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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinheit für ein Fahrzeug mit mindestens einer niederdrückbaren Bedientaste.
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Bedieneinheiten stellen einen wichtigen Bestandteil in modernen Fahrzeugen dar, da diese als Schnittstelle zwischen dem Fahrer und einem Großteil der Fahrzeugkomponenten dienen. Sie werden in aller Regel dazu eingesetzt, die Betriebsparameter einzelner Fahrzeugkomponenten wie z. B. die Betriebsparameter der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, einzustellen.
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Neben Dreh-/Druckstellern und Wipp-Tasten kommen als Bedienelemente für Bedieneinheiten insbesondere Bedientasten zum Einsatz, die in einer jeweiligen Öffnung eines Gehäuses angeordnet und niederdrückbar, d.h. in einem Aufnahmeraum translatorisch bewegbar sind. Eine Vielzahl an Bedieneinheiten mit vielfältig ausgebildeten Bedientasten ist aus dem Stand der Technik bekannt.
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Insbesondere bei breiteren, schmaleren Bedientasten sind diese zur Vermeidung einer Verkantung bei einer nicht zentrierten Betätigung über einen Führungsbügel an dem Gehäuse geführt, wobei der Führungsbügel die Niederdrückbewegung der Bedientaste derart unterstützt, dass sich die Bedientaste parallel, d.h. ohne wesentliches Verkippen bewegt. Der Führungsbügel weist in der Regel zwei zueinander parallele Achsen auf, von denen die eine Achse an einer z. B. als Platine ausgeführten Trägerstruktur im Gehäuse und die andere Achse an der Bedientaste drehbar gelagert und geführt ist.
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Beispielsweise ist in
EP 0 304 847 A1 eine niederdrückbare Drucktaste beschrieben, bei der die Bewegung eines Tastenkörpers durch einen Führungsbügel unterstützt wird. Bei der beschriebenen Drucktaste ist eine Achse des Führungsbügels in dem Tastenkörper drehbar gelagert, während die andere Achse des Führungsbügels in dem Tastenaufnahmeraum des Gehäuses unterhalb des Tastenkörpers drehbar gelagert ist.
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Darüber hinaus ist in
EP 1 458 000 A1 eine niederdrückbare Taste einer Tastatur beschrieben, bei der die Bewegung des Tastenkörpers mithilfe von zwei Führungsbügeln unterstützt wird. Bei der beschriebenen Taste ist dabei eine Achse jedes Führungsbügels unterhalb des Tastenkörpers auf einem Gehäuseboden drehbar angeordnet, während seine andere Achse an dem Tastenkörper drehbar gelagert ist.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bedieneinheiten mit Führungsbügel ist stets vorgesehen, dass eine der Achsen des Führungsbügels in dem Aufnahmeraum der Bedientaste auf dem Gehäuseboden oder einer Trägerplatte bzw. -struktur (z. B. Leiterplatine) angeordnet ist. Eine solche Anordnung des Führungsbügels ist jedoch insbesondere dann nachteilig, wenn in der Bedieneinheit weitere elektrische oder opto-elektrische Komponenten wie z.B. LEDs vorgesehen sind. Denn durch die Anordnung eine der Achsen des Führungsbügels im Aufnahmeraum, insbesondere auf dem Gehäuseboden, wird der für andere, der Bedientaste zugeordnete Komponenten zur Verfügung stehende Bauraum eingeschränkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bedieneinheit mit mindestens einer niederdrückbaren Bedientaste bereitzustellen, bei der im Aufnahmeraum ausreichend Platz für die Anordnung weiterer Komponenten zur Verfügung steht.
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Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird mit der Erfindung eine Bedieneinheit für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Fahrzeugkomponente wie beispielsweise eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, ein Infotainmentsystem, ein Navigationsgerät odgl., und insbesondere für ein Mensch-Maschine-Interface vorgeschlagen, wobei die Bedieneinheit versehen ist mit
- - einem Gehäuse mit einer Frontblende, die eine Öffnung aufweist, und einem hinter der Frontblende angeordneten Gehäuseteil,
- - einer Bedientaste, die eine in der Öffnung der Frontblende angeordnete Vorderwand aufweist und reversibel niederdrückbar und in einem Aufnahmeraum translatorisch bewegbar ist,
- - wobei der Aufnahmeraum sich an die Öffnung der Frontblende anschließt und, in Bewegungsrichtung der Bedientaste betrachtet, mit der Öffnung fluchtet,
- - einem in dem Gehäuse angeordneten Schaltelement zur Betätigung durch die Bedientaste, und
- - einem Führungsbügel zur Unterstützung einer Parallelführung der Bedientaste bei deren translatorischen Bewegung in dem Aufnahmeraum,
- - wobei der Führungsbügel einen geradlinigen Mittelschenkel aufweist, der durch zwei Enden begrenzt ist, an die sich jeweils ein Winkelschenkel anschließt,
- - wobei beide Winkelschenkel zu derselben Seite des Mittelschenkels des Führungsbügels abstehen und jeder Winkelschenkel einen freien Endabschnitt aufweist, der parallel zum Mittelschenkel des Führungsbügels verläuft, und
- - wobei der Mittelschenkel eine erste Achse definiert und die Endabschnitte der beiden Winkelschenkel eine zur ersten Achse parallele zweite Achse des Führungsbügels definieren, und
- - wobei der Führungsbügel um seine erste Achse - oder alternativ um seine zweite Achse - an und/oder in dem Gehäuse außerhalb des Aufnahmeraums schwenkbar und um seine zweite Achse - oder alternativ um seine erste Achse - an der Bedientaste schwenkbar gelagert ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist also die niederdrückbare Bedientaste über den Führungsbügel mit dem Gehäuse gekoppelt. Die Bedientaste kann dabei entweder mit der Frontblende oder mit dem hinter der Frontblende angeordneten Gehäuseteil gekoppelt sein. Die Frontblende und das hintere Gehäuseteil können als zwei separate Teile oder aber auch als ein integrales Teil ausgeführt sein.
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Der Führungsbügel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit weist einen Mittelschenkel auf, an dessen Enden sich die beiden Winkelschenkel anschließen.
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Die Winkelschenkel wiederum haben jeweils einen Endabschnitt, die von dem jeweiligen Winkelschenkel abgewinkelt ist und zueinander kollinear sind sowie parallel zum Mittelschenkel verlaufen. Der Führungsbügel kann beispielsweise U-förmig ausgebildet sein. Er unterstützt die translatorische Bewegung der Bedientaste und trägt dazu bei, dass ein Verkanten der Bedientaste vermieden wird, und zwar auch dann, wenn die Krafteinwirkung auf die Bedientaste dezentral erfolgt.
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Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Bedieneinheit vorgesehen sein, dass der Mittelschenkel des Führungsbügels an und/oder in dem Gehäuse schwenkbar gelagert ist und dass die Endabschnitte der Winkelschenkel an der Bedientaste schwenkbar gelagert sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Mittelschenkel des Führungsbügels an der Bedientaste schwenkbar gelagert ist und dass die Endabschnitte der Winkelschenkel an und/oder in dem Gehäuse schwenkbar gelagert sind. Erfindungsgemäß ist also diejenige Achse des Führungsbügels, die nicht an der Bedientaste angeordnet ist, am Gehäuse außerhalb von dessen Bedientasten-Aufnahmeraum gelagert.
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Bei der erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist es besonders vorteilhaft, dass der gesamte Aufnahmeraum, insbesondere der Bereich auf dem Gehäuseboden, vollständig zur Verfügung steht, um dort zusätzliche elektrische oder opto-elektrische Komponenten anzuordnen. Der Aufnahmeraum wird also nicht unnötig durch eine Achse des Führungsbügels in Anspruch genommen. Dadurch können weitere Komponenten, insbesondere LEDs oder andere, z.B. elektrische Komponenten im Aufnahmeraum angeordnet werden. Damit sind innerhalb des Aufnahmeraums und unterhalb der Bedientaste sowie innerhalb dieser ausreichend Platz und Freiheitsgrade zur Anordnung von der Bedientaste zugeordneten Komponenten gegeben.
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Der Aufnahmeraum im Sinne der vorliegenden Erfindung erstreckt sich von der Öffnung der Frontblende bis zum Gehäuseboden bzw. bis zu einer diverse, z.B. mechanische, elektrische und/oder elektrooptische Bauteile tragenden Trägerstruktur wie z.B. eine Platine. Anders ausgedrückt endet also der Aufnahmeraum an einem Boden, der der Öffnung in der Frontblende gegenüberliegt.
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Die Bedientaste kann jede beliebige geometrische Form aufweisen. Beispielsweise kann die Bedientaste quaderförmig ausgeführt sein.
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Bei dem Mittelschenkel des Führungsbügels kann zudem in bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass dieser seitlich zum Aufnahmeraum versetzt angeordnet ist. Dadurch bleibt der gesamte Aufnahmeraum frei und kann zur Anordnung weiterer Komponenten zur Verfügung stehen.
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Bei dem der Bedientaste zugeordneten Schaltelement kann es sich insbesondere um eine Schaltmatte, einen Schalter, einen Microtaster oder einen Hall-Sensor handeln. Auch kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement optisch, induktiv, kapazitiv oder resistiv arbeitet.
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Der Tastenkörper kann insbesondere derart angeordnet sein, dass das Schaltelement beim Niederdrücken der Bedientaste ein Schaltereignis auslösen kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Tastenkörper oberhalb des Schaltelements angeordnet ist und dass der Tastenkörper beim Niederdrücken der Bedientaste eine Kraft auf das Schaltelement ausübt und das Schaltelement dadurch ein Schaltereignis auslöst.
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Der erfindungsgemäß vorgesehene Führungsbügel unterstützt die Parallelführung der Bedientaste bei deren translatorischen Bewegung, so dass die Bedientaste im Aufnahmeraum nicht oder zumindest nicht wesentlich verkippt und dadurch eine Verkantung/Verklemmung der Bedientaste im Aufnahmeraum verhindert wird.
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Bei dem Führungsbügel kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Winkelschenkel im Wesentlichen orthogonal zum Mittelschenkel verlaufen. Dabei ist vorgesehen, dass die Endabschnitte der Winkelschenkel im Wesentlichen orthogonal zu den Winkelschenkeln verlaufen. Die Winkelschenkel bilden sozusagen mit dem Mittelschenkel und den Endabschnitten im mathematischen Sinne Schnittpunkte mit Parallelen.
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Bei der erfindungsgemäßen Bedieneinheit ist die Vorderwand der Bedientaste diejenige Wand, die der Benutzer der Bedieneinheit mit seinem Finger berührt, wenn er die Bedientaste betätigt.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass der Mittelschenkel des Führungsbügels eine erste Achse definiert und dass der Führungsbügel um diese erste Achse an und/oder in dem Gehäuse schwenkbar und um seine zweite Achse, die durch die Endabschnitte definiert ist, an der Bedientaste schwenkbar gelagert ist. In einer hierzu alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Führungsbügel um seine zweite Achse an und/oder in dem Gehäuse schwenkbar und um seine erste Achse an der Bedientaste schwenkbar gelagert ist.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass die zweite Achse - oder alternativ die erste Achse - des Führungsbügels an der Vorderwand der Bedientaste drehbar gelagert ist. Eine derartige Anordnung einer der Achsen des Führungsbügels kann insbesondere die gleichmäßige Führung der Bedientaste unterstützen. Durch die Nähe der Achse des Führungsbügels zu dem Ort, an dem die Kraft des Benutzers auf die Bedientaste einwirkt, kann die Gleichmäßigkeit der Führung der Bedientaste beim Niederdrücken erhöht sowie die Kippgefahr der Bedientaste reduziert werden. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine der Achsen des Führungsbügels mittig an der Rückseite der Vorderwand der Bedientaste drehbar gelagert ist. Dadurch kann die Gleichmäßigkeit der Führung der Bedientaste weiter verbessert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass die erste Achse - oder alternativ die zweite Achse - des Führungsbügels außerhalb des Aufnahmeraums in und/oder an dem Gehäuse in Höhe des an die Vorderwand der Bedientaste angrenzenden vorderen Endbereichs des Aufnahmeraums drehbar gelagert ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass die erste Achse und die zweite Achse in einem an die Frontblende angrenzenden vorderen Bereich des Gehäuses zwischen einer Gehäusevorderseite (Frontblende) und einem Boden des Aufnahmeraums angeordnet sind. Anders ausgedrückt können die erste Achse und die zweite Achse in der Nähe der Gehäusevorderseite angeordnet sein. Dies bedeutet, dass der Abstand der ersten Achse sowie der zweiten Achse zu der Gehäusevorderseite geringer ist als ihre Abstände zu dem Boden des Aufnahmeraums.
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Ein Vorteil der vorstehend genannten Anordnung der beiden Achsen ist insbesondere, dass bei Einwirkung einer Kraft auf die Bedientaste der Hebelarm, der durch den Angriffspunkt der Kraft auf die Bedientaste und durch die Drehachse des Mittelschenkels des Führungsbügels definiert ist, reduziert wird. Dadurch neigt die Bedientaste weniger zum Verkippen bzw. zum Verkanten. Gleichzeitig werden durch diese Anordnung der ersten und der zweiten Achse mögliche Störeffekte hinsichtlich der elektrostatischen Entladung (Electrostatic Discharge - ESD) reduziert, da der Führungsbügel, der bevorzugt aus Metall gefertigt sein kann, durch eine solche Anordnung einen größeren Abstand zum Boden des Aufnahmeraums und ggf. zu auf dem Boden befindlichen elektrischen Komponenten aufweisen kann. Durch die Beabstandung metallischer Bauteile von den elektrischen Komponenten können die vorstehend angesprochenen Probleme hinsichtlich elektrostatischer Entladungseffekte vermieden oder zumindest reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann der vordere Bereich des Gehäuses beispielsweise als die an der Frontblende angrenzende, von der Frontblende aus betrachtet vordere Hälfte der Tiefe des Aufnahmeraums definiert sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der vordere Bereich des Gehäuses auch nur die von der Frontblende aus betrachtet vorderen 70%, 30%, 25%, 20% oder die vorderen 10% der Tiefe des Aufnahmeraums umfassen. Je näher die beiden Achsen des Führungsbügels an der Vorderseite des Gehäuses angeordnet und je weiter sie damit von dem Boden des Aufnahmeraums beabstandet sind, desto geringer sind die Störeffekte hinsichtlich der elektrostatischen Entladung.
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Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der ersten Achse des Führungsbügels ein den Mittelschenkel des Führungsbügels aufnehmendes erstes Drehlager zugeordnet ist und der zweiten Achse des Führungsbügels zwei Drehlager zugeordnet sind, die jeweils den Endabschnitt eines der beiden Winkelschenkel aufnehmen.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass entweder das erste Drehlager und/oder jedes zweite Drehlager ein Seitenführungselement zur Lateralführung des die betreffende Achse bildenden Mittelschenkels oder Winkelschenkel-Endabschnitts des Führungsbügels zwecks Kompensation einer Veränderung des Abstandes der beiden Achsen bei Betrachtung des Führungsbügels in der Projektion in Bewegungsrichtung der Bedientaste und bei deren translatorischen Bewegung im Aufnahmeraum aufweist. Wie nachfolgend noch im Zusammenhang mit den Figuren erläutert wird, ändert sich während der translatorischen Bewegung der Bedientaste im Aufnahmeraum kontinuierlich der Winkel, unter dem der Führungsbügel zur Bewegungsachse der Bedientaste, welche die translatorische Bewegung der Bedientaste definiert, ausgerichtet ist.
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Die Änderung des Winkels zwischen der Führungsbügelausrichtung und der Bewegungsrichtung der Bedientaste während der translatorischen Bewegung führt dazu, dass während dieser Bewegung zumindest eine der beiden Achsen, lateral verschiebbar sein sollte. Je nachdem, wie groß der translatorische Bewegungsspielraum der Bedientaste im Gehäuse und die Ausrichtung des Federbügels zur Bewegungsachse relativ zur Bewegungsrichtung ist, erfolgt eine stärkere oder weniger starke laterale Bewegung/Verschiebung der Achsen. Das Seitenführungselement dient dazu, diese laterale Bewegung zu erleichtern, indem es die Seitenverschiebung der betreffenden Achse (bei Lagerung der anderen Achse ohne Seitenspiel) ermöglicht. Anders ausgedrückt ermöglicht das Seitenführungselement während der translatorischen Bewegung der Bedientaste die Kompensation einer Veränderung des lateralen Abstandes der beiden Achsen zueinander. Die Veränderung des lateralen Abstandes wird auch noch im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
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Darüber hinaus kann in einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit vorgesehen sein, dass das oder jedes ein Seitenführungselement aufweisende Lager als eine einseitig offene Aufnahmenut, ggf. mit dem betreffenden Mittelschenkel oder Winkelschenkel-Endabschnitt des Führungsbügels sichernder Öffnungsverengung, oder als ein Langloch ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform des Seitenführungselements ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie mit einem sehr geringen technischen Aufwand und zudem kostengünstig realisierbar ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass ein oder jedes ohne Seitenführungselement versehene Drehlager als Loch oder Bohrung oder C-förmige Aufnahmeöffnung ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform eines Drehlagers ohne Seitenführungselement erweist sich als besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
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Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass sich die Endabschnitte der beiden Winkelschenkel gleichsinnig oder gegensinnig zueinander erstrecken.
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In dem Fall, dass die Endabschnitte der beiden Winkelschenkel gegensinnig abgewinkelt sind, kann vorgesehen sein, dass die Endabschnitte zueinander gerichtet (anders ausgedrückt: nach innen gerichtet) oder voneinander weg gerichtet (anders ausgedrückt: nach außen gerichtet) sind. Insbesondere kann es dabei vorteilhaft sein, dass die Endabschnitte der beiden Winkelschenkel gegensinnig nach außen gerichtet sind. Bei einer derartigen Ausführungsform des Führungsbügels braucht der Mittelschenkel des Führungsbügels nur kurz ausgeführt zu sein.
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In dem Fall, dass die Endabschnitte der beiden Winkelschenkel gleichsinnig ausgeformt sind, sind beide Endabschnitte zur gleichen Seite abgewinkelt.
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Auch kann gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit vorgesehen sein, dass die Vorderwand der Bedientaste eine Ebene aufspannt, deren beide Flächendimensionen unterschiedlich große Ausmaße aufweisen, und dass die zweite Achse des Führungsbügels in den längs der Dimension mit dem größeren Ausmaß liegenden Endbereichen der Ebene an der Vorderwand oder in Flucht mit diesen Endbereichen außerhalb des Aufnahmeraums in und/oder an dem Gehäuse gelagert sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Vorderwand der Bedientaste im Wesentlichen rechteckig ausgeformt ist, wobei die rechteckige Vorderwand eine Länge L und eine Breite B aufweisen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Länge L der Vorderwand größer ist als ihre Breite B. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass die Länge L der Vorderwand 5 Mal so groß, 4 Mal so groß, 3 Mal so groß oder doppelt so groß wie die Breite B der Vorderwand ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Länge L der Vorderwand 50%, 25% oder 10% größer ist als deren Breite B. Die erfindungsgemäße Bedieneinheit kann besonders vorteilhaft sein bei länglichen Bedientasten, bei denen die Verkippungsgefahr und damit auch die Verkantungsgefahr besonders hoch ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann vorgesehen sein, dass die Bedientaste einen insbesondere hohl ausgebildeten Tastenkörper mit einer zur Frontblende weisenden Öffnung aufweist, die von der Vorderwand der Bedientaste überdeckt ist. Der hohl ausgebildete Tastenkörper kann beispielsweise im Wesentlichen die Form eines hohlen Quaders aufweisen.
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Ferner kann gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Tastenkörper eine der Vorderwand der Bedientaste gegenüberliegende, mit mindestens einer Öffnung zur Einleitung von Hinterleuchtungslicht in den hohl ausgebildeten Tastenkörper versehene Bodenwand aufweist. Das Hinterleuchtungslicht kann dabei beispielsweise von einer LED bereitgestellt sein, die insbesondere auf dem Boden des Aufnahmeraums angeordnet ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der gesamte Boden des Tastenkörpers offen ausgeführt ist. Im Tastenkörper kann auch ein Lichtleiter angeordnet sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement ein kapazitiv, induktiv, elektromagnetisch, resistiv oder optisch arbeitender Schalter oder Sensor ist. Insbesondere kann das Schaltelement eine Schaltmatte aufweisen oder Teil einer Schaltmatte sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann ferner vorgesehen sein, dass der Führungsbügel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Endabschnitte der Winkelschenkel einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und/oder der Mittelschenkel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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Des Weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Bedieneinheit vorgesehen sein, dass der Führungsbügel im Wesentlichen aus Metall gefertigt ist. Dadurch kann ein besonders stabiler Führungsbügel bereitgestellt werden, dessen mechanische Eigenschaften auch langfristig gleichbleiben. Insbesondere kann der Führungsbügel aus Stahl gefertigt sein. Alternativ kann der Führungsbügel auch aus Kunststoff gefertigt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Mittelabschnitt des Führungsbügels in einer Ausnehmung einer Wand drehbar gelagert ist, die sich von der Frontblende aus erstreckt und den Aufnahmeraum an dieser seiner Seiten begrenzt. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung im Wesentlichen einen quaderförmigen Raum bildet. Eine derartige Ausformung ist besonders einfach und kostengünstig realisierbar.
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Optional kann vorgesehen sein, dass der Führungsbügel einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Ausnehmung in der sich von der Frontblende aus erstreckenden Wand eine Tiefe ausreichend aufweist, womit der Führungsbügel in der Ausnehmung nicht nur schwenkbar, sondern zudem auch lateral verschiebbar gelagert ist. Somit ermöglicht die Ausnehmung die oben beschriebene Kompensation der bei der translatorischen Bewegung der Bedientaste erfolgenden Veränderung des lateralen Abstandes der beiden Achsen zueinander.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Öffnung der Frontblende rechteckig ausgeführt und der Aufnahmeraum quaderförmig ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Bedientaste derart ausgeformt sein, dass sie einen quaderförmigen Tastenkörper aufweist sowie einen rechteckigen Querschnitt mit Seitenlängen, die jeweils kleiner bemessen sind als die Seitenlängen der rechteckigen Öffnung der Frontblende. Dadurch ist der Tastenkörper in die Öffnung einführbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
- 1 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit,
- 2 eine Querschnittsdarstellung des in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,
- 3 eine Querschnittsdarstellung des in den vorherigen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit, wobei die Bedientaste niedergedrückt ist,
- 4 eine Unteransicht auf die Bedientaste der Bedieneinheit mit dem Führungsbügel, und mit angedeuteter Lage der Seitenwand des Aufnahmeraums, in der der Führungsbügel geführt und gelagert ist,
- 5 bis 9 verschiedene Möglichkeiten der Montage von Führungsbügel und Bedientaste, und
- 10 eine Querschnittsdarstellung des zuvor dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit zur Verdeutlichung der Montage einer Bedientaste.
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In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 dargestellt. Die Bedieneinheit 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einer Frontblende 14a, die eine Öffnung 16 aufweist, und einem hinter der Frontblende 14a angeordneten Gehäuseteil 14b. In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Frontblende 14a und das Gehäuseteil 14b integral ausgeführt. Alternativ können die Frontblende 14a und das Gehäuseteil 14b auch als zwei voneinander separate Teile hergestellt sein, die dann zum Gehäuse 12 miteinander verbunden werden. Neben einem Display 11, verschiedenen Bedientasten 13 und zwei Drehknöpfen 15 weist die Bedieneinheit 10 eine vergleichsweise breite, schmale Bedientaste 18 mit einer Vorderwand 20 auf, die in der Öffnung 16 der Frontblende 14a angeordnet ist. Dabei ist die Bedientaste 18 in einem Aufnahmeraum 22 reversibel niederdrückbar und translatorisch bewegbar angeordnet. Zudem befindet sich an der Bedientaste 18 ein Führungsbügel 24, der sowohl mit dem Gehäuse 12 als auch mit der Bedientaste 18 verbunden ist. Der Führungsbügel 24 weist einen geradlinigen Mittelschenkel 26 auf, an dessen Enden sich jeweils ein Winkelschenkel 28 anschließt. Die Winkelschenkel 28 weisen jeweils einen gebogenen Endabschnitt 30 auf. Dabei definiert der Mittelschenkel 26 eine erste Achse des Führungsbügels 24 und die Endabschnitte 30 gemeinsam eine zweite Achse des Führungsbügels 24. Die erste Achse und die zweite Achse des Führungsbügels 24 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander.
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In der 2 ist eine Querschnittsdarstellung des in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 abgebildet. Wie in der 2 dargestellt, ist im hinteren bzw. unteren Bereich des Aufnahmeraums 22 auf dem Gehäuseboden 31, die vorliegend von einer Leiterplatine gebildet ist, ein Schaltelement 32 zur Betätigung durch die Bedientaste 18 angeordnet. Bei dem Schaltelement 32 kann es sich beispielsweise um eine Schaltmatte handeln.
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Der Aufnahmeraum 22 schließt sich an die Öffnung 16 der Frontblende 14a an und fluchtet, in Bewegungsrichtung der Bedientaste 18 betrachtet, mit der Öffnung 16. Wie weiterhin in der 2 dargestellt, ist die Bedientaste 18 oberhalb des Schaltelements 32 angeordnet. Dabei setzt sich die Bedientaste 18 aus einem Tastenkörper 36 und der Vorderwand 20 zusammen.
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Bei Betätigung der Bedientaste 18, wird diese nach unten gedrückt, so dass der Schalter des Schaltelements 32 schließt und dadurch ein Schaltereignis ausgelöst wird. Bei dem Schaltereignis kann es sich beispielsweise um das Einschalten oder Ausschalten einer Heizungsanlage handeln.
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Die Bedientaste 18 ist mit dem Gehäuse 12 über den Führungsbügel 24 verbunden. Der Führungsbügel 24 sorgt unter anderem dafür, dass die Bedientaste 18 beim Niederdrücken parallel geführt wird. Er trägt daher dazu bei, dass die Bedientaste 18 im Aufnahmeraum 22 nicht verkippt bzw. verkantet.
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Ferner ist der Mittelschenkel 26 des Führungsbügels 24 in einem Seitenführungselement 34 drehbar und lateral verschiebbar angeordnet. Das Seitenführungselement 34 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Ausnehmung in einer Wand 37 ausgebildet, die sich von der Frontblende 14a aus erstreckt und den Aufnahmeraum 22 zu einer Seite begrenzt. Alternativ kann das Seitenführungselement 34 beispielsweise auch an der Frontblende 14a angeordnet oder ausgebildet sein. Das Seitenführungselement 34 dient als ein erstes Lager zur Aufnahme des Mittelschenkels 26 und erlaubt einerseits die Drehung des Mittelschenkels 26 und andererseits dessen laterale Bewegung beim Niederdrücken der Bedientaste 18.
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Die Vorderwand 20 der Bedientaste 18 weist an ihrer Innen- bzw. Rückseite zwei abstehenden Vorsprüngen 40 mit jeweils einer kreisrunden Öffnung 42 auf. Von den Öffnungen 42 der Vorsprünge 40 sind die Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28 drehbar aufgenommen. Somit dienen die kreisrunden Öffnungen 42 jeweils als ein zweites Drehlager zur Aufnahme der Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28 der Führungsbügel 24. Auf diese Weise ist die Bedientaste 18 durch ihre Vorderwand 20 mit dem Gehäuse 12 gekoppelt. Beim Niederdrücken der Bedientaste 18 ändert sich der Winkel der Ausrichtung des Führungsbügels 24 zu der Längsachse der Bedientaste 18, entlang derer die translatorische Bewegung der Bedientaste 18 erfolgt. Durch die Änderung dieses Winkels erfolgt eine laterale Verschiebung des Mittelschenkels 26 innerhalb des Seitenführungselements 34. Somit ändert sich der laterale Abstand des Mittelschenkels 26 zur Bedientaste 18 während der translatorischen Bewegung der Bedientaste 18 im Aufnahmeraum 22 kontinuierlich.
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Wie in 2 zu erkennen ist, befinden sich die Endabschnitte 30 des Führungsbügels 24 in der Ruheposition der Bedientaste 18 oberhalb des Mittelschenkels 26. Der Winkel zwischen den Winkelschenkeln 28 zu der Längsachse der Bedientaste 18 ist ungleich 90°. Wird die Bedientaste 18 nun betätigt, so wandert der Mittelschenkel 26 innerhalb des Seitenführungselements 34 weiter nach außen und entfernt sich von der Bedientaste 18. Zeitgleich vergrößert sich der Winkel zwischen den Winkelschenkeln 28 und der Längsachse der Bedientaste 18.
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Insofern erleichtert das Seitenführungselement 34 eine laterale Auslenkung des Mittelschenkels 26 während der translatorischen Bewegung der Bedientaste 18 in Bewegungsrichtung (siehe Längsachse 35) im Aufnahmeraum 22.
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Alternativ zu der in der 2 dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Seitenführungselement 34 nicht in einer sich von der Frontblende 14a erstreckenden und den Aufnahmeraum 22 begrenzenden Wand 37 angeordnet ist, sondern in der Bedientaste 18 bzw. in der Vorderwand 20 der Bedientaste 18. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Öffnungen 42 in den Vorsprüngen der Vorderwand 20 der Bedientaste 18 nicht kreisförmig ausgeformt sind, sondern eine elliptische oder Langloch-Form aufweisen und eine laterale Auslenkung der Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28, erlauben. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Mittelschenkel 26 in einem Drehlager aufgenommen ist, das keinen lateralen Versatz des Mittelschenkels 26 erlaubt. Es ist aber auch möglich, dass beide Drehlager einen Seitenersatz der jeweils aufgenommenen Achse des Führungsbügels 24 erlauben.
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Schließlich ist in der 2 zu erkennen, dass der Tastenkörper 36 eine Bodenwand 38 aufweist. Optional kann vorgesehen sein, dass die Bodenwand 38 eine Öffnung zur Einleitung von Hinterleuchtungslicht aufweist, die beispielsweise durch eine LED bereitgestellt werden kann, welche optional unterhalb des Tastenkörpers 36 angeordnet sein kann.
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Bei der in der 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 ist der Mittelschenkel 26 des Führungsbügels 24 außerhalb des Aufnahmeraums 22 in dem Gehäuse 12 in Höhe eines an die Vorderwand 20 der Bedientaste 18 angrenzenden vorderen Endbereichs 44 des Aufnahmeraums 22 gelagert. Der vordere Endbereich 44 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen die vordere Hälfte des Aufnahmeraums 22. Eine solche Anordnung des Mittelschenkels 26 im vorderen Endbereich 44 des Aufnahmeraums 22 dient dazu, dass die Bedientaste 18 beim Niederdrücken weniger stark verkippt und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer möglichen Verkantung der Bedientaste 18 innerhalb des Aufnahmeraums 22 reduziert wird.
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In der Ausführungsform gemäß 2 definiert der Mittelschenkel 26 die erste Achse des Führungsbügels 24 und die Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28 die zweite Achse des Führungsbügels 24. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist der Führungsbügel 24 in dem Gehäuse 12 außerhalb des Aufnahmeraums 22 um eine erste Drehachse schwenkbar und an der Bedientaste 18 um eine zweite Drehachse schwenkbar gelagert.
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Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Führungsbügel 24 um seine zweite Drehachse an und/oder in dem Gehäuse außerhalb des Aufnahmeraums 22 schwenkbar und um seine erste Drehachse an der Bedientaste 18 schwenkbar gelagert ist. Anders ausgedrückt kann alternativ zu der in der 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 vorgesehen sein, dass der Mittelschenkel 26 in einem Lager in der Bedientaste 18 angeordnet ist und die Endabschnitte 30 in jeweils einem Lager in und/oder an dem Gehäuse 12 angeordnet sind.
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In der 3 ist die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedieneinheit 10 dargestellt, die bereits in der 2 gezeigt wurde. Im Unterschied zu der 2 ist in der 3 die Bedientaste 18 niedergedrückt. Wie in der 3 dargestellt, ist der Mittelschenkel 26 durch das Niederdrücken der Bedientaste 18 und die Änderung des Winkels zwischen den Winkelschenkeln 28 und der Längsachse der Bedientaste 18 lateral nach außen ausgelenkt. Ferner ist in dieser Figur zu erkennen, dass der Schalter im Schaltelement 32 durch das Niederdrücken der Bedientaste 18 geschlossen ist. Dadurch ist ein Schaltereignis ausgelöst, bei dem es sich beispielsweise um die Aktivierung oder Deaktivierung einer Funktion einer Heizungsanlage handeln kann.
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In der 4 ist eine Draufsicht auf die Rückseite der Vorderwand 20 der Bedientaste 18 dargestellt, wobei gestrichelt der Verlauf und die Anordnung der Seitenwand 37 des Aufnahmeraums 22 angedeutet ist. In der Seitenwand 37 ist der Führungsbügel 24 geführt (siehe das Seitenführungselement 34, das auch in anderen Figuren gezeigt ist). Wie in 4 zu erkennen ist, weist die Vorderwand 20 die zwei Vorsprünge 40 auf, die jeweils mit einer Öffnung 42 versehen sind. Dabei sind die Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28 in den Öffnungen 42 der Vorsprünge 40 angeordnet. Die in der 4 abgebildeten Endabschnitte 30 der Winkelschenkel 28 des Führungsbügels 24 verlaufen gegensinnig und sind nach außen gerichtet.
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Für die Montage von Bedientaste 18 und Führungsbügel 26 können verschiedene Möglichkeiten zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Führungsbügel 26 mit der Bedientaste 18 verklipst wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass jeder Vorsprung 40 der Bedientaste 18 oder zumindest einer der Vorsprünge 40 eine an die jeweilige Öffnung 42 angrenzende Verengung (in der 4 rechts bei 50 zu erkennen) aufweist. Die Endabschnitte 30 des Führungsbügels 26 können dann durch die Verengungen in die Öffnungen 42 eingeführt werden. Nach der Einführung der Endabschnitte 30 des Führungsbügels 24 in die Öffnungen 42 des Vorsprungs 40 ist der Führungsbügel 24 schwenkbar in den Öffnungen 42 gelagert.
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In 5 weist die Bedientaste 18 einen - bezogen auf die Darstellung in 5 - rechten Vorsprung 40 mit einer allseits geschlossenen Öffnung 42 und einen linken Vorsprung 40 mit einer zum Ende des Vorsprungs über eine Verengung 50 (Verklipsung) zugänglichen Öffnung 42 auf. Damit lässt sich der Führungsbügel 26 zunächst mit seinem linken Endabschnitt 30 in die linke Öffnung 42 einführen, um dann seinen rechten Endabschnitt 30 durch die Verengung 50 hindurch in die rechte Öffnung 42 zu „drücken“.
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Gemäß 6 weisen beide Vorsprünge 40 an ihren Enden Verengungen 50 auf, über die sich die beiden Endabschnitte 30 des Führungsbügels 26 durch Verklipsen in die Öffnungen 42 „drücken“ lassen.
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In den 7 und 8 ist eine alternative Möglichkeit der Montage von Führungsbügel 24 und Bedientaste 18 dargestellt. Hierbei wird zunächst ein Endabschnitt 30 des Führungsbügels 24 in die Öffnung 42 eines der beiden Vorsprünge 40 der Bedientaste 18 hineingeschoben. Gemäß 6 ist der linke Endabschnitt 30 des Führungsbügels 24 zunächst in die linke Öffnung 42 des linken Vorsprungs 40 eingeführt, bis sich ein Abstand zwischen dem rechten Endabschnitt 30 des Führungsbügels 24 und dem rechten Vorsprung 40 bildet. In dieser Position fluchtet der rechte Endabschnitt 30 mit der Öffnung 42 des rechten Vorsprungs 40. Anschließend wird der rechte Endabschnitt 30 des Führungsbügels 24 in die Öffnung 42 des rechten Vorsprungs 40 eingeführt (8).
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In der 9 ist ein Schnitt durch eine Bedientaste 18 eines weiteren Ausführungsbeispiels gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorderwand 20 der Bedientaste 18 zwei Vorsprünge 40 mit jeweils einer Aussparung 46 auf, die neben der Führungsbügelaufnahme-Öffnung 42 eine weitere gegenüber dieser größere Vormontageöffnung 48 aufweist. Zum Beispiel kann die Aussparung 46 schlüssellochförmig ausgeführt sein. In der 9 ist ein Vorsprung 40 mit einer solchen Aussparung 46 gezeigt. Die Aussparung 46 weist die Führungsbügelaufnahme-Öffnung 42 und die weitere Vormontageöffnung 48 auf, die durch eine Verengung 50 ineinander übergehen. Dabei weist die Vormontageöffnung 48 größere Abmessungen auf als die Führungsbügelaufnahme-Öffnung 42. Bei der Montage des Führungsbügels 24 und der Bedientaste 18 können zunächst die beiden Endabschnitte 30 des Führungsbügels 24 (ähnlich wie in den 7 und 8 gezeigt) nacheinander in die Vormontageöffnungen 48 der Aussparungen 46 der beiden Vorsprünge 40 eingeführt werden. Dieser Vorgang ist deutlich einfacher auszuführen als im Ausführungsbeispiel der 7 und 8, da die Vormontageöffnungen 48 deutlich größer sind als die Führungsbügelaufnahme-Öffnungen 42 der Aussparungen 46. Anschließend kann der Führungsbügel 24 zur Vorderwand 20 der Bedientaste 18 hinbewegt werden, um die Endabschnitte 30 des Führungsbügels 24 durch die Verengungen 50 hindurch in die Führungsbügelaufnahme-Öffnungen 42 zu „drücken“, womit die Endabschnitte 30 mit den Vorsprüngen 40 verklipst sind.
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Um zu vermeiden, dass der Führungsbügel 24 während des Betriebs aus den Öffnungen 42 der Vorsprünge 40 unbeabsichtigt herausfällt, kann ferner beispielsweise vorgesehen sein, dass die Vorsprünge 40 der Bedientaste 18 nach dem Einbau der Bedientaste 18 in den Aufnahmeraum 22 unmittelbar durch die Seitenwände des Aufnahmeraums 22 umgeben sind. Dadurch werden die Endabschnitte 30 durch die Seitenwände des Aufnahmeraums 22 an einer lateralen Verschiebung und somit an einem potentiellen Herausfallen aus den Vorsprüngen 40 der Bedientaste 18 gehindert. Alternativ kann die Konstruktion aber auch so gewählt werden, dass das Seitenführungselement 34 für den Mittelschenkel 26 des Führungsbügels 24 den Mittelschenkel 26 beidseitig umgibt, und zwar links und rechts der beiden Winkelschenkel 28 des Führungsbügels 24 (angedeutet in 4).
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In der 10 ist die Montage der in der 4 dargestellten Anordnung bestehend aus Vorderwand 20 und Führungsbügel 24 in das Gehäuse 12 der Bedieneinheit 10 angedeutet. Der Aufnahmeraum 22 ist bestückt mit dem Tastenkörper 36 der Bedientaste 18. Zur Montage der Vorderwand 20 wird diese von oben in Richtung des Aufnahmeraums 22 und dabei von oben in die Öffnung 16 der Frontblende 14a eingesetzt sowie auf den Tastenkörper 36 aufgesteckt sowie der Mittelschenkel 26 des Führungsbügels 24 in das Seitenführungselement 34 eingeführt. Anschließend kann die Vorderwand 20 der Bedientaste 18 mit dem Tastenkörper 36 verbunden werden. Die Verbindung der Vorderwand 20 mit dem Tastenkörper 36 kann insbesondere durch einen Klebeprozess, einen Schweißprozess oder durch Verklipsen erfolgen. Nachdem die Vorderwand 20 mit dem Tastenkörper 36 verbunden ist, besteht eine stabile Verbindung zwischen der Bedientaste 18 und dem Gehäuse 12.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bedieneinheit
- 11
- Display
- 12
- Gehäuse
- 13
- Bedientaste
- 14a
- Frontblende
- 14b
- Gehäuseteil
- 15
- Drehknopf
- 16
- Öffnung in der Frontblende
- 18
- Bedientaste mit Führungsbügel
- 20
- Vorderwand der Bedientaste
- 22
- Aufnahmeraum für die Bedientaste im Gehäuse
- 24
- Führungsbügel
- 26
- Mittelschenkel des Führungsbügels
- 28
- Winkelschenkel des Führungsbügels
- 30
- Endabschnitte der Winkelschenkel des Führungsbügels
- 31
- Gehäuseboden
- 32
- Schaltelement
- 34
- Seitenführungselement für den Führungsbügel
- 35
- Bewegungsrichtung
- 36
- Tastenkörper
- 37
- Wand des Aufnahmeraums
- 38
- Bodenwand des Tastenkörpers
- 40
- Vorsprung
- 42
- Öffnung in dem Vorsprung
- 44
- vorderseitiger Endbereich des Aufnahmeraums
- 46
- Aussparung in dem Vorsprung
- 48
- Vormontageöffnung der Aussparung
- 50
- Verengung in der Aussparung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0304847 A1 [0005]
- EP 1458000 A1 [0006]
