DE102009021033A1

DE102009021033A1 - Bedieneinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Bedieneinrichtung

Info

Publication number: DE102009021033A1
Application number: DE102009021033A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kleinhans
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Eine Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät weist ein Bedien-Feld auf, unter dem mindestens ein Sensorelement als Bedienelement der Bedieneinrichtung angeordnet ist zur druckbeaufschlagten Anlage an der Unterseite des Bedien-Felds. Das Sensorelement ist rahmenartig ausgebildet und auf einem Bauteilträger angeordnet. Zur Befestigung des Sensorelements am Bauteilträger weist das Sensorelement mindestens ein abstehendes, beinartig ausgebildetes Halteglied auf, das in ein elektrisch leitfähig ausgekleidetes Loch im Bauteilträger kraftbeaufschlagt eingedrückt ist ohne weitere mechanische Haltemittel oder elektrische Verbindungen an dem Halteglied wie Löten odgl..

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bedieneinrichtung. Dabei weist die Bedieneinrichtung ein Bedien-Feld auf, unter dem mindestens ein Sensorelement als Bedienelement angeordnet ist.
Eine ähnliche Bedieneinrichtung mit einem kapazitiven Sensorelement ist aus der EP 1 030 536 A2 bekannt. Dort ist auf einem Bauteilträger eine Leuchtanzeige in Form einer Sieben-Segment-Anzeige angeordnet. Ein rahmenartiges Sensorelement aus dünnem Metallblech ist mit seitlich neben der Anzeige versehenen Haltebeinen auf dem Bauteilträger befestigt. Das Sensorelement weist dabei einen umlaufenden Rahmen auf mit einem mittigen Ausschnitt, der in etwa der Form in der Leuchtelemente der Sieben-Segment-Anzeige entspricht. Legt eine Bedienperson ihren Finger sozusagen auf das Bedienfeld über der Anzeige auf, so kann dies als Betätigung des kapazitiv arbeitenden Sensorelements ausgewertet werden für eine Schaltfunktion. Es ist also sozusagen eine Kombination einer Leuchtanzeige mit einem kapazitiven Sensorelement möglich.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Bedieneinrichtung zu schaffen, mit der Probleme des Standes der Technik beseitigt werden können und insbesondere eine vorteilhafte Möglichkeit geschaffen wird, ein Sensorelement an dem Bauteilträger zu befestigen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Bedieneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Manche der Merkmale werden im Folgenden nur für die Bedieneinrichtung oder nur für das Verfahren genannt. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Bedieneinrichtung als auch für das Verfahren gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Es ist vorgesehen, dass das Sensorelement druckbeaufschlagt an der Unterseite des Bedien-Felds anliegt. Das Sensorelement ist rahmenartig ausgebildet und auf einem Bauteilträger angeordnet bzw. befestigt, insbesondere auch elektrisch angeschlossen. Erfindungsgemäß weist das Sensorelement zu seiner Befestigung am Bauteilträger mindestens ein abstehendes, beinartig ausgebildetes Halteglied auf. Dieses ist in ein Loch im Bauteilträger, welches elektrisch leitfähig beschichtet bzw. ausgekleidet ist, durch Kraftbeaufschlagung eingedrückt, wobei keine weiteren mechanischen Haltemittel oder sonstige elektrischen Verbindungen an dem Halteglied wie Umbiegungen und insbesondere ein Verlöten oder Verschweißen odgl. vorgesehen sind. Es wird also erreicht, dass lediglich das Halteglied in das elektrisch leitfähig ausgekleidete Loch im Bauteilträger mit Kraft eingedrückt wird, wobei dadurch sowohl die mechanische Befestigung des Sensorelements als auch sein elektrischer Anschluss bewerkstelligt werden. Ein weiterer Schritt wie aufwändiges Löten odgl. kann entfallen.
Somit ist es mit der Erfindung möglich, das Sensorelement bzw. dessen eines Halteglied oder dessen mehrere Halteglieder sehr schnell und einfach zuverlässig am Bauteilträger zu befestigen und elektrisch anzuschließen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an zwei Seiten bzw. Bereichen des Sensorelements, insbesondere an gegenüberliegenden Seiten bzw. Bereichen, jeweils mindestens ein Halteglied vorgesehen ist. Vorteilhaft sind insgesamt genau zwei solche Halteglieder vorgesehen.
Vorteilhaft besteht das Sensorelement aus dünnem Blech, insbesondere Kupferblech. Seine Dicke kann unter 0,5 mm liegen, so dass es ausreichend elastisch und gut biegbar ist. Das Sensorelement kann vorteilhaft einteilig ausgebildet sein, insbesondere einteilig und einstückig mit dem mindestens einen Halteglied. Es kann auch einem entsprechenden Blech herausgestanzt oder herausgelasert werden und dann entsprechend umgebogen werden.
In seinem Längsverlauf kann das Halteglied beispielsweise in der Einsteckrichtung in das Loch im Bauteilträger, insbesondere in dem Bereich, mit dem es in das Loch eingesteckt ist, einen leicht verjüngten Verlauf aufweisen. Dadurch wird zum einen als Einführhilfe ein Einstecken erleichtert. Des Weiteren nimmt die Haltekraft mit dem Einsteckweg zu für eine stabile Halterung. Vorteilhaft kann eine Art Anschlag am Halteglied vorgesehen sein, bis zu dem es in das Loch im Bauteilträger eingesteckt wird als genau definiertes Einstecken.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Halteglied, insbesondere an seinen Längskanten, Vorsprünge, widerhakenartige Randausbildungen aufweist, die entgegen der Einsteckrichtung zeigen. Möglicherweise kann dies auch eine leichte Aufrauhung sein. Dadurch kann eine Haltewirkung der Halteglieder im Loch im Bauteilträger verbessert werden, insbesondere gegen Abziehen oder Lockern.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es möglich sein, dass das Halteglied in seinem Längsverlauf einen leicht profilierten bzw. gewölbten Querschnitt aufweist. Dabei kann es vorteilhaft einfach gewölbt sein. Eine solche spatenartige Form weist den Vorteil auf, dass sich das Halteglied beim Einführen in das Loch etwas zusammendrücken lässt und gleichzeitig eine federnde Wirkung entfaltet. Diese Form haltert es zusätzlich in dem Loch, wobei vor allem eine elastische Halterung als besonders vorteilhaft angesehen wird, gegen Lockern durch mechanische Vibrationen odgl..
In Ausgestaltung der Erfindung kann das Sensorelement einen Halteabschnitt aufweisen, der gegenüber einer hauptsächlichen Sensorfläche, die die Oberseite des Sensorelements bildet, abgesetzt und davon abgebogen ist. Der Halteabschnitt kann parallel zu der Sensorfläche verlaufen und flächig an dem Bauteilträger anliegen. Von dem Halteabschnitt ist dann das Halteglied abgebogen, insbesondere von einer Seite. Der Halteabschnitt kann dabei gleichzeitig einen vorstehend beschriebenen Anschlag für das Eindrücken des Halteglieds in das Loch im Bauteilträger bilden. Des Weiteren ist es möglich, dass der Halteabschnitt mit der am Bauteilträger anliegenden Oberfläche besonders gut elektrisch leitfähig ist für einen elektrischen Kontakt, also beispielsweise verzinnt sein. So kann eine zusätzlich verbesserte elektrische Verbindung von dem Sensorelement an den Bauteilträger erfolgen. Dazu kann beispielsweise das Loch, in welches das Halteglied eingedrückt ist, mit seiner elektrisch leitfähigen Auskleidung an die Oberseite des Bauteilträgers reichen und eine Art Feld bilden, auf dem dann der vorgenannte Halteabschnitt mit einer beispielsweise verzinnten Oberfläche anliegt.
In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Halteglieder über Federbeinvorrichtungen mit der hauptsächlichen Sensorfläche verbunden sein. Dies kann besonders vorteilhaft derart erfolgen, dass die Halteglieder an einem zuvor beschriebenen Halteabschnitt angeordnet sind und dieser Halteabschnitt über die Federbeinvorrichtungen mit der Sensorfläche verbunden ist. Ein Verlauf der Federbeinvorrichtungen kann vorteilhaft auseinander- und wieder zusammengebogen sein für eine verbesserte Federwirkung mit sehr feinem Ansprechen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann für ein gutes Anliegen der Sensorfläche an der Unterseite des Bedien-Felds vorgesehen sein, dass sie zu zwei gegenüberliegenden Enden hin nach oben zu dem Bedien-Feld hin gebogen ist, also in Seitenansicht einen bogenartigen Verlauf nach oben aufweist mit in etwa im Mittelbereich abgehenden Halterungen bzw. Haltegliedern. So kann eine Anlage an dem Bedien-Feld noch verbessert werden.
Ähnlich wie zuvor der verjüngte Verlauf der Halteglieder beschrieben ist es auch möglich, das Loch im Bauteilträger in Einsteckrichtung leicht verjüngt auszubilden. Auch dadurch kann das Einstecken erleichtert und eine Haltewirkung durch das Einstecken verbessert werden.
Zur Herstellung einer Bedieneinrichtung kann das Sensorelement automatisch bestückt werden, also von einem Bestückungsautomaten von einem entsprechenden Vorrat abgenommen und an dem Bauteilträger befestigt werden. Dabei greift der Bestückungsautomat vorteilhaft mit einer Greifvorrichtung odgl. an dem Sensorelement nahe an dem Halteglied an, insbesondere direkt an dem Halteglied oder an einem vorbe schriebenen Halteabschnitt, von dem das Halteglied direkt absteht. Dabei steht das Halteglied vorteilhaft in etwa rechtwinklig von dem Halteabschnitt ab, der dann parallel zur Oberseite des Bauteilträgers verläuft. In diesem Bereich kann also an einem relativ großen flächigen Bereich, nämlich dem des Halteabschnitts nahe dem Halteglied, mit dem Greifer angegriffen und gedrückt werden zum Eindrücken des Halteglieds in das Loch im Bauteilträger.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Sensorelement mit zwei Haltegliedern, das aus einem Blech herausgestanzt ist,
2 das Sensorelement in fertig gebogener Form mit nach unten von Federbeinvorrichtungen abstehenden Haltegliedern und
3 eine erfindungsgemäße Bedieneinrichtung mit dem Sensorelement entsprechend 2 in einer Leuchtanzeige, wobei ein Bedien-Feld aufgesetzt wird.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Sensorelement 11 dargestellt in einer Form, das aus einem flachen Metallblech herausgearbeitet worden ist. Es weist eine aus 2 besser zu erkennende Sensorfläche 13 auf, die nach Art eines umlaufenden Rahmens eine Ausnehmung 14 umgibt. Die Ausnehmung 14 ist ähnlich ausgebildet wie in 2 der eingangs genannten EP 1 030 536 A2 dargestellt, also für eine Sieben-Segment-Anzeige. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Sensorelements 11 bzw. der Sensorfläche 13 sind Federbeinvorrichtungen 16 vorgesehen, die wiederum an ihrem äußeren Rand Halteglieder 18 mit abgerundeten Spitzen 19 aufweisen.
In der fertig gebogenen Darstellung des Sensorelements 11 gemäß 2 ist zu erkennen, wie die Federbeinvorrichtungen 16 seitlich an der Sensorfläche 13 vorgesehen sind zur Befestigung und zum elektrischen Anschluss an die Sensorfläche 13. Die Federbeinvorrichtungen 16 sind an sich bekannt und brauchen deswegen nicht näher erläutert zu werden. Unten weisen sie Halteabschnitte 21 auf, von denen die Halteglieder 18 rechtwinklig abgebogen sind. Die Halteabschnitte 21 verlaufen dabei in etwa parallel zu der Sensorfläche 13, während die Halteglieder 18 in etwa rechtwinklig nach unten abgebogen sind. Die Ausgestaltung der Federbeinvorrichtungen 16 gemäß 2 gewährleistet eine besonders gute und fein ansprechende Federwirkung.
In 3 ist eine an sich fertige Bedieneinrichtung 25 dargestellt. Ein Bauteilträger 26, üblicherweise eine Leiterplatte, weist ein Loch 28 auf für das Sensorelement 11. Dieses Loch 28 ist elektrisch leitfähig ausgekleidet, insbesondere mit einer Kupferbeschichtung, welche beim Herstellen sonstiger Leiterbahnen aus Kupfer an dem Bauteilträger vorgesehen sind. Zusätzlich ist es möglich, das Loch 28 innen zu verzinnen für eine noch bessere elektrische Kontaktierung. Des Weiteren kann sich, wie dargestellt ist, ein in das Loch 28 eingedrücktes Halteglied 18 aufgrund der weicheren Materialeigenschaften von Zinn besser hinein drücken für einen besseren mechanischen Halt sowie eine verbesserte, weil flächenmäßig vergrößerte, elektrische Kontaktierung.
Des Weiteren ist aus 3 zu erkennen, dass der Halteabschnitt 21 im Wesentlichen großflächig auf der Oberseite des Bauteilträgers 26 aufliegt. Hier kann die vorbeschriebene zusätzliche elektrische Kontaktierung vorgesehen sein, beispielsweise wenn die elektrisch leitfähige Auskleidung des Lochs 28 auch nach oben auf die Oberseite des Bauteilträgers 26 gezogen wird, so dass der Halteabschnitt 21 mit seiner Unterseite kontaktierend daran anliegt.
Zwischen den beiden Federbeinvorrichtungen 16 des Sensorelements 11 ist auf dem Bauteilträger 26 eine Leuchtanzeige 30 vorgesehen. Diese kann eine übliche Sieben-Segment-Anzeige sein und ebenfalls auf dem Bauteilträger 26 befestigt und elektrisch angeschlossen sein.
Es ist zu erkennen, dass die Sensorfläche 13 etwas über die Oberseite der Leuchtanzeige 30 übersteht. Wird von oben das Bedien-Feld 32 herangeführt bei Herstellung der Bedieneinrichtung 25, so sollte eine Unterseite 33 des Bedien-Felds 32 einen gewissen Abstand zu der Oberseite der Leuchtanzeige 30 aufweisen, zumindest einen kleinen Luftspalt. Dies soll aus dem Grund gemacht werden, dass auf alle Fälle sichergestellt ist, dass die Sensorfläche 13 hauptsächlich durch die Federwirkung der Federbeinvorrichtungen 16 an der Unterseite 33 gut anliegt. Des Weiteren wird durch die in 3 gut erkennbare, gebogene Ausbildung der Sensorfläche 13 mit von den Federbeinvorrichtungen 16 nach links und rechts weg stehenden, leicht nach oben gebogenen Endbereichen der Sensorfläche 13 diese Anlage verstärkt und verbessert.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Befestigung des Sensorelements 11 am Bauteilträger 26 nur durch Eindrücken liegt darin, dass hierfür kein Lötvorgang mehr notwendig ist. Ein solcher würde nicht nur die Leuchtanzeige 30 möglicherweise belasten. Weist die Leuchtanzeige 30 auf der Oberseite des Bauteilträgers 30 angeordnete SMD-LED auf, so können diese wie möglicherweise auch andere elektrische oder elektronische Bauteile am Bauteilträger 26 in SMD-Bauweise durch reines Erwärmen verlötet werden. Das Verlöten von Haltegliedern dagegen ist bislang zwingend durch Schwalllöten vorgenommen worden, so dass mit der Erfindung möglicherweise auf den gesamten Schritt des Schwalllötens verzichtet werden kann, was den Aufwand erheblich senkt.
Anhand der Darstellung der Halteglieder 18 in den Figuren ist leicht vorstellbar, wie deren Verjüngung stärker oder schwächer ausgebildet sein kann. Ebenfalls ist es leicht vorstellbar, wie sie in Längsrichtung gebogen bzw. bewölbt als Querschnitt ausgebildet sein können, damit sie sich beim Eindrücken in das Loch 28 verbiegen und die dabei entstehende Rückstellkraft die mechanische Halterung verbessert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1030536 A2 [0002, 0022]

Claims

Bedieneinrichtung für ein Elektrogerät, insbesondere ein Elektro-Haushaltsgerät, wobei die Bedieneinrichtung ein Bedien-Feld aufweist, unter dem mindestens ein Sensorelement als Bedienelement der Bedieneinrichtung angeordnet ist zur druckbeaufschlagten Anlage an der Unterseite des Bedien-Felds, wobei das Sensorelement rahmenartig ausgebildet ist und auf einem Bauteilträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Sensorelements am Bauteilträger das Sensorelement mindestens ein abstehendes, beinartig ausgebildetes Halteglied aufweist, das in ein elektrisch leitfähig ausgekleidetes Loch im Bauteilträger kraftbeaufschlagt eingedrückt ist ohne weitere mechanische Haltemittel oder elektrische Verbindungen an dem Halteglied.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten bzw. Bereichen des Sensorelements jeweils mindestens ein Halteglied vorgesehen ist, vorzugsweise genau ein Halteglied.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement einteilig ausgebildet ist, insbesondere einteilig und einstückig ausgebildet ist mit dem mindestens einem Halteglied.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltglied in seinem Längsverlauf in Einsteckrichtung in das Loch im Bauteilträger, insbesondere in dem Bereich, mit dem es in das Loch eingesteckt ist, einen vom Sensorelement weg leicht verjüngten Verlauf aufweist, vor zugsweise zusätzlich mit Vorsprüngen oder widerhakenartigen Randausbildungen entgegen einer Einsteckrichtung.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteglied in seinem Längsverlauf einen leicht profilierten bzw. gewölbten Querschnitt aufweist, insbesondere einfach gewölbt ist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement einen gegenüber einer hauptsächlichen Sensorfläche abgesetzten und abgebogenen Halteabschnitt aufweist, der insbesondere parallel zu der Sensorfläche ist und flächig an dem Bauteilträger anliegt, insbesondere mit einer verzinnten Oberfläche, wobei das mindestens eine Halteglied von dem Halteabschnitt abgebogen absteht und in das Loch in dem Bauteilträger eingedrückt ist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteglieder, insbesondere samt jeweils einem Halteabschnitt gemäß Anspruch 6, über Federbeinvorrichtungen mit der hauptsächlichen Sensorfläche verbunden sind, wobei vorzugsweise die Federbeinvorrichtungen auseinander und wieder zusammengebogen sind für verbesserte Federwirkung mit feinem Ansprechen.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine rahmenartige Sensorfläche zur Anlage an dem Beidien-Feld zu zwei gegenüberliegenden Enden hin nach oben zu dem Bedien-Feld hin gebogen ist.
Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähig ausgeklei detes Loch im Bauteilträger in Einsteckrichtung leicht verjüngt ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement mittels eines Bestückungsautomaten von einem Vorrat abgenommen wird und an den Bauteilträger befestigt wird, wobei dabei das mindestens eine Halteglied in ein Loch in den Bauteilträger eingedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestückungsautomat dabei mit einem Greifer an dem Sensorelement nahe dem Halteglied angreift, insbesondere an dem Halteabschnitt mit direkter Kraftrichtung in Eindrückrichtung bzw. in Längsrichtung des Halteglieds.