DE202012102329U1

DE202012102329U1 - Mobiles Handbediengerät für eine industrielle Steuerung

Info

Publication number: DE202012102329U1
Application number: DE201220102329
Authority: DE
Original assignee: Keba AG
Current assignee: Keba Industrial Automation At GmbH
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: AT14250U1

Abstract

Mobiles Handbediengerät (1) für eine industrielle Steuerung, umfassend ein zwei- oder mehrteiliges Gehäuse (2) aus einem ersten Gehäuseteil (3), welches zumindest Teilabschnitte der Gehäusefrontseite (5) definiert, und aus wenigstens einem weiteren Gehäuseteil (4), wobei die Gehäuseteile (3, 4) im zusammengesetzten Zustand einen Hohlraum zur Aufnahme einer Mehrzahl von elektrotechnischen oder elektronischen Komponenten ausbilden, und wenigstens ein Display (6, 7) zur softwaregesteuerten Visualisierung von Zeichen, Grafiken oder Farben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Display (6) zumindest abschnittsweise von einer Folientastatur (8) überlagert ist, welche Folientastatur (8) in ihren Rand- bzw. Umfangsabschnitten mit dem ersten Gehäuseteil (3) verklebt ist und eine Mehrzahl von transparent oder durchscheinend ausgeführten Eingabetasten (9) aufweist, sodass zumindest Abschnitte von Visualisierungen am darunter liegenden Display (6) von einer Bedienperson wahrnehmbar sind, und dass im ersten Gehäuseteil (3) eine gegenüber der Gehäusefrontseite (5) zurückversetzte Aufnahmevertiefung (11) zur Aufnahme zumindest des Displays (6) ausgebildet ist, wobei eine Aufnahmetiefe (12) der...

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles Handbediengerät für eine industrielle Steuerung, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Die WO 2003/001393 A2 , welche auf die Anmelderin zurückgeht, beschreibt ein gattungsgemäßes, mobiles Handbediengerät für eine industrielle Steuerung, welches ein Display als optisches Ausgabemittel und mehrere baulich eigenständig ausgebildete, steuerungstechnische Eingabeelemente umfasst. Dieses Handbediengerät weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, wobei im ersten Gehäuseteil, das die Frontseite definiert und der Bedienperson im Zuge von Bedienhandlungen zugewandt ist, ein großflächiger Durchbruch für einen Touch-Screen ausgebildet ist. Die lichte Querschnittsfläche dieses Durchbruches ist dabei etwas kleiner bemessen, als die Größe der Anzeigefläche des Touch-Screen bzw. des hierfür verwendeten Displays. Via diesen Durchbruch ist das im Gehäuseinneren angeordnete Display mit Ausnahme seiner äußersten Randzonen einsehbar. Dem Display ist dabei ein berührungssensitives Eingabepanel (Touch-Panel) baulich überlagert, wodurch der sogenannte Touch-Screen komplettiert wird. Das ebenflächige, berührungssensitive Eingabepanel ist durchsichtig oder durchscheinend ausgebildet, sodass die Visualisierungen auf der Anzeigefläche des darunter liegenden Displays von der Bedienperson einsehbar sind. Der Randabschnitt rings um den Durchbruch in der Frontseite des Gehäuses ist dabei mit einem schnurförmigen Dichtungselement versehen, an welchem die plane Oberfläche des Eingabepanels dichtend anliegt, sodass ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere vermieden wird. Die berührungssensitive Eingabefläche des Eingabepanels ist dabei gegenüber der Frontseite bzw. Kunststoff-Oberfläche des ersten Gehäuseteils vertieft angeordnet, insbesondere gegenüber der Gehäusefrontseite zurückspringend ausgebildet. Eine Folientastatur mit haptisch erfassbaren bzw. die Eingabe-Taktilität verbessernden Eingabetasten ist abseits des Touch-Screens bzw. separiert vom berührungssensitiven Eingabepanel vorgesehen. Durch die angegebenen Einbaumaßnahmen für das Display wird ein besonders robustes bzw. stoßfestes Handbediengerät für industrielle Steuerungssysteme erzielt. Die entsprechenden Implementierungsmaßnahmen sind jedoch relativ aufwendig und somit kostenintensiv und erfordern eine gewisse Mindestbaugröße des Gehäuses, wodurch diese Maßnahmen nicht für alle Arten von Handbediengeräten anwendbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mobiles Handbediengerät für industrielle Steuerungen zu schaffen, welches eine softwaretechnische Zuordnung von Funktionen zumindest zu einem Teil von dessen Eingabeelementen ermöglicht, wobei zumindest einzelne dieser Eingabeelemente zugleich ein taktiles Betätigungs-Feedback bieten sollen. Das entsprechende Handbediengerät soll dabei trotz hoher Qualitätsansprüche möglichst einfach und kostengünstig aufgebaut werden können.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, dass dieses Handbediengerät eine spezielle Folientastatur aufweist, insbesondere eine sogenannte „Knackfrosch-Folie“ umfasst, welche zur Bereitstellung eines taktilen Eingabe- bzw. Betätigungs-Feedbacks ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine gewissermaßen „blinde“ bzw. möglichst intuitive und relativ fehlersichere Bedienung des Handbediengerätes. Die zumindest abschnittsweise transparent oder durchscheinend ausgebildete Folientastatur ist dabei dem Display derart überlagert, dass eine möglichst optimale Funktion bzw. ein zuverlässiges Zusammenspiel zwischen den einzelnen Komponenten gewährleistet ist. Unter anderem kann dadurch eine besonders flexible bzw. variable, insbesondere eine anpassungsfähige Funktions- oder Zweck-Kennzeichnung der entsprechenden Eingabetasten erzielt werden. Ein Vorteil dieser Folientatstatur liegt auch darin, dass damit in einfacher Art und Weise eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung des Gehäuseinneren gegenüber der Außenumgebung ermöglicht ist. Ein Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeiten und eine allfällige Beeinträchtigung der elektrotechnischen Komponenten werden dadurch zumindest im Bereich des als Folientastatur ausgebildeten Eingabemittels zuverlässig hintan gehalten. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt auch darin, dass trotz dieses sandwichartigen Aufbaus aus einem Display und aus einer dem Display überlagerten Folientastatur ein optimales Zusammenspiel erzielt ist, insbesondere eine langfristig einwandfrei funktionierende Funktionsbaugruppe gewährleistet werden kann. Insbesondere wird durch den Einsatz einer Maßtoleranzen ausgleichenden Ausgleichsmasse im Bauteilverbund bzw. Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse und der Funktionsbaugruppe aus Folientastatur und Display eine langfristig einwandfreie bzw. plangemäße Abdichtung zwischen der Folientastatur und dem Gehäuse erreicht. Nachdem die Folientastatur in ihren äußeren Rand- bzw. Umfangsabschnitten mit dem Gehäuse verklebt ist und diese Verklebung – neben einer allfälligen Halte- bzw. Verbindungsfunktion – vor allem auch die Dichtheit zwischen der Folientastatur und dem Gehäuse, insbesondere gegenüber dessen Oberflächen bzw. Klebeflächen gewährleisten soll, ist eine exakte bzw. möglichst toleranzfreie Relativpositionierung von besonderem Vorteil. Durch Einsatz der Ausgleichsmasse können dabei vor allem nachteilige Verspannungen der Folientastatur gegenüber dem darunter liegenden Display bzw. gegenüber dem Gehäuse vermieden bzw. minimiert werden. Zudem können gegebenenfalls auftretende, nachteilige Spaltbildungen bzw. Zwischenräume und somit lückenhafte Abstützzonen zwischen der Folientastatur und der Anzeigefläche des Displays hintan gehalten werden. Dies begünstigt auch die Erzielung einer plan- bzw. ordnungsgemäßen Verklebung der äußeren Randabschnitte der Folientastatur mit dem Gehäuse und somit eine langfristig zuverlässige Abdichtung. Insbesondere wird eine Verklebung über die gesamte, plangemäße Verklebungsfläche erreicht, wodurch neben einer guten Haltekraft auch eine optimale Abdichtung aufgrund einer durchgängigen bzw. ausreichend breiten Klebefläche gewährleistet wird. Insbesondere werden dadurch verspannungsbedingte Luftblasen in den Verklebungsabschnitten bzw. allmähliche Ablösungstendenzen der Folientastatur gegenüber dem Gehäuse hintan gehalten. Insgesamt wird dadurch ein besonders bedienerfreundliches, überaus robustes und dennoch möglichst kostengünstig produzierbares Handbediengerät für industrielle Steuerungsumgebungen erzielt.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 2, da dadurch die lichten Weiten der Aufnahmevertiefung größer bemessen sein können, als die korrespondierenden Außenabmessungen des Displays. Dadurch kann das Display trotz gewisser Maßtoleranzen oder Variantengestaltungen des Displaygehäuses bzw. trotz fertigungsbedingter Toleranzen der Aufnahmevertiefung problemlos bzw. verklemmungsfrei in die Aufnahmevertiefung eingesetzt werden. Dennoch sind eventuell auftretende und vergleichsweise schmale Spalte zwischen der Seitenwand des Displays und den Begrenzungswänden der Aufnahmevertiefung mittels der Folientastatur kaschiert bzw. überdeckt und somit keineswegs störend. Weiters wird die Anlagerung von Schmutz im Bereich des überdeckten Spaltes unterbunden. Außerdem werden dadurch definierte Verklebungsflächen zwischen der Folientastatur und dem Gehäuse geschaffen, welche Verklebungsflächen den Anforderungen an die benötigte Halte- bzw. Klebekraft und den Anforderungen an eine absolut zuverlässige Abdichtung gerecht werden können.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 3, da dadurch die Oberfläche der Folientastatur zumindest annähernd bündig mit den angrenzenden Oberflächenabschnitten des Gehäuses abschließt. Insbesondere werden dadurch Übergangskanten bzw. sprunghafte Flächenübergange zwischen der Folientastatur und den angrenzenden Oberflächenabschnitten des Gehäuses vermieden. Folglich kann die Gefahr von Ablösungstendenzen der Folientastatur bzw. von dessen Deckfolie weiter verringert und die Robustheit des Handbediengerätes zusätzlich gesteigert werden.
Die Maßnahmen gemäß Anspruch 4 gewährleisten einen geradlinigen bzw. ebenflächigen Übergang der Oberseite der Folientastatur ausgehend von dessen Eingabeabschnitt oberhalb der Anzeigefläche des Displays in Richtung zum ersten Gehäuseteil. Insbesondere werden dadurch abgestufte bzw. sprunghafte Übergänge der Folientastatur im Übergangsbereich zwischen der zweckmäßigerweise abstützenden Anzeigefläche des Displays und der ebenso abstützenden bzw. zur Verklebung dienenden Oberfläche des Gehäuseteils vermieden. Folglich kann die Folientastatur ausgehend vom Displayabschnitt bzw. ausgehend von dessen Eingabefläche krümmungsfrei bzw. plan in Richtung zum Gehäuseteil, insbesondere zu dessen Klebe- bzw. Stützflächen, übergehen. Dies begünstigt, wie vorhergehend erläutert, eine möglichst intensive und langfristig zuverlässige Abdichtung zwischen der Folientastatur und dem Gehäuseteil. Infolgedessen können auch Dehnfalten bzw. Formprägungen in der Folientastatur im Übergangsabschnitt zum Gehäuse erübrigt werden. Zusätzliche Kanten an der Oberfläche der Folientastatur, welche eine Ansammlung von Schmutz beschleunigen und eine erhöhte Empfindlichkeit der Oberfläche der Folientastatur in Bezug auf Kratzer oder Schadstellen verursachen, können dadurch in vorteilhafter Weise vermieden werden.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 5 wird eine ausreichend stabile Einbettung bzw. Halterung des Displays in der Aufnahmevertiefung erzielt. Mittels der Durchbrüche in der Aufnahmevertiefung ist dabei ein ausreichend intensives bzw. prozessstabiles Hinterfüllen des Displays, insbesondere von dessen Gehäuse bzw. Rückseite, mit Ausgleichsmasse ermöglicht. Insbesondere kann dadurch eine zuverlässige und im Handling einfache Montage und Einbettung des Displays bzw. der Funktionsbaugruppe umfassend Display und Folientastatur erzielt werden.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 6, da dadurch vor allem dann, wenn die Ausgleichsmasse elastomere Eigenschaften besitzt, diese eine stoßdämpfende Funktion bzw. eine Gehäuseverwindungen zumindest teilweise aufnehmende bzw. ausgleichende Funktion erfüllen kann. Insofern kann dadurch die Robustheit des Handbediengerätes weiter verbessert werden und das relativ bruchgefährdete Display besser vor Beschädigungen bzw. Überbeanspruchungen geschützt werden. Außerdem verbessert die quasi punktuelle Abstützung des Displays in der Aufnahmevertiefung die Egalisierung von Maß- bzw. Bauteiltoleranzen des Displays bzw. der Aufnahmevertiefung. Auch die alternative Verwendung von baulich geringfügig abweichenden und ansonsten technisch vergleichbaren Displays unterschiedlicher Hersteller wird ohne Anpassung oder Variantenbildung für das erste Gehäuseteil ermöglicht und trägt dies damit auch zur Kostensenkung bei.
Die Robustheit des Handbediengerätes, insbesondere der Beschädigungsschutz für das Display, kann durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 7 weiter gesteigert werden. Die Ausgleichsmasse kann dabei neben einer Egalisierung von Maßtoleranzen bzw. Bauteiltoleranzen auch eine Stoßdämpfungsfunktion, eine Ausgleichsfunktion in Bezug auf Verwindungen oder Relativverschiebungen, sowie eine Klebe- und Haltefunktion übernehmen. Die durch die Anspruchsmerkmale weiters ermöglichte elastische Ausgleichsbewegung zwischen dem Display und dem Gehäuse verhindert auch eine Verspannung oder Verkrümmung von Komponenten zufolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten im Zuge der Erwärmung des Gehäuses im Betrieb. Durch diese Mehrfachfunktionalität der Ausgleichsmasse wird dabei ein optimiertes Leistungs- und Kostenverhältnis erzielt.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen des Anspruches 8, da dadurch mit einem plattenförmigen bzw. flächenhaft ausgebildeten, matrixbasierenden Positionserfassungssensor eine Vielzahl von Eingabeelementen implementiert werden kann. Insbesondere können problemlos eine Mehrzahl von Eingabetasten, beispielsweise mehr als 16 Touch-basierende, jedoch taktil wahrnehmbare Eingabetasten, in kostengünstiger und einfacher Art und Weise in das Handbediengerät implementiert werden. Die mechanische Robustheit eines berührungssensitiven, plattenförmigen Positionserfassungssensors, insbesondere eines sogenannten Matrix-Touch-Panels, ist dabei im Vergleich zu gesondert ausgebildeten, elektromechanischen Eingabetastaturen hoch. Außerdem ist ein Touch-basierendes Eingabepanel besonders kompakt bzw. platzsparend in das Handbediengerät integrierbar. Die Deckfolie gewährleistet dabei den für die Bedienungsergonomie besonders vorteilhaften Einblick zumindest auf einzelne Anzeigeabschnitte des darunter angeordneten Displays. Folglich können dadurch relativ kompakte und dennoch leistungsfähige bzw. benutzerfreundliche sowie kostengünstige Handbediengeräte geschaffen werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Folientastatur ist in Anspruch 9 angegeben. Demnach ist die Folientastatur durch ein berührungssensitives Eingabepanel in Art eines plattenförmigen Positionserfassungssensors gebildet, der an seiner Sensorfläche eine strukturierte Deckfolie aufweist und somit ein taktiles Betätigungsfeedback gewährleistet. Insbesondere wird dadurch die Detektierung von Fingerpositionierungen bzw. Eingabebefehlen durch einen Positionserfassungssensor bewerkstelligt, dessen Sensorfläche zur Bereitstellung eines taktil erfassbaren, mechanischen Betätigungs- bzw. Eingabe-Feedbacks mit einer reliefartig strukturierten Deckfolie überzogen ist. Die entsprechend aufgebaute Folientastatur ermöglicht somit eine zuverlässige Erfassung von bedienerseitigen Betätigungshandlungen bei gleichzeitiger Betätigungs-Rückmeldung an die Bedienperson, nachdem diese Eingabeelemente einen taktil spürbaren Betätigungsweg aufweisen. Dadurch kann der Bedienkomfort gesteigert und gleichzeitig die bauliche Komplexität des Handbediengerätes relativ gering gehalten werden.
Von Vorteil ist auch eine Ausführung nach Anspruch 10. Besondere weitere Vorteile ergeben sich dabei im Zusammenhang mit Anspruch 9. Insbesondere werden durch die elastisch nachgiebigen Ausbuchtungen in der Deckfolie im Zusammenspiel mit einem kapazitiven Touch-Panel eine hohe Bedienungsergonomie und Fehlersicherheit erzielt. Dies vor allem dadurch, dass kapazitive Touch-Panels im Wesentlichen auf die entstehende Betätigungs- bzw. Auflagefläche bzw. auf die unmittelbare Nähe eines Fingers bei der Betätigung reagieren und nicht etwa auf eine einwirkende Betätigungskraft ansprechen, wie dies beispielsweise bei einem resistiv auswertenden Touch-Sensor der Fall wäre. Durch die nachgiebigen Ausbuchtungen in der Deckfolie kann dabei die Bedienperson bereits vor der eigentlichen Auslösung einer Funktion den Finger plangemäß positionieren, d.h. fühlbar auf die jeweilige Taste legen und dann ohne weitere visuelle Kontrolle die jeweilige Funktion durch Erhöhen der Betätigungskraft auslösen. Diese Möglichkeit ist für die unmittelbare Bedienung von Maschinen, bei der der Blick auf die jeweils beeinflussten Maschinenteile gerichtet sein sollte, von entscheidender Bedeutung. Ein ungewolltes oder zu frühes Auslösen durch bloße Berührung eines Betätigungsfeldes oder ein Auslösen einer falschen Funktion durch ein Abgleiten des Fingers zu einer benachbarten Taste während einer Bedienhandlung ohne Blick auf das Tastenfeld wird dadurch unterbunden bzw. hintan gehalten. Außerdem wird dadurch der Einsatz von verschleißbehafteten und völlig intransparenten kontaktbehafteten Betätigungselementen herkömmlicher Folientastaturen erübrigt und die Eingabefunktion mithilfe der überaus langlebigen, robusten und optisch transparenten, kapazitiven Touch-Panels erzielt.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 11 wird ein Eindringen von Staub bzw. von Schmutzpartikeln zwischen der Anzeigefläche des Displays und dem plattenförmigen Positionserfassungssensor vermieden bzw. hintan gehalten. Dadurch werden ein dauerhaft einwandfreies Erscheinungsbild und eine langfristig unbeeinträchtigte Funktion der Funktionsbaugruppe umfassend das Display und den berührungssensitiven, plattenförmigen Positionserfassungssensor erzielt. Ein besonderer Vorteil dieser Maßnahmen liegt auch darin, dass dadurch der berührungssensitive Positionserfassungssensor bzw. das Touch-sensitive Eingabepanel und das Display relativ eng aneinander anliegend aufgebaut werden können. Dadurch können Parallaxenfehler zwischen dem lichtdurchlässigen Positionserfassungssensor und der Anzeigefläche des Displays eliminiert bzw. möglichst gering gehalten werden, wodurch die Bedienungsergonomie und die Sicherheit vor Fehlbedienungen gesteigert werden können. Insbesondere durch ein besonders bevorzugtes Verkleben des Positionserfassungssensors mit dem Display noch vor dem Einbringen der Ausgleichsmasse wird sowohl eine passgenaue Überlagerung von Display und Positionserfassungssensor ermöglicht und wird weiters bereits eine vorläufige passgenaue Fixierung des Displays bis zum Einbringen und endgültigen Verfestigen der Ausgleichsmasse erzielt und dadurch ein zuverlässiger, rascher und kostengünstiger Zusammenbau ermöglicht.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 12 wird eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung des Gehäuses gegenüber der Außenumgebung erzielt. Insbesondere wird dadurch im Übergangsabschnitt ausgehend vom Eingabefeld der Folientastatur in Richtung zum Gehäuse ein zuverlässiger Schutz vor dem unerwünschten Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeiten gewährleistet. Darüber hinaus kann dadurch die Folientastatur langzeitstabil und abreißfest mit dem Gehäuse verbunden werden.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 13 wird ein Handbediengerät erzielt, welches die für industrielle Umgebungen erforderliche Robustheit bzw. Dichtheit aufweist, durch ein taktiles Eingabe-Feedback eine gute Bedienbarkeit bietet, und zugleich möglichst kostengünstig herstellbar ist. Durch den planen, insbesondere stufenfreien Einbau der vergleichsweise steifen Folientastatur bzw. deren Deckfolie über den Spalt zwischen der Seitenwand der Aufnahmevertiefung und dem Display hinweg, wird das Auftreten fortdauernder oder im Zuge des Gebrauchs, insbesondere bei der Betätigung wiederholender senkrechter Kräfte in Bezug auf die Klebefläche im Nahbereich des überbrückten Spaltes verhindert. Damit werden ebenfalls Ablösungstendenzen der Folientastatur bzw. deren Deckfolie gegenüber dem Gehäuse hintan gehalten.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 14 ist sichergestellt, dass an jeder Position des Touch-basierenden Eingabemittels, insbesondere an jeder gewissermaßen simulierten Eingabetaste, ein jeweils identischer Betätigungsweg vorliegt bzw. ein jeweils einheitliches Betätigungsverhalten existiert. Insbesondere werden dadurch ungleiche Betätigungswege bzw. unterschiedliche Betätigungs-Feedbacks der einzelnen Eingabetasten vermieden. Folglich kann trotz eines matrixartig aufgebauten Eingabefeldes ein jeweils einheitliches Eingabeverhalten und damit ein qualitativ hochwertiges Handbediengerät erzielt werden. Außerdem wird durch den stufenlosen Übergang bzw. durch die ebenflächige Überleitung der Deckfolie ausgehend vom Positionserfassungssensor zu den Anbindungsflächen, insbesondere zu den Abstütz- und Klebeflächen am Gehäuse eine langfristig zuverlässige Verbindung und Abdichtung zwischen der Folientastatur und den darunter befindlichen Gehäuseabschnitten, insbesondere gegenüber der Gehäusevertiefung gewährleistet. Diese Effekte werden primär durch die besonders exakte und relativ verspannungsfreie Positionierung der Folientastatur bzw. der Deckfolie in Bezug auf das darunter liegende Display und in Bezug auf die angrenzenden Gehäuseabschnitte erzielt. Außerdem werden Parallaxenfehler vermieden bzw. hintan gehalten, wodurch die Bedienungssicherheit und auch die Bedienungsergonomie verbessert werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in vereinfachter und schematischer Darstellung:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Handbediengerätes für Steuerungsanwendungen mit Blickrichtung auf die Gehäusefrontseite und in perspektivischer Darstellung;
2 das die Gehäusefrontseite definierende erste Gehäuseteil des Handbediengerätes nach 1 bei entfernter Folientastatur und entferntem Display;
3 einen Querschnitt durch das Gehäusefrontteil gemäß 2, geschnitten gemäß den Linien III-III in 2;
4 eine Explosionsdarstellung umfassend das erste Gehäuseteil, das Display und die dem Display überlagerte Folientastatur im Querschnitt;
5 die Elemente gemäß 4 im zusammengesetzten Zustand nach der Einbringung und Anwendung von Ausgleichsmasse.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß aufgebauten, elektrotechnischen Handbediengerätes 1 veranschaulicht. Ein solches Handbediengerät 1 ist im Hinblick auf seine Größe bzw. sein Gewicht derart dimensioniert, dass es mobil bzw. tragbar ist, um so von einer Bedienperson mühelos zu verschiedenen Einsatzorten verbracht werden zu können bzw. einfach in variierende Verwendungspositionen bewegt werden zu können. Dieses mobile, elektrotechnische Handbediengerät 1 stellt dabei einen Funktionsbestandteil einer industriellen Steuerung, insbesondere einer Maschinen- bzw. Robotersteuerung dar. Das Handbediengerät 1 dient dabei zumindest zur Beobachtung und/oder zur Beeinflussung von Betriebszuständen oder Abläufen der industriellen Steuerung bzw. eines dementsprechenden Steuerungssystems. Neben Bedien- bzw. Beobachtungsfunktionen kann dieses mobile Handbediengerät 1 auch zur Programmierung von Steuerungsabläufen vorgesehen sein.
Das Handbediengerät 1 ist via eine nicht dargestellte, datentechnische Kommunikationsschnittstelle mit einer korrespondieren, datentechnischen Kommunikationsschnittstelle einer industriellen Steuerung verbindbar. Die datentechnische Kopplung zwischen dem Handbediengerät 1 und der korrespondierenden, industriellen Steuerung kann dabei draht- bzw. kabelgebunden ausgeführt sein, oder auch drahtlos, insbesondere funktechnisch umgesetzt sein, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Ein Gehäuse 2 des steuerungstechnischen, mobilen Handbediengerätes 1 ist zumindest zwei- oder mehrteilig ausgeführt. Das Gehäuse 2 umfasst somit ein erstes Gehäuseteil 3 und wenigstens ein weiteres Gehäuseteil 4. Die Gehäuseteile 3, 4 bilden dabei im plangemäß zusammengesetzten Zustand einen Hohlraum aus, welcher zur Aufnahme einer Mehrzahl von jeweils benötigten, elektrotechnischen oder elektronischen Komponenten vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die Gehäuseteile 3 durch Spritzgussteile aus Kunststoff gebildet. Der erste Gehäuseteil 3 definiert zumindest Teilabschnitte der Vorderseite bzw. der Gehäusefrontseite 5 des Gehäuses 2. Zumindest eines der Gehäuseteile 3, 4 ist schalenförmig ausgeführt. Hierzu weist dieses ein annähernd plattenförmiges Grundelement mit an dessen Umfangsabschnitten ausgebildeten Stegen bzw. einstückig am Grundelement angeformten Wandelementen auf.
Wie weiters am besten aus einer Zusammenschau der 1 bis 5 ersichtlich ist, weist das mobile, steuerungstechnische Handbediengerät 1 wenigstens ein Display 6, 7 zur softwaregesteuerten Visualisierung von Zeichen, Grafiken oder Farben auf. Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Handbediengerät 1 zwei baulich eigenständige, voneinander unabhängige Displays 6, 7 ausgebildet. Dabei ist das erste Display 6 zumindest abschnittsweise von einer Folientastatur 8 baulich überlagert. Das weitere Display 7, welches ebenso wie das erste Display 6 als LCD-Anzeige ausgeführt sein kann, dient zur Visualisierung von steuerungstechnischen Zuständen bzw. Betriebsdaten der zu bedienenden Maschine bzw. eines Industrieroboters. Zumindest das weitere Display 7 zur Visualisierung von Betriebs- bzw. Zustandsdaten ist als grafisches Display oder als Zeichen- bzw. Punktmatrix-Display ausgeführt.
Das vorzugsweise ebenso grafikfähig ausgeführte Display 6, welches zumindest abschnittsweise von der Folientastatur 8 überlagert ist, ist beispielsgemäß ausgehend von der Gehäusefrontseite 5 von einer Bedienperson nicht unmittelbar zugreifbar, sondern von der Folientastatur 8 überdeckt bzw. baulich überlagert. Die Folientastatur 8 bildet dabei eine Mehrzahl von transparent oder durchscheinend ausgeführten Eingabetasten 9 aus. Mittels diesen Eingabetasten 9 können Betriebszustände des Handbediengerätes 1 und/oder der damit ansteuerbaren bzw. beobachtbaren Maschine oder Manipulatoreinheit beeinflusst bzw. verändert werden. Insbesondere dienen die Eingabetasten 9 zur datentechnischen Beeinflussung von steuerungstechnischen Abläufen bzw. Zuständen des Handbediengerätes 1 und/oder des damit gekoppelten Steuerungssystems. Nachdem die Folientastatur 8 zumindest abschnittsweise transparent bzw. durchscheinend ausgeführt ist, insbesondere an jenen Positionen lichtdurchlässig ausgeführt ist, an welchen Eingabetasten 9 vorliegen bzw. umgesetzt sind, sind zumindest Teilabschnitte der Visualisierungen am darunter liegenden Display 6 von einer Bedienperson wahrnehmbar. Insbesondere können dadurch von einer Bedienperson zumindest Teildarstellungen auf einer Anzeigefläche 10 des Displays 6 visuell erfasst werden. Beispielsweise kann die Folientastatur 8 abwechselnd opake und lichtdurchlässige Abschnitte aufweisen, wobei die lichtdurchlässigen Abschnitte vorzugsweise die Betätigungsflächen der Eingabetasten 9 repräsentieren bzw. definieren. Die lichtdurchlässigen Abschnitte der Folientastatur 8 sind demnach typischerweise kreisförmig, quadratisch oder rechteckig ausgeführt.
Durch diese Überlagerung einer abschnittsweise transparent und opak ausgeführten Folientastatur 8 und eines softwaregesteuerten, vorzugsweise grafischen Displays 6 können in einfacher Art und Weise sogenannte „Softkeys“, insbesondere softwaretechnisch anpassbare Eingabetasten 9 bzw. funktional variierende Befehls- bzw. Eingabetasten geschaffen werden. Das Display 6 ist dabei für die Anzeige bzw. Visualisierung von Symbolen oder Farben und somit zur Unterscheidung bzw. Kennzeichnung der Eingabetasten 9 vorgesehen. Diese Softkey-Eingabetasten 9, können unterschiedliche Funktionen auslösen und/oder die jeweiligen Schaltzustände signalisieren. Die grafische und/oder farbliche Kennzeichnung der diversen Eingabetasten 9 erfolgt via das unterlegte Display 6, wodurch für die Bedienperson eine einfache Identifizierung bzw. Auffindung der diversen Eingabetasten 9 ermöglicht wird. Die Folientastatur 8 hingegen ist zur Erfassung von Eingabebefehlen der Bedienperson vorgesehen und ist hierfür mit der nicht dargestellten Steuervorrichtung des Handbediengerätes 1 bzw. mit einer externen Steuervorrichtung datentechnisch verbunden. Vorzugsweise bietet die Folientastatur 8 im Zuge einer Betätigung der diversen Eingabetasten 9 ein taktil wahrnehmbares Betätigungs-Feedback für die Bedienperson, wie dies im Nachfolgenden im Detail noch dargelegt wird.
Zumindest das erste Display 6, welches der Folientastatur 8 quasi unterlegt ist, ist in einer Aufnahmevertiefung 11 des Gehäuses 2 eingesetzt. Die Aufnahmevertiefung 11 ist dabei gegenüber der Gehäusefrontseite 5 des ersten Gehäuseteils 3 zurückversetzt bzw. rückspringend angeordnet. Das heißt, dass die Aufnahmevertiefung 11 ausgehend von der für die Bedienperson ersichtlichen bzw. zugreifbaren Gehäusefrontseite 5 in Richtung zur Gehäuserückseite zurückspringt, wie dies am besten aus einer Zusammenschau der 2, 3 ersichtlich ist. Diese beispielsgemäß quaderförmige Aufnahmevertiefung 11 ist derart dimensioniert, dass zumindest das Display 6 möglichst vollständig, vorzugsweise zur Gänze, darin aufgenommen werden kann. Eine Aufnahmetiefe 12 der Aufnahmevertiefung 11 ist hierfür geringfügig größer bemessen, als eine Bauhöhe 13 des Displays 6. Das heißt, dass die Anzeigefläche 10 des Displays 6 beim Einsetzen des Displays 6 in die Aufnahmevertiefung 11 zumindest abschnittsweise unterhalb einer oberen Begrenzungskante 11a der Aufnahmevertiefung 11 zu liegen käme, sofern das Display 6 nicht durch eine Ausgleichsmasse 14 innerhalb der Aufnahmevertiefung 11 positioniert gehaltert bzw. abgestützt wäre. Insbesondere ist zwischen bodenseitigen Abstütz- bzw. Begrenzungsflächen 15 der Aufnahmevertiefung 11 und der Rückseite 16 des Displays 6, oder aber zwischen wandseitigen Begrenzungsflächen 17 der Aufnahmevertiefung 11 und Seitenflächen 18 des Displays 6 eine im Verarbeitungszustand zähflüssige, sich verfestigende Ausgleichsmasse 14 eingebracht.
Diese im Zuge der Einbringung bzw. Verarbeitung pastöse bzw. zähflüssige Ausgleichsmasse 14, welche im Anschluss an die Einbringung allmählich erhärtet bzw. aushärtet, haltert das Display 6 bzw. dessen Anzeigefläche 10 in Bezug auf eine plangemäße Soll- bzw. Referenzebene 19. Vorzugsweise wird die Anzeigefläche 10 des Displays 6, oder aber eine sonstige Referenzfläche des Displays 6 während des Zusammenbaus genau in der Referenzebene 19 bzw. parallel zur Referenzebene 19 exakt positioniert bzw. ausgerichtet und dann durch die Ausgleichsmasse 14 dauerhaft fixiert. Die Referenzebene 19 ist dabei in Bezug auf das erste Gehäuseteil 3 vordefiniert und kann durch die oberen Begrenzungskanten 11a der Aufnahmevertiefung 11 oder durch eine sonstige plangemäße Ebene in Bezug auf die Gehäusefrontseite 5 definiert sein. Durch diese Ausgleichsmasse 14, welche in ihrer Dicke bzw. Schichtstärke problemlos variieren kann, wird ein zuverlässiger und praktikabler Toleranzausgleich geschaffen. Insbesondere wird durch diese die diversen Toleranzen egalisierende bzw. annullierende Ausgleichsmasse 14 sichergestellt, dass die Anzeigefläche 10 des Displays 6 an der bzw. parallel zur vordefinierten Soll- bzw. Referenzebene 19 exakt und plangemäß ausgerichtet ist bzw. während dem Zusammenbau exakt und plangemäß ausgerichtet und fixiert werden kann. Dies auch dann, wenn inhärente und naturgemäß schwankende Bauteiltoleranzen, insbesondere in Bezug auf das bevorzugt spritzgegossene Gehäuse 2 aus Kunststoff und/oder in Bezug auf das aus Blechkomponenten gebildete Displaygehäuse vorliegen.
Wie weiters am besten aus einer Zusammenschau der 2, 3 ersichtlich ist, kann die Aufnahmevertiefung 11 zur Aufnahme des Displays 6 annähernd wannen- oder gitterartig ausgebildet sein. Insbesondere weist die Aufnahmevertiefung 11 eine Mehrzahl von Durchbrüchen 20 in der die Aufnahmevertiefung 11 begrenzenden Bodenplatte 21 auf. Alternativ oder in Kombination dazu können in den die Aufnahmevertiefung 11 begrenzenden Seitenwänden 22 Durchbrüche 20 – in 3 strichliert angedeutet – vorgesehen sein. Diese Durchbrüche 20 sind zumindest zum partiellen Hinterfüllen bzw. Einbetten des Displays 6 mit der Ausgleichsmasse 14 vorgesehen, wie dies am besten einer Zusammenschau der 4, 5 zu entnehmen ist. Insbesondere wird das Display 6 durch Einfüllen bzw. Einbringen von ursprünglich pastöser bzw. zähflüssiger Ausgleichsmasse 14 via die Rückseite 16 und/oder via die Seitenflächen 18 des Displays 6 innerhalb der Aufnahmevertiefung 11 exakt ausgerichtet und an der plangemäßen Soll-Position gehaltert. Die plangemäße Soll-Position ist dabei dann erreicht, wenn die grundsätzlich ebenflächige Anzeigefläche 10 des Displays 6 in der Referenzebene 19 liegt oder in definierter Weise parallel zur Referenzebene 19 ausgerichtet ist.
Vorzugsweise ist die Ausgleichsmasse 14 im erhärteten bzw. verfestigten Zustand in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften elastisch bzw. federelastisch rückstellend konzipiert. Das heißt, dass die Ausgleichsmasse 14 neben einer Positionierungs- bzw. Haltefunktion zweckmäßigerweise auch eine Dämpfungs- bzw. Abfederungsposition erfüllen kann, wenn die Ausgleichsmasse 14 ein niedrigeres Elastizitätsmodul aufweist, als der Kunststoff des Gehäuses 2 bzw. des Gehäuseteils 3. Außerdem kann durch die elastisch nachgiebig und rückstellend ausgeführte Ausgleichsmasse 14 eine eventuelle Verwindung bzw. eine stoßbedingte, elastische Verformung des Gehäuseteils 3 abgefangen bzw. nur in vermindertem Ausmaß auf das relativ bruchgefährdete Display 6 übertragen werden. Somit kann die Stoß- bzw. Bruchfestigkeit, insbesondere die Robustheit des Handbediengerätes 1 weiter gesteigert werden.
Neben einer Ausgleichs- bzw. Positionierungs- und einer Dämpfungsfunktion kann die Ausgleichsmasse 14 in vorteilhafter Art und Weise auch eine Klebefunktion bzw. Montageaufgabe übernehmen. Insbesondere im bevorzugten Anwendungsfall mit einer zusätzlich adhäsiv wirkenden Ausgleichsmasse 14, ist es in einfacher und zuverlässiger Art und Weise auch sichergestellt, dass das Display 6 dauerhaft an der ordnungsgemäßen Position verbleibt, insbesondere in Bezug auf die Referenzebene 19 plangemäß ausgerichtet bleibt, obwohl die Aufnahmevertiefung 11 für das Display 6 in Bezug auf ihre lichten Weiten zumindest geringfügig größer dimensioniert ist, als die korrespondierenden Außenabmessungen des Displays 6. Insbesondere kann durch die zwischen dem Display 6 und der Aufnahmevertiefung 11 eingebrachte, toleranzausgleichende und zugleich adhäsive und/oder dämpfende Ausgleichsmasse 14 ein verbesserter Einbau bzw. eine verbesserte mechanische Kopplung zwischen dem Display 6 und dem Gehäuseteil 3 erzielt werden.
Entsprechend der dargestellten Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, wenn das Display 6 über mehrere zueinander distanzierte Abstützzonen 23, 24 – 2 und 5 – aus Ausgleichsmasse 14 innerhalb der Aufnahmevertiefung 11 positioniert gehaltert ist. Vor allem dann, wenn die Ausgleichsmasse 14 durch einen elastomeren Kunststoff, insbesondere durch einen Klebstoff auf Basis eines Polymers gebildet ist, welcher Klebstoff im Aushärtungszustand elastische Eigenschaften besitzt, kann die Abfederungs- bzw. Dämpfungswirkung zwischen dem Display 6 und dem Gehäuse 2 begünstigt und damit die Robustheit des Handbediengerätes 1 gesteigert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind fünf flächenmäßig verteilte Abstützzonen 23, 24 für das Display 6 gegenüber der Aufnahmevertiefung 11 bzw. dem Gehäuseteil 3 vorgesehen. Selbstverständlich ist auch eine Zwei- oder Drei-Punkt-Lagerung bzw. eine andersartig gewählte Anzahl von Abstützzonen 23, 24 aus Ausgleichsmasse 14 denkbar. Wesentlich ist lediglich, dass ein optimierter Kompromiss zwischen elastischer Nachgiebigkeit und ausreichender Verankerungskraft des Displays 6 innerhalb der Aufnahmevertiefung 11 gewährleistet ist.
Zweckmäßig ist es dabei weiters, wie am besten aus einer Zusammenschau der 1, 4 ersichtlich ist, wenn die Folientastatur 8 die Anzeigefläche 10 des Displays 6 vollständig überdeckt. Demnach überragen die seitlichen Begrenzungskanten 25, 26 der in Draufsicht zumindest annähernd rechteckigen bzw. quadratischen Folientastatur 8 die jeweils zugeordneten bzw. nächstliegenden, seitlichen Begrenzungskanten 27, 28 des Displays 6, insbesondere die vertikalen Seitenflächen 18 des Displays 6, wie dies am besten aus 4 ersichtlich ist. Demzufolge ist bei der Folientastatur 8 ein Überstand 29, 30 vorgesehen, durch welchen die Folientastatur 8 über die äußeren Begrenzungskanten 27, 28 der Anzeigefläche 10 des Displays 6 hinwegragt. Dieser Überstand 29, 30 ist vorzugsweise in Bezug auf alle umlaufenden Begrenzungskanten 27, 28 der Anzeigefläche 10 des Displays 6 vorgesehen. Mit diesem Überstand 29, 30 der Folientastatur 8 gegenüber dem Display 6 wird ein eventueller Freiraum bzw. Spalt 31, 32 zwischen wenigstens einer Seitenfläche 18 des Displays 6 und der nächstliegenden Begrenzungsfläche 17 bzw. Seitenwand 22 der Aufnahmevertiefung 11 überbrückt und überdeckt. Insbesondere werden dadurch konstruktionsbedingte Spalte 31, 32 bzw. in den Spalten 31, 32 gegebenenfalls eingebettete Klebe- bzw. Ausgleichsmassen 14 von der Folientastatur 8 überzogen und damit für die Bedienperson unsichtbar gemacht bzw. verdeckt ausgebildet, wie dies am besten 5 zu entnehmen ist.
Die Soll- bzw. Referenzebene 19 für die Anzeigefläche 10 des Displays 6 kann durch die zur Gehäusefrontfläche 5 nächstliegenden Begrenzungskanten 11a der Aufnahmevertiefung 11 für das Display 6 definiert sein. Demgemäß kann die Anzeigefläche 10 des Displays 6 bündig bzw. stufenlos in die aus Kunststoff gebildete Gehäusefrontseite 5 des Gehäuses 2 übergehen. Die toleranzausgleichende Wirkung der Ausgleichsmasse 14 an der Rückseite 16 und/oder an den Seitenflächen 18 des Displays 6 gewährleistet dabei nahezu über den gesamten Umfangsbereich der Anzeigefläche 10 einen stufenlosen, wölbungsfreien bzw. planen Übergang zwischen der Anzeigefläche 10 und der Gehäusefrontseite 5. Alternativ ist es – wie in den 1 bis 5 dargestellt wurde – auch möglich, die Referenzebene 19 für die Anzeigefläche 10 des Displays 6 durch eine im plangemäßen Einbauzustand der Folientastatur 8 sich ausbildende, ebenflächig verlaufende Rückseite 33 der Folientastatur 8 zu definieren. Demnach kann die Rückseite 33 der Folientastatur 8 bzw. des Positionserfassungssensors 37 satt bzw. vollflächig und im Wesentlichen abstandslos auf der Anzeigefläche 10 aufliegen und auch möglichst stufenlos bzw. plan in die aus Kunststoff gebildete Gehäusefrontseite 5 des Gehäuses 2 übergehen. Unterwünschte Spalte bzw. Luftzwischenräume zwischen der Anzeigefläche 10 des Displays 6 und der Rückseite 33 der Folientastatur 8 können dadurch vermieden bzw. hintan gehalten werden. Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführung, wie sie in den 1 bis 5 veranschaulicht wurde, ist jedoch die Folientastatur 8 in einer weiteren Aufnahmevertiefung 34 in der Gehäusefrontseite 5 des ersten Gehäuseteils 3 eingebettet bzw. eingelegt. Vorzugsweise entspricht dabei eine Aufnahmetiefe 35 der weiteren Aufnahmevertiefung 34 in etwa der Dicke 36 der Folientastatur 8 in ihrem Rand- bzw. Umfangsabschnitt, insbesondere im Bereich des Überstandes 29, 30 gegenüber der Anzeigefläche 10 des Displays 6.
Die Folientastatur 8 ist entsprechend einer zweckmäßigen Ausgestaltung durch einen berührungssensitiven, plattenförmigen Positionserfassungssensor 37 und durch eine auf dessen Sensorfläche 38 angeordnete Deckfolie 39 gebildet. Der berührungssensitive, plattenförmige Positionserfassungssensor 37 ist dabei zweckmäßigerweise durch ein sogenanntes Matrix-Touch-Panel mit mehreren benachbarten Zonen zur unabhängigen, insbesondere auch gleichzeitigen, Erfassung von mehreren Betätigungsvorgängen gebildet und zumindest abschnittsweise, insbesondere in dessen Zentrumsbereich, aus einem transparenten oder durchscheinenden Material gebildet. Dadurch ist es möglich, dass die entsprechenden Visualisierungen an der Anzeigefläche 10 des Displays 6 durch den berührungssensitiven Positionserfassungssensor 37 hindurch von einer Bedienperson wahrnehmbar sind. Zweckmäßigerweise ist der Positionserfassungssensor 37 durch ein plattenförmiges, transparentes Trägerelement, beispielsweise aus Polycarbonat, und aus einer darauf aufgeklebten, resistiven oder kapazitive Sensorfolie – nicht dargestellt – gebildet.
Der plattenförmige Positionserfassungssensor 37 ist dabei an seiner der Bedienperson zugewandten Sensorfläche 38 mit einer zumindest abschnittsweise transparenten oder durchscheinenden Deckfolie 39 überzogen. Insbesondere sind die Sensorfläche 38 und die darauf angebrachte Deckfolie 39 via einzelne Klebeabschnitte 40 zumindest abschnittsweise bzw. punktuell miteinander verbunden. Die Klebeabschnitte 40 sind dabei vor allem in jenen Abschnitten der Deckfolie 39 vorgesehen, in welchen die Deckfolie opak bzw. undurchsichtig ausgeführt ist.
Bevorzugt weist die Deckfolie 39 eine Mehrzahl von elastisch nachgiebigen und rückstellenden Erhebungen bzw. Ausbuchtungen 41 auf. Diese Erhebungen bzw. Ausbuchtungen 41 in der Deckfolie 39 definieren auf dem berührungssensitiven, flächig ausgeführten Positionserfassungssensor 37 eine Mehrzahl von Eingabetasten 9 am Handbediengerät 1. Diese Ausbuchtungen 41 in der Deckfolie 39 bewerkstelligen dabei einen von der Bedienperson taktil wahrnehmbaren Betätigungsweg 42. Folglich erbringt die Deckfolie 39 mit den Ausbuchtungen 41 eine Verbesserung der Bedienqualität, nachdem die entsprechende Folientastatur 8 zumindest bei einzelnen Eingabetasten 9 ein taktiles Betätigungsfeedback gibt, obwohl die Datenerfassung bzw. die Erfassung von Eingabebefehlen per se über einen berührungssensitiven, plattenförmigen Positionserfassungssensor 37 ohne inhärentem Betätigungsweg erfolgt.
Entsprechend einer vorteilhaften, gegebenenfalls eigenständig erfinderischen Ausführungsform ist der berührungssensitive, plattenförmige Positionserfassungssensor 37 durch ein nach dem kapazitiven Sensorprinzip arbeitendes, kapazitives Touch-Panel gebildet. Die bauliche Kombination bzw. Überlagerung eines kapazitiven Touch-Panels mit einer partiell strukturierten Deckfolie 39 bietet dabei verbesserten Schutz vor ungewollten Auslösungen bzw. unbeabsichtigten Eingabebefehlen. Ein solches kapazitives Touch-Panel ist dabei einem resistiven Touch-Sensor funktional überlegen, da der oben beschriebene vorteilhafte Aspekt der Vermeidung einer ungewollten Auslösung bei Verwendung eines resistiven Touch-Sensors nicht oder nur schwer erzielbar ist. Kapazitive Touch-Panels sind außerdem prinzip- und aufbaubedingt relativ robust und wegen der zunehmenden Verwendung in Consumer-Produkten auch relativ preiswert. Ein kapazitives Matrix-Touch-Panel ist daher auch aufgrund dieser Robustheits- und Preisgründe für den Industriebereich zunehmend interessant. Die "kraftlose" Betätigungsweise eines kapazitiven Touch-Panels machte diese Komponenten bisher für den Industriebereich eigentlich ungeeignet – in Verbindung mit der partiell strukturierten Deckfolie 39 ist die Verwendung eines kapazitiv auswertenden Matrix-Touch-Panels als Positionserfassungssensor 37 jedoch besonders zweckmäßig.
In jenen Abschnitten der Deckfolie 39, in welchen die Eingabetasten 9 repräsentiert werden bzw. die Ausbuchtungen 41 ausgebildet sind, ist die Deckfolie 39 vorzugsweise transparent oder durchscheinend ausgebildet. Dadurch kann eine vom Display 6 ausgegebene Grafik bzw. Symbolik oder ein Beleuchtungs- bzw. Farbspot durch den Positionserfassungssensor 37 und die Eingabetaste 9 bzw. Ausbuchtung 41 hindurchscheinen und somit von der Bedienperson als Anzeigeelement bzw. Information wahrgenommen werden. Insbesondere können dadurch quasi hinterleuchtete Eingabetasten 9 gebildet werden, welche ein taktiles Betätigungsfeedback bieten, obwohl diese in technischer Hinsicht auf einem berührungssensitiven, bevorzugt kapazitiven, und naturgemäß unnachgiebigen Matrix-Touch-Sensor beruhen, welcher Berührungen oder Annäherungen von leitfähigen Objekten an unterschiedlichen Positionen seiner Sensorfläche 38 detektieren und positionsbezogen zuordnen bzw. erfassen kann. Die Deckfolie 39 besitzt dabei in jenen Abschnitten, in welchen die Ausbuchtungen 41 vorliegen, keine Klebeverbindung mit der Sensorfläche 38 des Positionserfassungssensors 37, sodass eine adäquate Stell- und Rückstellbewegung bzw. ein Betätigungsweg 42 für die elastischen Ausbuchtungen 41 gewährleistet ist.
Die zur Sensorfläche 38 gegenüberliegende Rückseite 33 des berührungssensitiven Positionserfassungssensors 37 kann entlang von dessen Umfangsabschnitten 43 mit einer Kleberschicht 44 versehen sein. Via diese Kleberschicht 44 kann der plattenförmige Positionserfassungssensor 37 mit den in Überdeckung stehenden Randabschnitten 45 auf der Anzeigefläche 10 des Displays 6 mit dem Display 6 verklebt sein. Insbesondere sind im zusammengebauten Zustand – gemäß 5 – die Rückseite 33 der Folientastatur 8 bzw. des Positionserfassungssensors 37 und die Anzeigefläche 10 des Displays 6 wenigstens teilweise, insbesondere zumindest entlang der Umfangsabschnitte 43 und der Randabschnitte 45, miteinander verklebt.
Wie weiters am besten aus 5 ersichtlich ist, ist der äußere Überstand 29, 30 der Deckfolie 39, welcher Überstand 29, 30 über die seitlichen Begrenzungskanten 27, 28 des Displays 6 bzw. des plattenförmigen Positionserfassungssensors 37 vorsteht, mit Anbindungsflächen 46, 47 am ersten Gehäuseteil 3 verklebt. In diesem Zusammenhang liegt ein wesentlicher Vorteil der Ausgleichsmasse 14 in ihrer Toleranzen zumindest teilweise ausgleichenden bzw. egalisierenden Wirkung gegenüber dem Display 6. Insbesondere wird dadurch erreicht, dass die Deckfolie 39 der Folientastatur 8 ausgehend von den plangemäßen Anbindungsflächen 46, 47 am ersten Gehäuseteil 3 möglichst stufenlos bzw. krümmungsfrei in den lichten Aufnahmequerschnitt der Aufnahmevertiefung 11 für das Display 6 übergehen kann. Dadurch werden mechanische Spannungen bzw. Verspannungen der Folientastatur 8 bzw. der Deckfolie 39 vermieden bzw. hintan gehalten. Folglich ist eher gewährleistet, dass die jeweiligen Verklebungen möglichst vollflächig verlaufen und allmähliche Ablösungen bzw. Ablösungstendenzen hintan gehalten sind. Insbesondere wird dadurch sichergestellt, dass umlaufende Verklebungsflächen 48, 49 an den seitlichen Überständen 29, 30 der Deckfolie 39 gegenüber den Anbindungsflächen 46, 47 am Gehäuse 2 möglichst vollflächig ausgeführt sind und keine Zwischenräume bzw. Luftspalte vorhanden sind, welche eine dauerhafte bzw. flüssigkeitsdichte Verklebung beeinträchtigen würden. Insbesondere wird durch die angegebene Einbauweise und Bauform – gemäß 5 – sichergestellt, dass sich der berührungssensitive, plattenartige Positionserfassungssensor 37 auf der Anzeigefläche 10 des Displays 6 direkt bzw. „satt“, insbesondere lastübertragend, abstützen kann, sodass ein stufenloser Übergang von der an der berührungssensitiven Sensorfläche 38 des Positionserfassungssensors 37 angeordneten Deckfolie 39 zu den die Aufnahmevertiefung 11 umgrenzenden Anbindungsflächen 46, 47 für die Deckfolie 39 am ersten Gehäuseteil 3 ausgebildet ist. Außerdem werden dadurch kritische Parallaxeneffekte im Sandwichaufbau zwischen dem Display 6 und der Folientastatur 8, welche die Bedienung erschweren würden bzw. Bedienfehler provozieren würden, auf ein Minimum reduziert.
Ein zweckmäßiger Ablauf für den Zusammenbau der Teilkomponente gemäß 5 für ein Handbediengerät 1 gemäß 1 kann dabei wie folgt definiert sein: In das bevorzugt spritzgegossene Gehäuseteil 3 aus Kunststoff mit der Aufnahmevertiefung 11 – 3 – wird vorerst das Display 6 ausgehend von der Gehäusefrontseite 5 lose eingelegt und entlang einer Seitenkante der Aufnahmevertiefung 11 ausgerichtet. Nachfolgend wird die Folientastatur 8, umfassend den matrixbasierenden, flächenhaften Positionserfassungssensor 37 und die Deckfolie 39 auf die Anzeigefläche 10 des Displays 6 aufgelegt. Dabei erfolgt eine zumindest provisorische Verklebung zwischen dem Positionserfassungssensor 37 und dem Display 6 via die Kleberschichten 44. Zudem wird dadurch via die Verklebungsflächen 48, 49 eine Klebeverbindung zwischen der Deckfolie 39 und dem Gehäuseteil 3 aufgebaut. Nachfolgend wird das Gehäuse 2 des Displays 6 mit der im Verarbeitungszustand pastösen bzw. fließfähigen, allmählich erhärtenden Ausgleichsmasse 14 hinterfüllt. Hierfür werden vorzugsweise die Durchbrüche 20 in der Aufnahmevertiefung 11 genutzt. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das Halbfabrikat aus Gehäuseteil 3, Folientastatur 8 und Display 6 im Zuge dessen umgedreht bzw. gestürzt wird, das heißt mit der Gehäusefrontseite 5 auf eine eben Fläche aufgelegt wird. Dadurch wird in einfacher Art und Weise gewährleistet, dass sich die Deckfolie 39 trotz des Sandwichaufbaus aus jeweils toleranzbehafteten Elementen möglichst ebenflächig bzw. plan ausrichtet. Das Einbringen der im Verarbeitungszustand pastösen Ausgleichsmasse 14 kann diesen Ausrichtvorgang unterstützten. Im Zuge der allmählichen Erhärtung bzw. Verfestigung der Ausgleichsmasse 14 wird dann diese besonders exakte, plangemäße Ausrichtung quasi eingefroren bzw. fixiert, sodass ein qualitativ hochwertiges Halbfabrikat für das Handbediengerät 1 vorliegt.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine mögliche Ausführungsvariante des Handbediengerätes 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellte Ausführungsvariante eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Abwandlungen möglich sind und diese Abwandlungen aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegen.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Handbediengerätes 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurde.
Bezugszeichenliste

1: Handbediengerät
2: Gehäuse
3: Gehäuseteil
4: Gehäuseteil
5: Gehäusefrontseite
6: Display
7: Display
8: Folientastatur
9: Eingabetaste
10: Anzeigefläche
11: Aufnahmevertiefung
11a: Begrenzungskante
12: Aufnahmetiefe
13: Bauhöhe
14: Ausgleichsmasse
15: Begrenzungsfläche
16: Rückseite
17: Begrenzungsfläche
18: Seitenfläche
19: Referenzebene
20: Durchbruch
21: Bodenplatte
22: Seitenwand
23: Abstützzone
24: Abstützzone
25: Begrenzungskante
26: Begrenzungskante
27: Begrenzungskante
28: Begrenzungskante
29: Überstand
30: Überstand
31: Spalt
32: Spalt
33: Rückseite
34: Aufnahmevertiefung
35: Aufnahmetiefe
36: Dicke
37: Positionserfassungssensor
36: Dicke
38: Sensorfläche
39: Deckfolie
40: Klebeabschnitt
41: Ausbuchtung
42: Betätigungsweg
43: Umfangsabschnitt
44: Kleberschicht
45: Randabschnitt
46: Anbindungsfläche
47: Anbindungsfläche
48: Verklebungsfläche
49: Verklebungsfläche

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

WO 2003/001393 A2 [0002]

Claims

Mobiles Handbediengerät (1) für eine industrielle Steuerung, umfassend ein zwei- oder mehrteiliges Gehäuse (2) aus einem ersten Gehäuseteil (3), welches zumindest Teilabschnitte der Gehäusefrontseite (5) definiert, und aus wenigstens einem weiteren Gehäuseteil (4), wobei die Gehäuseteile (3, 4) im zusammengesetzten Zustand einen Hohlraum zur Aufnahme einer Mehrzahl von elektrotechnischen oder elektronischen Komponenten ausbilden, und wenigstens ein Display (6, 7) zur softwaregesteuerten Visualisierung von Zeichen, Grafiken oder Farben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Display (6) zumindest abschnittsweise von einer Folientastatur (8) überlagert ist, welche Folientastatur (8) in ihren Rand- bzw. Umfangsabschnitten mit dem ersten Gehäuseteil (3) verklebt ist und eine Mehrzahl von transparent oder durchscheinend ausgeführten Eingabetasten (9) aufweist, sodass zumindest Abschnitte von Visualisierungen am darunter liegenden Display (6) von einer Bedienperson wahrnehmbar sind, und dass im ersten Gehäuseteil (3) eine gegenüber der Gehäusefrontseite (5) zurückversetzte Aufnahmevertiefung (11) zur Aufnahme zumindest des Displays (6) ausgebildet ist, wobei eine Aufnahmetiefe (12) der Aufnahmevertiefung (11) geringfügig größer bemessen ist, als eine Bauhöhe (13) des Displays (6), und dass zwischen bodenseitigen Begrenzungsflächen (15) der Aufnahmevertiefung (11) und der Rückseite (16) des Displays (6), oder zwischen wandseitigen Begrenzungsflächen (17) der Aufnahmevertiefung (11) und Seitenflächen (18) des Displays (6) eine im Verarbeitungszustand zähflüssige, sich verfestigende Ausgleichsmasse (14) eingebracht ist, durch welche Ausgleichsmasse (14) die Anzeigefläche (10) des Displays (6) in Bezug auf eine Referenzebene (19) des ersten Gehäuseteils (3) ausgerichtet und gehaltert ist.
Handbediengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folientastatur (8) die Anzeigefläche (10) des Displays (6) vollständig überdeckt und seitliche Begrenzungskanten (27, 28) des Displays (6) überragt, sodass dieser Überstand (29, 30) der Folientastatur (8) einen Spalt (31, 32) zwischen wenigstens einer Seitenfläche (18) des Displays (6) und der nächstliegenden Begrenzungsfläche (17) bzw. Seitenwand (22) der Aufnahmevertiefung (11) überbrückt und überdeckt.
Handbediengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folientastatur (8) zumindest teilweise in einer weiteren Aufnahmevertiefung (34) in der Gehäusefrontseite (5) des ersten Gehäuseteils (3) eingelegt ist, wobei eine Aufnahmetiefe (35) der weiteren Aufnahmevertiefung (34) in etwa der Dicke (36) der Folientastatur (8) in ihrem Rand- bzw. Umfangsabschnitt entspricht.
Handbediengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzebene (19) für die Anzeigefläche (10) des Displays (6) durch die zur Gehäusefrontseite (5) nächstliegenden Begrenzungskanten (11a) der Aufnahmevertiefung (11) für das Display (6), oder durch eine ebenflächig verlaufende Rückseite (33) der Folientastatur (8) definiert ist.
Handbediengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevertiefung (11) zur Aufnahme des Displays (6) wannen- oder gitterartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Durchbrüchen (20) in der Bodenplatte (21) und/oder in den Seitenwänden (22) aufweist, welche Durchbrüche (20) zum zumindest partiellen Hinterfüllen des Displays (6) mit der Ausgleichsmasse (14) vorgesehen sind.
Handbediengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (6) über mehrere zueinander distanzierte Abstützzonen (23, 24) aus Ausgleichsmasse (14) in der Aufnahmevertiefung (11) positioniert gehaltert ist.
Handbediengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (14) durch einen elastomeren Kunststoff, insbesondere durch einen Klebstoff auf Basis eines Polymers mit im Aushärtungszustand elastischen Eigenschaften gebildet ist.
Handbediengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folientastatur (8) einen berührungssensitiven, plattenförmigen Positionserfassungssensor (37) aus einem zumindest abschnittsweise transparenten oder durchscheinenden Material umfasst, und der Positionserfassungssensor (37) an seiner einer Bedienperson zugewandten Sensorfläche (38) mit einer zumindest abschnittsweise transparenten oder durchscheinenden Deckfolie (39) überzogen ist.
Handbediengerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfolie (39) eine Mehrzahl von elastisch nachgiebigen und rückstellenden Ausbuchtungen (41) oder Erhebungen aufweist, und dass diese Ausbuchtungen (41) oder Erhebungen in der Deckfolie (39) eine Mehrzahl von Eingabetasten (9) mit einem von der Bedienperson taktil wahrnehmbaren Betätigungsweg (42) definieren.
Handbediengerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungssensitive, plattenförmige Positionserfassungssensor (37) durch ein nach dem kapazitiven Sensorprinzip arbeitendes, kapazitives Touch-Panel gebildet ist.
Handbediengerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungssensitive, plattenförmige Positionserfassungssensor (37) entlang von Randabschnitten (45) der Anzeigefläche (10) des Displays (6) mit dem Display (6) verklebt ist.
Handbediengerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Überstand (29, 30) der Deckfolie (39), welcher über die seitlichen Begrenzungskanten des plattenförmigen Positionserfassungssensors (37) vorsteht, mit Anbindungsflächen (46, 47) am ersten Gehäuseteil (3) verklebt ist.
Handbediengerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfolie (39) ausgehend von den Anbindungsflächen (46, 47) am ersten Gehäuseteil (3) durch die toleranzausgleichende Wirkung von der das Display (6) halternden Ausgleichsmasse (14) stufenlos in den lichten Aufnahmequerschnitt der Aufnahmevertiefung (11) für das Display (6) übergeht.
Handbedienberät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der berührungssensitive, plattenartige Positionserfassungssensor (37) auf der Anzeigefläche (10) des Displays (6) lastübertragend und abstandslos abstützt, und ein stufenloser Übergang von der an der berührungssensitiven Sensorfläche (38) des Positionserfassungssensors (37) angeordneten Deckfolie (39) zu den die Aufnahmevertiefung (11) umgrenzenden Anbindungsflächen (46, 47) für die Deckfolie (39) am ersten Gehäuseteil (3) ausgebildet ist.