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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Taste mit einem Schalthebel nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Bedientasten, die insbesondere ein ungünstiges Verhältnis zwischen einer Tastenbreite und einer Führungslänge aufweisen, kann es zu einem einseitigen Wegkippen oder eventuell sogar zu einem Klemmen, dem sogenannten Schubladeneffekt, bei einer außermittigen Tastenbetätigung kommen. Das Verhältnis zwischen der Tastenbreite und einer Führungslänge ist jedoch durch Designvorgaben einerseits und einen eingeschränkten Bauraum andererseits zum Teil vorgegeben. Um ein Klemmen zu verhindern, ist es bekannt, eine Torsionsfeder vorzusehen, der die auf der einen Seite der Taste bei einer Betätigung entstehende Druckkraft in eine auf der anderen Seite wirkende Zugkraft überträgt, wie dies z. B. bei einer Leertaste einer Computertastatur erfolgt. Einerseits ist bei einer solchen Ausführung jedoch die Montage recht kostenaufwändig. Zudem kommt es durch Lagerspiel und Toleranzen zu einem Klappergeräusch.
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Aus der
DE 199 40 051 C1 ist ein Tastaturgehäuse für ein Tastenfeld einer Drucktasten-Tastatur bekannt. Eine Parallelführung für Mehrfachtasten ist hierbei so gestaltet, dass ein Schwenkbügel beidseitig gegen Längsverschiebung begrenzt ist. Wird der komplette Tastensatz in das Gehäuse eingesetzt und bis zum Endanschlag gedrückt, so rastet der Schwenkbügel in eine Einschnappöffnung der Mehrfachtaste ein und stellt damit die Funktion her. Eine Anwendung soll bei automatisiert gefertigten Tastaturen erfolgen.
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Aus der
DE 36 43 927 A1 ist eine Einrichtung zum Führen von Drucktasten bekannt, bei der in einem aus Kunststoff gespritzten Frontteil eines elektronischen Geräts eine einzelne Taste über drei entsprechend angeordnete Führungsrippen in drei zugeordnete Führungsnuten eines Frontteils spielfrei geführt ist.
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Aus der
EP 0 304 847 A1 ist eine Drucktaste bekannt, die sich aus einem auf einer Grundplatte angeordneten Gehäuse und einem langgestreckten, mit einem Schwenkbügel versehenen Tastenkörper zusammensetzt. Der Schwenkbügel ist jeweils an einem Tastenkörper und in einem Aufnahmeelement an der Grundplatte gelagert.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Taste mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch einen Schalthebel, der zwischen einer Kappe einerseits verrastend und gegenüberliegend gleitend gelagert ist, eine ruhige und zugleich bediensichere Bedienung einer Taste gewährleistet ist. Auch bei außermittiger Betätigung ist ein paralleler Lauf der Taste sichergestellt. Der Schalthebel wirkt hierbei als Torsionsfeder dem außermittigen Druck entgegen. Weder bei der Gleitlagerung, noch an dem Rastlager kommt es bei einer Betätigung zur Schallentwicklung.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegeben Taste möglich. Besonders vorteilhaft ist, Lagerböcke vorzusehen, von denen zumindest ein Satz jeweils einstückig mit Montagerutschen verbunden sind. Die Montagerutschen sind dazu vorgesehen, dass bei einem Einsetzen der Tastenkappe an der Halterung der Schalthebel automatisch in die für die Gleitlagerung erforderliche Position rutscht, ohne dass eine manuelle Ausrichtung des Schalthebels erforderlich wird. Vielmehr erfolgt durch die Montagerutschen eine automatische Führung. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil ein Zwischenraum zwischen einer Halterung und der Tastenkappe im allgemeinen nicht oder nur sehr schlecht zugänglich ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, die Lagerböcke versetzt zueinander anzuordnen, da dies im Vergleich zu einer gegenüberliegenden Anordnung eine einfachere werkzeugtechnische Anpassung für die Herstellung der Lagerböcke ermöglicht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kappe und/oder die Halterung der Taste in einem Spritzgussverfahren aus einem Kunststoffmaterial erzeugt wird. Zusätzlich ist es durch die versetzte Anordnung möglich, dass z. B. herstellungsbedingte Verformungen des Schalthebels besser toleriert werden können.
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Ferner ist es vorteilhaft, die Montagerutschen und die mit ihnen verbundenen Lagerböcke federnd auszuführen. Hierdurch kann ein aus Prozesstoleranzen entstandenes Spiel des Schalthebels ausgeglichen werden, so dass hierdurch gegebenenfalls hervorgerufene Klappergeräusche vermieden werden können. Insbesondere für Anwendungen mit einem großen Temperatur-Einsatzbereich kann zudem eine Anpassung an eine unterschiedliche Ausdehnung der Lagerböcke und des Schalthebels leicht ermöglicht werden.
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Es ist möglich, dass der Schalthebel gleitend in der Kappe der Taste gelagert wird, während der Schalthebel in der Halterung der Taste verrastet. Bevorzugt wird jedoch der Schalthebel in der Kappe verrastet, während er in der Halterung gleitend gelagert wird. Dies hat den Vorteil, dass vor einem Anbringen der Kappe zunächst der Schalthebel in der Kappe verrastet wird, so dass anschließend ein problemloses Einsetzen der Kappe an der Halterung ermöglicht wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn an einer Bedieneinheit eine Vielzahl von Tasten in entsprechende Halterungen eingesetzt werden sollen.
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Ferner ist es vorteilhaft, entsprechende Rippen vorzusehen, die eine Bewegung des Schalthebels begrenzen. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Schalthebel nach einem Einsetzen in die Gleitlagerung aus dieser herausgezogen werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, um ein weiteres Verkippen zu vermeiden, an der Kappe und an der Halterung ineinandergreifende Führungsnuten anzuformen. Zudem wird hierdurch vermieden, dass eine Taste falsch herum an einer Halterung aufgesetzt werden kann und eine Beschriftung der Taste gegebenenfalls auf dem Kopf stehend erscheint. Sind mehrere Tasten vorhanden, kann durch die eindeutige Zuordnung einer Halterung zu einer Taste vermieden werden, dass eine falsche Taste an einer entsprechenden Halterung in der Fertigung eingesetzt werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, den Schalthebel aus Federstahldraht zu biegen, da dieser eine besonders hohe Elastizität aufweist. Der Schalthebel ist dabei bevorzugt so geformt, dass er einen geraden Hauptbereich aufweist, der in zwei Bügel abknickt, die diesen geraden Bereich halten. Der gerade Bereich wird dabei gleitgelagert, während die beiden äußeren Bügel so gelagert sind, dass sie in dafür vorgesehene Rasthaken, in den sie sich lediglich um ihre Querschnittsachse drehen können, eingesetzt werden können. Um eine gleitende Lagerung zu erleichtern, weist der Draht des Schalthebels dabei bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt auf.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Taste in einer Ansicht auf ihre einem Benutzer abgewandte Rückseite mit einem bereits eingesetzten Schalthebel,
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2 eine Halterung zum Aufnehmen einer Taste in Aufsicht,
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3 eine Rückansicht einer Halterung einer Taste in Aufsicht,
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4 eine erfindungsgemäße Taste in einer Seitenansicht bei der Montage,
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5 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Taste bei einer Benutzung.
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6 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Taste mit kritischen Bereichen bei einer außermittigen Tastenbetätigung
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die erfindungsgemäße Taste kann in beliebigen Vorrichtungen, insbesondere in elektronischen Vorrichtungen, verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist ihre Verwendung in einem Fahrzeug, z. B. zur Steuerung eines Radiogeräts, einer Navigationsvorrichtung oder einer Klimaeinrichtung, da durch eine erfindungsgemäße Taste eine sichere Bedienbarkeit bei einer hohen Zuverlässigkeit ermöglicht wird.
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In der 1 ist eine Kappe 1 einer Taste gezeigt, die in Aufsicht auf eine Rückseite 2 einer einem Benutzer zugewandten Tastenfläche dargestellt ist. An der Rückseite 2 einer Bedienfläche der Taste sind ein erster Haltearm 3 und ein zweiter Haltearm 4 beabstandet zueinander angeformt. Der erste Haltearm 3 weist eine erste Aufnahme 5 und der zweite Haltearm 4 eine zweite Aufnahme 6 auf. Die erste Aufnahme 5 und die zweite Aufnahme 6 nehmen jeweils verrastend einen Schalthebel 7 auf, der mit einem ersten Haltearm 8 in die erste Aufnahme 5 und mit einem zweiten Haltearm 9 in die zweite Aufnahme 6 hineingreift. Der Schalthebel 7 ist bevorzugt aus Federstahldraht gebildet. Anstelle eines metallischen Drahtes kann der Schalthebel 7 jedoch auch aus einem geformten Kunststoffteil gebildet sein. Von den Haltearmen 8, 9 knickt der Draht jeweils zu zwei Verbindungsarmen 11, 12 derart ab, dass ein gerade verlaufender, innerer Bereich 10 des Drahtes gebildet wird. Der innere Bereich bildet einen Hauptbereich 10 des Schalthebels und verläuft parallel zu der Achse, die durch die beiden Haltearme 8, 9 verläuft.
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Der Schalthebel 7 ist bevorzugt aus einem gebogenen Draht ausgeführt, der ein kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist, so dass er sich in der Verrastung um die Achse des Mittelpunkts des Drahtquerschnitts drehen kann. Der Schalthebel 7 kann daher durch ein Verschwenken des inneren Bereichs gedreht werden, wobei sich nicht nur der innere Bereich, sondern auch die mit ihm verbundenen, rechtwinklig zu ihm verlaufenden Haltearme 11, 12, die den inneren Bereich jeweils mit den Haltearmen 8, 9 verbinden, jeweils mitdrehen. Der Schalthebel 7 ist dabei innerhalb eines von einer Umfassung 13 umgebenen Bereichs schwenkbar.
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Die Umfassung 13 weist eine erste Führungsnut 14, eine zweite Führungsnut 15 und eine dritte Führungsnut 18 auf. Diese können in geeignete, im weiteren noch erläuterte Elemente einer Tastenhalterung eingreifen. Die Führungsnuten 14, 15, 18 sind hierzu mit einem rechteckigen Querschnitt versehen, so dass sie eine stabile Führung der Kappe 1 ermöglichen. Ferner sind an der Kappe 1 ein erster Taststößel 16 und ein zweiter Taststößel 17 angeordnet, die dazu dienen, ein Schaltelement auszulösen, wenn die Taste in einer Richtung senkrecht zu der Rückseite 2 bzw. der Tastfläche bewegt wird. Der erste Haltearm 3 weist ein L-förmiges Profil auf. Der zweite Haltearm 4 weist ein U-förmiges Profil auf. Die L- bzw. U-förmigen Profile bilden dabei Rippen in der Taste aus, die als Anschläge die Freiheitsgrade des Schalthebels 7 auf eine Drehbewegung eingrenzen und die maximal einen Drehwinkel von etwa 70° zulassen. So wird verhindert, dass der Schalthebel 7 in die falsche Richtung gedreht werden kann oder seitlich verrutscht.
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In der 2 ist eine Halterung 20 gezeigt, die zur Aufnahme einer Kappe 1 einer Taste dient. Die Halterung 20 weist ebenfalls eine Umfassung 21 auf, mit der sich die Halterung von einem sie außen umgebenden Träger 22 abhebt. In dem Träger 22 sind Löcher 23, 24 angeordnet, die dazu dienen, die Taststößel 16, 17 aufzunehmen, so dass ein hinter dem Träger angeordneter Schalter durch die Taststößel 16, 17 betätigt werden kann.
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An der Umfassung 21 sind zu den Führungsnuten 14, 15, 18 der Taste passende Gegennuten 25, 26, 27 angeformt, wobei bei einem Einsetzen der Kappe 1 an der Halterung 20 die Umfassung 13 der Taste die Umfassung 21 der Halterung umgreift. Im Inneren der Umfassung 21 sind zwei Sätze von Lagerböcken angeordnet. Ein erster Satz 28 von Lagerböcken ist hakenförmig an einer Seitenwand 30 der Halterung 20 angeformt.
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Ebenso ist ein zweiter Satz 29 von Lagerböcken an der Seitenwand 30 der Umfassung 21 angeformt, wobei die Lagerböcke 29 nebeneinander angeordnet sind. Die beiden Sätze von Lagerböcken 28, 29 sind dabei so ausgeformt, dass zwischen die beiden Sätze von Lagerböcken der Hauptbereich 10 des Schalthebels eingeführt und zwischen den beiden Sätzen von Lagerböcken 28, 29 gleitend gelagert werden kann. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind für jeden Satz von Lagerböcken jeweils zwei Lagerböcke vorgesehen. Es können jedoch auch, insbesondere in Abhängigkeit von der Größe des Hauptbereichs 10, noch mehr Lagerböcke pro Satz vorgesehen sein. Die zweiten Lagerböcke 29 sind dabei jeweils mit einer zugehörigen Montagerutsche 31 einstückig verbunden, die schräg von der an der Tastenkappe abgewandten Seite der Umfassung 21 angeordneten zweiten Lagerböcken 29 in Richtung der Kappe 1 verlaufen und zu einer der Seitenwand 30 gegenüberliegenden Seitenwand 33 der Umfassung 21 führen. Sie verlaufen damit schräg durch den von der Umfassung 21 eingeschlossenen Raum. Wird die Kappe 1 auf die Halterung 20 aufgesetzt, nachdem der Schalthebel 7 in die dafür vorgesehenen Aufnahmen 5, 6 verklipst worden ist, so sind die Montagerutschen 31 derart benachbart zueinander angeordnet, dass der Hauptbereich 10 des Schalthebels 7 an den Montagerutschen entlang gleitet und zwischen die Lagerböcke 28, 29 gerät. Die Montagerutschen 31 sind dabei jedoch möglichst weit auseinander angeordnet, so dass eine sichere Lagerung des Hauptbereichs 10 gewährleistet ist, der sich zumindest zwischen den von den Lagerböcken gebildeten Lager erstreckt. Die Montagerutschen 31 und/oder die zweiten Lagerböcke 29 sind dabei bevorzugt aus einem zumindest teilweise elastischen Material gefertigt, um Toleranzen in der Fertigung ausgleichen zu können sowie um eine Schallentwicklung bei einer Betätigung der Taste zu verhindern. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lagerböcke des ersten Satzes und des zweiten Satzes nicht unmittelbar gegenüber zueinander angeordnet, dass ein Gleitlager zwischen zwei direkt gegenüberliegenden Gleitflächen entsteht. Vielmehr sind die Lagerböcke jeweils leicht versetzt zueinander angeordnet, so dass sich die Gleitflächen nicht unmittelbar gegenüberliegen, bzw. gerade nicht mehr direkt gegenüber zueinander liegen.
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In der 3 ist zu besseren Verdeutlichung die Halterung der Kappe 1 von der Rückseite her gezeigt. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind an der Umfassung 21 Rasthaken 32 angeordnet, die in entsprechende Öffnungen des Trägers 22 eingreifen. Hierdurch kann die Halterung 20 zunächst in eine dafür vorgesehene Öffnung des Trägers 22 eingesetzt werden, wobei erst anschließend die Taste auf die Halterung 20, die bereits an dem Träger 22 montiert wurde, aufgesetzt wird.
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In der 4 ist in der Seitenansicht eine Montage der Kappe 1 an der Halterung 20 im Detail gezeigt. In eine die Kappe 1 überdeckende Tastenfläche 40 ist eine Mulde 41 eingeformt, mit der die Bedienkraft möglichst zentral auf die Taste erfasst werden soll. Die Tastenfläche 40 und damit die Taste wird seitlich von einer Geräteoberfläche 42 umgeben, zwischen der die Kappe 1 geführt werden soll. Die Geräteoberfläche 42 ist z. B. die Oberfläche eines Autoradios, in der die Kappe 1 eingelassen wird. Zur Lecklichtabschottung einer Beleuchtung in der Kappe 1 in der Geräteoberfläche 42 ist am Kappenrand eine Wulst 43 angeformt. Bei einem Einsetzen der Kappe 1 trifft der Schalthebel 7 mit seinem Hauptbereich 10 auf die Montagerutsche 31, die schräg zwischen der ersten Seitenwand 30 und der dieser Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand 33 der Umfassung 21 verläuft.
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In dem Rastlager 44, das an dem Haltearm angeformt ist und die Aufnahme 6 bildet, kann sich der Schalthebel um eine Drehachse 45 drehen, so dass bei einem Auftreffen des Hauptbereichs 10 auf der Montagerutsche 31 dieser entlang der Montagerutsche 31 in Pfeilrichtung 46 geführt wird. An der Stelle, an der die Montagerutsche 31 in den zweiten Lagerbock 29 übergeht, wird der Hauptbereich 10 so geführt, dass er zwischen den zweiten Lagerbock 29 und den ersten Lagerbock 28 gerät, der nasenförmig an der ersten Seitenwand 30 der Umfassung 21 angeformt ist. Diese Situation ist in der 5 dargestellt. Die Kappe 1 ist nun derart an der Halterung 20 eingesetzt, dass die Tastenfläche 40 nahezu parallel zu der Geräteoberfläche 42 verläuft. Wird nun die Taste betätigt, indem auf die Tastenfläche 40 ein Druck in Pfeilrichtung 46 so ausgeübt wird, dass die Taste in die in der Geräteoberfläche 42 liegende Öffnung hinein geschoben wird, so ist der Schalthebel 7 zwar drehbeweglich, ansonsten jedoch fix in der Aufnahme 6 gelagert. Er kann sich jedoch in Pfeilrichtung 47 innerhalb des zwischen den Lagerböcken 28, 29 gebildeten Gleitlagers bewegen, wobei der zweite Haltebock eine zweite Gleitfläche 48 und der zweite erste Lagerbock 28 eine erste Gleitfläche 49 ausbilden, die das Gleitlager seitlich begrenzen. Bei einer Bewegung der Taste werden durch die Taststößel 16, 17 entsprechende Schaltkontakte eines hier in der Zeichnung nicht dargestellten Schalters ausgelöst. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Taststößel 16, 17 in einem Bereich außerhalb der Umfassung angeordnet. Sie können jedoch auch an einem beliebigen anderen Ort an der Kappe angeformt sein, sofern sie nicht eine Bewegung des Schalthebels 7 behindern.
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Wird nun eine Kraft nicht zentral auf die Kappe 1 ausgeübt, sondern wird die Kappe 1 in einem der seitlichen Bereiche 50 der Taste gemäß der 6 betätigt, so sorgt eine Kraftübertragung über den Schalthebel für einen gleichmäßigen, parallelen Betätigungslauf der Kappe. Durch den Druck kommt es zu einem leichten Verbiegen der jeweiligen Verbindungsarme 11, 12 des Schalthebels 7. Der Schalthebel 7 wirkt als Torsionsfeder und gleicht die Verwindung wieder aus, dabei wird die Taste im jeweilig gegenüberliegenden Bereich mitgezogen und ein Verkannten der Führungsnuten unterbunden. Dies sorgt für einen parallelen Gleichlauf.
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Bevorzugt sind mehrere gleichartig ausgeführte, erfindungsgemäße Tasten benachbart zueinander angeordnet, so dass sie ein Bedienfeld ausbilden.
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Bis auf den Schalthebel werden die Komponenten der Taste bevorzugt in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Der vorzugsweise aus Federstahl gebogene Schalthebel 7 wird anschließend in die Kappe 1 eingesetzt. Die Kappe wird daraufhin, wie bereits beschrieben, an der Halterung eingesetzt.
