunden ist. Unter „Vorderseite“ des Bedienfelds ist dabei die der Printplatte gegenüber liegende Seite des Bedienfelds gemeint.
[0010] Vorzugweise wird das Federelement am Bedienfeld gehalten. Dies erlaubt eine positionsgenaue Vormontage des Federelements.
[0011] Die Erfindung betrifft auch ein Gerät, insbesondere ein Haushaltgerät, mit einem derartigen Bedienfeld. Dabei handelt es sich mit Vorteil um einen Kühlschrank und/oder ein Tiefkühlgerät und/oder um einen Weinklimaschrank. Das Bedienfeld kann jedoch auch in anderen Haushaltgeräten eingesetzt werden, wie z.B. anderen Küchengeräten und/oder in Geräten zur Textilpflege. Es sind jedoch auch Anwendungen in gewerblichen Geräten denkbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0012] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 eine erste Ansicht eines Bedienelements in einem Gerät, Fig. 2 eine zweite Ansicht des Bedienelements von Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht des Federelements, Fig. 4 einen Teilschnitt des Federelements von Fig. 3, und Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Federelementes.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0013] Fig. 1 und 2 zeigen ein Bedienelement 1 in einem teilweise dargestellten Gerät 2.
[0014] Das Gerät 2 ist beispielsweise ein Tiefkühlgerät oder ein Kühlschrank. Es besitzt eine Vorderseite 3, welche für den Benutzer bei bestimmungsgemässer Installation des Geräts zugänglich ist.
[0015] Das Bedienelement umfasst ein Bedienfeld 4, eine Printplatte 5 und mindestens ein Federelement 6.
[0016] Das Bedienfeld 4 bildet vorzugsweise Teil einer Aussenseite des Geräts 2, insbesondere Teil der Vorderseite 3. Es ist beispielsweise als Platte ausgestaltet.
[0017] Das Bedienfeld 4 ist mit Vorteil aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff.
[0018] In der gezeigten Ausführung ist das Bedienfeld in einem Rahmen 7 des Geräts eingeschnappt, beispielsweise mittels Schnapparmen 8.
[0019] Die Printplatte 5 ist im Gerät 2 montiert. Sie nimmt mit Vorteil mindestens einen Teil der Steuerelektronik des Geräts 2 auf.
[0020] In der Printplatte 5 ist ein Kontaktelement 10 angeordnet. Es erstreckt sich quer, insbesondere senkrecht, zur Printplatte 5 und steht über diese vor. Alternativ könnte das Kontaktelement auch in der Fläche der Printplatte 5 liegen, wobei dann die Printplatte parallel zum Bedienfeld angeordnet wäre.
[0021] Das Kontaktelement 10 ist mit Vorteil aus Metall und zungenförmig ausgestaltet. Es kann in der Printplatte 5 direkt eingelötet und/oder mit Presspassung eingepresst sein. Es steht im elektrischen Kontakt mit der Steuerelektronik des Geräts 2.
[0022] Die Befestigung des Kontaktelements 10 mittels Presspassung in der Printplatte 5 ist von Vorteil, da in diesem Falle das Lot mechanisch entlastet ist.
[0023] Das Federelement 6 ist zwischen dem Bedienfeld 4 und dem Kontaktelement 10 eingespannt, d.h. es drückt an einem Ende gegen das Bedienfeld 4 und am anderen gegen das Kontaktelement 10.
[0024] Indem das Federelement 6 gegen das Kontaktelement 10 vorgespannt ist, wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Federelement 6 und dem Kontaktelement 10 sichergestellt.
[0025] Das Federelement 6, welches in Fig. 3 und 4 im Detail gezeigt ist, erstreckt sich entlang einer Federrichtung F. Die Federrichtung F verläuft quer, insbesondere senkrecht, zur Vorderseite des Bedienfelds 4.
[0026] Das Federelement 6 besitzt in der gezeigten Ausführung einen Kopf 12 und einen Schaft 14.
[0027] Der Kopf 12 dient als Elektrode beim Bedienfeld 4. Hierzu besitzt er eine Elektrodenfläche 15, welche sich quer, insbesondere senkrecht, zur Federrichtung F erstreckt. Die Herstellung des Federelementes 6 sollte derart erfolgen, dass weder an der Elektrodenfläche 15, noch an der gegenüberliegenden mit dem Kontaktelement 10 in Berührung stehenden Fläche 21, möglichst keine Brauen entstehen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Bereich der Elektrodenfläche 15 und der mit dem Kontaktelement 10 in Berührung stehenden Fläche 21 keine Formtrennung besteht.
[0028] Der Schaft 14 bildet eine Feder 16. Diese ist als Spiralfeder (d.h. als helixförmige Feder) ausgestaltet, da bei einem derartigen Design mechanische Spannungsspitzen bei der Federkompression vermieden werden und die Verformung gleichmässig auf das Material verteilt wird. Dies ist insbesondere bei Verwendung eines Leitfähigen Kunststoffs für das Federelement 6 von Bedeutung (siehe unten).
[0029] Da die vom Kopf 12 gebildete Elektrode gross sein soll, während das Federelement 6 aber wenig Volumen einnehmen sollte, ist der Durchmesser des Kopfs 12 senkrecht zur Federrichtung F grösser als der Durchmesser der Feder 16, insbesondere mindestens 25% grösser.
[0030] Zwischen dem Kopf 12 und der Feder 16 weist das Federelement 6 einen Hals 18 auf. Senkrecht zur Federrichtung F besitzt der Kopf 12 wiederum einen grösseren, insbesondere mindestens 25% grösseren, Durchmesser als der Hals 18.
[0031] In der dargestellten Ausführung besitzen die Feder 16, der Hals 18 und der Kopf 12 jeweils zylindrische Aussenformen. Insbesondere der Kopf 12 und der Hals 18 können jedoch auch andere Aussenform besitzen. Für die Feder 16 ist eine zylindrische Aussenform bevorzugt, da diese wiederum mechanische Spannungsspitzen reduziert.
[0032] Durch den Hals 18 erstreckt sich ein Hohlraum in Federrichtung F. Er reduziert die Materialmenge, die zur Herstellung des Federelements 6 benötigt wird. Gleichzeitig wird die resultierende Federkraft im vorgespannten Zustand reduziert.
[0033] Die Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des Federelementes 6. Es umfasst einen Hals 18, der sich zum Kopf 12 hin verjüngt. Dadurch entstehen bei der Herstellung weniger oder keine Einfallstellen auf der Elektrodenfläche 15. Im Weiteren ist eine Einspritzstelle 19 am Kopf 12 an der der Elektrodenfläche 15 gegenüberliegende Seite angeordnet.
[0034] Am Bedienfeld 4 ist ein Kragenelement 22 vorgesehen (Fig. 2), welches den Hals teilweise umschliesst. Das Kragenelement 22 ist zu einer Seite hin (quer zur Federrichtung F) offen, so dass das Federelement 6 darin unter elastischer Verformung des Kragenelements 22 eingeschnappt werden kann. Auf diese Weise kann das Federelement 6 am Bedienfeld 4 lösbar gehalten werden.
[0035] Das Kragenelement 22 bildet Teil des Bedienfelds 4.
[0036] Der Kopf 12, und somit das ganze Federelement 6, ist im Bedienfeld 4 in Federrichtung F geführt und kann sich entsprechend in Federrichtung F bewegen. Hierzu ist in der gezeigten Ausführung der Kopf 12 in einer Aufnahmekammer 23 des Bedienfelds 4 angeordnet. Die Aufnahmekammer 23 ist zumindest zu einer Seite hin, quer zur Federrichtung F, offen, so dass das Federelement 6 eingesetzt resp. entnommen werden kann.
[0037] In der vorliegenden Ausführung wird die Aufnahmekammer 23 zwischen einer Halteplatte 24 und einer Frontblende 26 des Bedienfelds 4 gebildet.
[0038] Das Federelement 6 bildet ein elektrisch leitendes Kontaktmittel zwischen dem Bedienfeld 4 und der Printplatte 5, so dass ein im Bereich des Bedienfelds 4 angeordnetes Betätigungs- und/oder Anzeigeelement elektrisch mit der Printplatte 5 verbunden werden kann.
[0039] In der vorliegenden Ausführung bildet das Kontaktmittel selbst einen kapazitiven Näherungsschalter.
[0040] Der Kopf 12 des Federelements, der hinter (d.h. auf der vom Benutzer abgewandten Seite) der elektrisch isolierenden Frontblende 26 des Bedienfelds 4 angeordnet ist, bildet, wie erwähnt, eine Elektrode. Die Steuerung des Geräts kann in an sich bekannter Weise, z.B. über die Kapazität dieser Elektrode gegen Masse, feststellen, ob der Benutzer seinen Finger an die Elektrode annähert.
[0041] Das Federelement 6 ist mit Vorteil ein Spritzgussteil.
[0042] Es besteht z.B. aus einem mit Leitruss versetzten Polymer. Als Polymer kommen z.B. Polyamid (PA6) oder Polyoxymethylen (POM) in Frage.
[0043] Die Menge an Leitruss beeinflusst die Leitfähigkeit des Federelements. Dieser Parameter kann nötigenfalls durch geeigneten Abgleich der Hard- oder Software der Steuerelektronik kompensiert werden.
[0044] Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, kann das Bedienelement mehrere Federelemente aufweisen. In der Figur sind z.B. zwei weitere Kragenelemente 22 und Kontaktelement 10 dargestellt. Die zugehörigen Federelemente selbst sind ausgeblendet.
[0045] Zur Montage des Bedienelements 1 wird mit Vorteil zunächst die Printplatte 5 im Gerät montiert. Weiter wird das Federelement 6 am Bedienfeld 4 befestigt.
[0046] Nun kann das Bedienfeld 4 am Rahmen 7 des Geräts befestigt werden. Dabei kommt das Federelement 6 mit dem zugehörigen Kontaktelement 10 in Kontakt und wird komprimiert, so dass sich ein zuverlässiger elektrischer Kontakt ergibt.
[0047] Wenn mehrere Federelemente 6 vorgesehen sind, verlaufen deren Federrichtungen F mit Vorteil parallel zueinander, so dass mit derselben Bewegung alle Federelemente 6 vorgespannt werden können.
[0048] Mit Vorteil ist das ganze Federelement 6 einstückig ausgestaltet, ggf. inklusive Kopf 12, Hals 18 und Feder 16. Denkbar ist allerdings auch eine mehrteilige Ausgestaltung.
[0049] Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.
Claims (12)
1. Bedienelement für ein Haushaltsgerät umfassend
ein Bedienfeld (4) für den Zugriff durch den Benutzer,
eine Printplatte (5),
ein Kontaktmittel zwischen der Printplatte (5) und dem Bedienfeld (4), wobei das Kontaktmittel ein Federelement (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) aus einem leitfähigen Kunststoff ist.
2. Bedienelement nach Anspruch 1, wobei das Federelement (6) einen Kopf (12) und einen Schaft (14) aufweist, wobei der Kopf (12) eine Elektrode beim Bedienfeld (4) bildet und der Schaft (14) als Feder ausgestaltet ist.
3. Bedienelement nach Anspruch 2, wobei die Feder sich entlang einer Federrichtung (F) erstreckt, wobei die Federrichtung (F) quer, insbesondere senkrecht, zu einer Vorderseite des Bedienfelds (4) verläuft.
4. Bedienelement nach Anspruch 3, wobei ein Durchmesser des Kopfs (12) senkrecht zur Federrichtung (F) grösser ist als ein Durchmesser der Feder.
5. Bedienelement nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der Kopf (12) eine Elektrodenfläche (15) quer, insbesondere senkrecht, zur Federrichtung (F) aufweist.
6. Bedienelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich die Printplatte (5) parallel zur Federrichtung (F) erstreckt, wobei in der Printplatte (5) ein Kontaktelement (10) angeordnet ist, welches sich quer, insbesondere senkrecht, zur Printplatte (5) erstreckt und gegen welches das Federelement (6) vorgespannt ist.
7. Bedienelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Federelement (6) im Bedienfeld (4) in der Federrichtung (F) formschlüssig gehalten ist.
8. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Federelement (6) am Bedienfeld (4) gehalten, insbesondere eingeschnappt ist.
9. Bedienelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Feder eine Spiralfelder ist.
10. Bedienelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6 oder nach Anspruch 9, wobei das Federelement (6) zwischen dem Kopf (12) und der Feder (16) einen Hals (18) aufweist, wobei der Hals am Bedienfeld (4) gehalten, insbesondere eingeschnappt ist.
11. Bedienelement nach Anspruch 10, wobei senkrecht zur Federrichtung der Hals (18) einen kleineren Durchmesser aufweist als der Kopf.
12. Gerät, insbesondere Haushaltgerät, mit einem Bedienelement (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere wobei das Gerät ein Kühlschrank und/oder ein Tiefkühlgerät ist.
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