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Die
Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung, insbesondere eine Bedieneinrichtung
zur Entriegelung einer Verriegelungseinheit zur Verriegelung einer
Medieneinheit eines Druckers in einem Gehäuse eines Fahrtenschreibers
für ein
Kraftfahrzeug, mit einem Bedienelement, mit einem Frontelement,
das eine benutzerseitige Vorderseite und eine Rückseite aufweist und mit einer
Ausnehmung in dem Frontelement, in der das Bedienelement bewegbar
angeordnet ist.
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Seit
der Existenz komplex arbeitender Vorrichtungen sind Bedienelemente
zur Steuerung der Funktionen der Vorrichtungen bekannt. Als Schnittstelle
zwischen dem Benutzer und der Vorrichtung werden an Bedienelemente
hohe Anforderungen gestellt, hinsichtlich der Toleranz gegenüber ungünstiger
Bedienungsmotorik des Benutzers, der Robustheit und insbesondere
hinsichtlich des Bedienungskomforts. Bei den gattungsgemäß mechanischen
Bedienelementen kann vorteilhaft die bei der Betätigung durch die Benutzer aufgewendete
Kraft ohne zusätzliche
Hilfsenergie oder Kraftunterstützung
zur Herbeiführung
der mittels des Bedienelements zu steuernden Funktion genutzt werden.
Hierzu bedarf es meist eines Getriebes, welches die in der Regel
für den
gewünschten
Erfolg ungeeignete Konstellation aus Kraft und Weg der Betätigung des
Bedienelements in eine funktionsgerechte Kinetik umsetzt. Ein typisches Anwendungsbeispiel
hierfür
ist die Entriegelungstaste der Druckerschublade eines Fahrtenschreibers
für Nutzfahrzeuge.
Stets vor große
Herausforderungen wird die Konstruktion gestellt, wenn die Vorteile
einer mechanischen Bedieneinrichtung mit Schmutzbeständigkeit
und Spritzwasserbeständigkeit
im Bereich des Bedienelements kombiniert werden sollen. Zu diesem
Zweck bedient man sich in der Regel einer aufwendigen Anordnung
von Dichtungen oder eines die Bewegung des Bedienelements kompensierenden
Faltenbalgs, der den Bewegungsspalt des Bedienele ments abdichtet.
Neben den schwerwiegenden Kostennachteilen der bisherigen Lösungen ist auch
die Montage der Dichtungen oder Faltenbälge äußerst aufwendig und fehleranfällig. Die
unter elastischer Verformung dichtenden Bauelemente unterliegen
zudem einem schnellen Verschleiß und
beeinträchtigen
außerdem
die Funktion der Bedieneinrichtung aufgrund der in der Regel ungewollten,
durch Reibungskräfte
verursachten Dämpfung
der Bewegung des Bedienelements. Verschlissene Bauteile bisheriger
Lösungen
haben darüber
hinaus die ungünstige
Eigenschaft, dass die Fehlfunktion dem Benutzer nicht sogleich auffällt, sondern
nur mittels eines aufwendigen Dichtigkeitstests festgestellt werden
kann. So führt
eine defekte Dichtung häufig
zur Zerstörung
des gesamten Gerätes,
weil die zu schützenden
Bauteile mit beschädigendem
Schmutz oder Feuchtigkeit in Kontakt kommen.
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Ausgehend
von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bedieneinrichtung zu schaffen,
die bei niedrigen Kosten, hohem Bedienungskomfort eine gute Funktionssicherheit
leistet und die gegenüber
der Umgebung mit den umliegenden Komponenten dicht abschließt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Bedieneinrichtung der vorgenannten Art gelöst, bei
welcher die Ausnehmung von einer ersten Anlagefläche an dem Frontelement umgeben
ist, das Bedienelement eine zweite Anlagefläche aufweist, welche der ersten
Anlagefläche
zugewendet ist und in einer Nicht-Betätigt-Stellung
an dieser anliegt und die zweite Anlagefläche des Bedienelements mittels
eines elastischen Elements gegen die erste Anlagefläche der
Ausnehmung verspannt ist.
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Ein
entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung liegt
in der Vorspannung der aneinander liegenden Anlageflächen des
Bedienelements und derjenigen, die die Ausnehmung an dem Frontelement
umgibt mittels des elastischen Elements, so dass eine dauerhaft
definierte Flächenpressung zwischen
den beiden Anlageflächen
konstruktiv eingestellt werden kann. Da sich ein etwaiger Verschleiß an den
Anlageflächen
auch bei ungünstiger
Werkstoffwahl stets in einem Ausmaß bewegt, welches problemlos
eine Kompensation mittels des elastischen Elements ohne nennenswerten
Vorspannungskraftverlust möglich
ist, ist auch die Dichtheit der Anordnung dauerhaft gewährleistet.
Verglichen mit der im Stand der Technik üblichen Verwendung von radial
dichtenden Ringdichtungen trennt die Erfindung vorteilhaft die Vorspannungsfunktion
von der Dichtungsfunktion, so dass nicht mehr die elastische Verformung
des Dichtelements auch die Anpresskraft der Dichtung bereitstellt.
Aufgrund der in der Regel kleinformatigen Bauweise der Dichtungen
kann bei herkömmlicher
Anordnung keine dauerhaft konstante Flächenpressung an der Dichtung
gewährleistet
werden. Vorteilhaft ermöglicht
die erfindungsgemäße Anordnung
auch ein Fortlassen einer elastischen Dichtung, so dass eine nahezu
völlig
verschleißfreie
Dichtung aus Flächen
mittlerer bis hoher Oberflächengüte bei weitestgehend
nicht elastischem Werkstoff die gewünschte Dichtwirkung herbeiführt. Zweckmäßig verzichtet
die Erfindung auf einen Dichteffekt bei Betätigung des Bedienelements der
Bedieneinrichtung, da in dem bevorzugten Anwendungsfall zur Entriegelung
einer Verriegelungseinheit einer Medieneinheit eines Druckers in
einem Gehäuse
eines Fahrtenschreibers die Dichtheitsanforderung regelmäßig nur
bei nicht betätigtem
Bedienelement vorliegt. Auch bei Verwendung einer Dichtung, zwischen
den sich gegenüberliegenden
Anlageflächen
beeinträchtigt
ein Verschleiß der
gegebenenfalls elastischen Dichtung die Dichtfunktion zunächst nicht,
da eine stets gleich bleibende Flächenpressung gewährleistet
ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in der
Freiheit der Bewegung des Bedienelements von Reibungskräften aus
einer Dichtungsanordnung.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste
Anlagefläche
auf der Rückseite
des Frontelements angeordnet ist. In entsprechender Ausbildung ist
das Bedien element von einer zu der ersten Anlagefläche korrespondierenden zweiten
Anlagefläche
umfänglich
umgeben, wobei diese Anlagefläche
einerseits die Dichtfunktion erfüllt und
andererseits als Rückhalter
oder Niederhalter bzw. Anschlag für das Bedienelement fungiert.
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Mit
Vorteil ist die Form des Bedienelements mit derjenigen der Ausnehmung
so abgestimmt, dass das Bedienelement in der Ausnehmung in dem Frontelement
geführt
bewegbar ist. Die konkrete Ausgestaltung des Bedienelements als
Druckknopf ist sinnvoll, wenn das Bedienelement in der Ausnehmung mittels
einer ersten Konturierung der Ausnehmung und einer dieser zugeordneten
zweiten Konturierung des Bedienelements gegen Verdrehen gesichert
ist. Auch bei einem als Schieber ausgebildeten Bedienelement kann
der Bewegungsfreiheitsgrad zweckmäßig mit der Ausnehmung in der
Frontblende, beispielsweise auf einen einzigen translatorischen
Freiheitsgrad in der Ebene der Frontblende reduziert werden. Sinnvoll
können
hierfür
die ersten und zweiten Anlageflächen
als Gleitlager für
das Schieber ausgebildete Bedienelement ausgeführt sein.
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Ähnlich zweckmäßig ist
eine Ausbildung des Bedienelements mit einer sich rückseitig
erstreckenden ersten Führung,
welche mit einer entsprechenden zweiten Führung zusammenwirkt. Hierdurch kann
die Führungsfunktion
von der Frontblende genommen werden und diese besonders flach ausgebildet
sein. Zusätzlich
kann diese Führung
in Umfangsrichtung eine Kontur aufweisen, so dass sich das Bedienelement
nicht verdrehen lässt.
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Mit
Vorteil können
die erste und die zweite Anlagefläche jeweils konisch ausgebildet
sein, so dass sich die beiden Anlageflächen bei einer Betätigung der
Bedieneinrichtung zwar voneinander entfernen, jedoch weiterhin eine
gewisse Radialführung gewährleistet
ist. Besonders Platz sparend lässt
sich das Bedienelement der Bedieneinrichtung gestalten, wenn die
erste und die zweite Anlagefläche
jeweils eben ausgebildet sind. Bei der ebenen Ausbildung wurde durch
Versuche ermit telt, dass im Falle eines runden, als Druckknopf ausgebildeten
Bedienelements von 14 mm eine Federkraft des elastischen Elements,
welches vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet ist, von 5 N ausreichend
ist, um die gewünschte
Dichtigkeit zu erreichen, eine größenmäßige im Wesentlichen proportionale
Skalierung würde bei
gleichen Dichtigkeitsanforderungen eine Erhöhung der Federkraft entsprechend
des Ausmaßes der
Umfangsverlängerung
des Bedienelements erfordern.
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Insbesondere
bei der Ausbildung des Bedienelements als Druckknopf kommen die
erfindungsgemäßen Vorteile
zum Tragen, weil das elastische Element derart angeordnet und ausgebildet
werden kann, dass es bei Betätigung
des Bedienelements eine Rückstellkraft
entgegen der Betätigungsrichtung auf
das Bedienelement ausübt.
Auf diese Weise gelangt das Bedienelement stets bei Nicht-Betätigung an
den ersten und zweiten Anlageflächen
in Anlage und ist dort fest verspannt und abdichtend angeordnet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung zeigt sich, dass das Bedienelement
zweckmäßig mindestens
einen Niederhalter aufweist, welcher formschlüssig mit einem rückseitig
des Frontelements angeordneten Niederhalterelement in der Weise
zusammenwirkt, dass bei Abwesenheit des Frontelements die Rückstellkraft
aus dem elastischen Element an dem Bedienelement mittels des Niederhaltes
von dem Niederhalteelement aufgenommen wird. Der Mehrwert dieser
Anordnung liegt in der Entkopplung der Montageschritte des Fügens des
Bedienelements und des Anbringens des Frontelements voneinander.
Das Niederhalteelement sichert im Zusammenwirken mit dem Niederhalter
das Bedienelement in der vorgespannten Lage. Das Niederhalteelement kann
ein separates Bauteil, vorzugsweise in Form einer ebenen Platte
sein, die mit einer Aussparung für das
Bedienelement versehen ist, wahlweise aber auch Bestandteil eines
Trägers
sein, an welchem das Frontelement befestigt ist.
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Im
Folgenden ist ein spezielles Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung
der Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1: eine perspektivische
Darstellung eines Fahrtenschreibers,
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2: eine perspektivische
Darstellung eines Frontelements aus rückseitiger Perspektive,
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3: eine perspektivische
Darstellung eines Bedienelements aus vorderseitiger Perspektive,
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4: eine perspektivische
Darstellung eines Bedienelements aus rückseitiger Perspektive,
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5: eine perspektivische
Darstellung eines Bedienelements mit anschließender getrieblicher Anordnung,
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6, 7: eine perspektivische Darstellung wesentlicher
Bauteile eines Druckers mit einer erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung aus der
Sicht von vorne,
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8: die Anordnung der 7 aus der Sicht von hinten
und
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9: eine perspektivische
Darstellung eines Druckers mit erfindungsgemäßer Bedieneinrichtung bei montierter
Frontblende.
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Die
Darstellung der 1 zeigt
einen Fahrtenschreiber 2, mit einem Gehäuse 3, einem Display 4,
verschiedenen Funktionstasten 5, zwei Chipkartenaufnahmeschächten 6,
einer Medieneinheit 7 eines Druckers 8 mit einer
erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 1,
dessen Bedienelement 9 gemeinsam mit Funktionstasten 5 auf
einem Frontelement 10 angeordnet ist. Die Bedieneinrichtung 1 dient
der Entriegelung einer, die Medieneinheit 7 in dem Gehäuse 3 haltenden
und ausschnittsweise in den 5 bis 8 dargestellten Verriegelungseinheit 11.
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Das
in 2 als Einzelteil
dargestellte Frontelement 10 weist eine dem Benutzer zugewendete Vorderseite 12 und
eine dem Benutzer abgewendete Rückseite 13 auf.
Eine Ausnehmung 14 in dem räumlich flach gestalteten Frontelement 10 dient
der Anordnung und Führung
des Bedienelements 9. Die Ausnehmung 14 weist
eine sich an die Ausnehmung anschließende erste zylindrische Führung 15 auf,
in welcher das Bedienelement mit Radialspiel in Betätigungsrichtung 16 beweglich
geführt
ist. Auf der Rückseite 13 des
Frontelements ist eine erste Anlagefläche 17 eben und entsprechend
der zylindrischen Form der Ausnehmung 14 ringförmig ausgebildet.
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Im
fertig montierten Zustand dient die erste Anlagefläche 17 des
Frontelements 10 dem Bedienelement 9 als Anschlag
in einer Nicht-Betätigt-Stellung,
indem eine ringförmig
ausgebildete ebene zweite Anlagefläche 18 des in 3 als Einzelteil dargestellten
Bedienelements 9 an der ersten Anlagefläche 17 des Frontelements 10 anliegt.
Gleichzeitig wirken die erste Anlagefläche 17 und die zweite Anlagefläche 18 unter
elastischer Vorspannung mittels eines in 5 dargestellten elastischen Elements 19 als
Dichtung gegen Spritzwasser und Schmutz zusammen.
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Die
rückseitige
Darstellung des Bedienelements 9 der 4 zeigt ein sich in Betätigungsrichtung 16 erstreckendes
Führungselement 20,
das eine erste Konturierung 21 in Umfangsrichtung zu der Betätigungsrichtung 16 aufweist,
welche mit einer nicht dargestellten zweiten Konturierung einer
entsprechenden nicht dargestellten Ausnehmung in dem Drucker 8 in
der Weise zusammenwirkt, dass das Bedienelement 9 nicht
verdreht werden kann. Gleichzeitig wirkt das Führungselement 20 als
zusätzliche
axiale Führung
in Betätigungsrichtung 16, welche
ein Verkippen des Bedienelements 9 verhindert und den Freiheitsgrad
auf den einfachen, der translatorischen Bewegung in Betätigungsrichtung 16 begrenzt.
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Die
in 5 dargestellte, sich
an das Bedienelement 9 anschließende getriebliche Anordnung der
durch die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 1 betätigten Verriegelungseinheit 11 weist
im Wesentlichen einen mittels eines zweiten elastischen Elements 22 gegen
die Entriegelungseinrichtung verspannten Riegel 23, eine
Gleitflächenführung 24 mit schrägen Gleitflächen 25, 26 und
eine Schieber 27 auf. Bei Betätigung überträgt das Bedienelement 9 die
Bedienkraft als translatorische Bewegung auf den Schieber 27,
welcher mittels der Gleitflächenführungen 24, 25 diese
Bewegung entgegen der Rückstellkraft
des zweiten elastischen Elements 22 auf den Riegel 23 überträgt. Zur
Entriegelung muss der Benutzer des Bedienelements 9 gegen
die Rückstellkräfte des
ersten elastischen Elements 19 und des zweiten elastischen
Elements 22 betätigen.
Da die hohen, die Dichtigkeit der Anordnung gewährleistenden Flächenpressungskräfte zwischen
der ersten Anlagefläche 17 und
der zweiten Anlagefläche 18 wegen
der Knickgefahr nicht über
den Schieber 27 auf das Bedienelement 9 übertragen
werden können, ist
neben dem zweiten elastischen Element 22 das erste elastische
Element 19 vorgesehen. Im Rahmen der verhältnismäßig kleinen
Bewegungsamplitude des Bedienelements 9 weist das erste
elastische Element 19 eine im Wesentlichen konstante Rückstellkraft
von etwa 5 N auf, welche der Benutzer zuzüglich der Kraft aus dem zweiten
elastischen Element 22 zur Entriegelung aufbringen muss.
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Im
Rahmen der Montage wird zunächst
das Bedienelement 9, wie in 6 dargestellt,
an dem Drucker 8 angebracht, anschließend wird ein Niederhalteelement 30 mit
einer zweiten Aussparung 31 für das Bedienelement 9 über das
Bedienelement 9 gelegt, welches in der zweiten Aussparung 31 mit
Spiel beweglich ist. Das Niederhalteelement 30 wirkt mit zwei
an dem Bedienelement 9 flügelartig radial zur Betätigungsrichtung 16 hervorstehenden
Niederhaltern 33 zusammen, so dass das Bedienelement 9 unverlierbar
an einem Träger 34 des
Druckers 8 angebracht ist. Dieser Sachverhalt geht auch
deutlich aus der Darstellung der 8 hervor.
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Die 9 zeigt den Drucker 8 mit
der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung 1 und
an dem Träger 34 befestigten
Frontelement 10. Bei der Montage drückt das Frontelement 10 das
Bedienelement 9 mittels der ersten Anlagefläche 17,
welche an der zweiten Anlagefläche 18 anliegt,
in Betätigungsrichtung 16,
so dass stets ein Spiel von etwa 0,75 mm zwischen den Niederhaltern 33 des
Bedienelements 9 und dem Niederhalterelement 30 in
Betätigungsrichtung 16 vorhanden
ist.
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- 1
- Betätigungseinrichtung
- 2
- Fahrtenschreiber
- 3
- Gehäuse
- 4
- Display
- 5
- Funktionstasten
- 6
- Chipkartenaufnahmeschacht
- 7
- Medieneinheit
- 8
- Drucker
- 9
- Bedienelement
- 10
- Frontelement
- 11
- Verriegelungseinheit
- 12
- Vorderseite
- 13
- Rückseite
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Erste
Führung
- 16
- Betätigungsrichtung
- 17
- Erste
Anlagefläche
- 18
- Zweite
Anlagefläche
- 19
- Erstes
elastisches Element
- 20
- Führungselement
- 21
- Erste
Konturierung
- 22
- Zweites
elastisches Element
- 23
- Riegel
- 24
- Gleitflächenführung
- 25
- Gleitfläche
- 26
- Gleitfläche
- 27
- Schieber
- 30
- Niederhalteelement
- 31
- Zweite
Aussparung
- 33
- Niederhalter
- 34
- Träger