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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Schalterknopf für
die Verwendung in einer Autoaudio-Ausstattung, einer Klimaanlage für Fahrzeuge
usw. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Schalterknopf,
der durch ein Scharnier an ein Unterstützungselement gekoppelt ist
und auf ein Verfahren zur Herstellung des Schalterknopfs.
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Ein herkömmlicher Schalterknopf 51,
der in 7 veranschaulicht
ist, wird in einem freitragenden Zustand durch ein Unterstützungselement 53 unterstützt, welches
durch ein Scharnier 54 an ein Gehäuse 52 fixiert ist.
Der Schalterknopf 51, das Scharnier 54 und das
Unterstützungselement 53 sind
einstückig
gegossen, z. B. durch die Verwendung von hartem Kunstharz, wie ABS-Harz.
Das Scharnier 54 hat einen gekrümmten Abschnitt 54a,
der in einer Bogenform ausgebildet ist.
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Wenn der Schalterknopf 51 aus
einer Richtung gedrückt
wird, welche durch einen Pfeil in 7 gekennzeichnet
ist, wird der gekrümmte
Abschnitt 54a des Scharniers 54 abgelenkt, so
dass das Scharnier 54 zum Unterstützungselement 53 hin
gebogen wird. Dies veranlasst den Schalterknopf 51 dazu,
sich von einer Position, welche durch gestrichelte Linien dargestellt
ist, zu einer Position zu bewegen, welche durch Volllinien in 7 gekennzeichnet ist. Mit
dieser Bewegung wird ein nicht dargestellter Schalter, der hinter
dem Schalterknopf 51 angeordnet ist (auf der rechten Seite
in 7) ein- und ausgeschaltet.
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Außerdem wird in einem anderen
herkömmlichen
Aufbau, der in 8 veranschaulicht
ist, ein Schalterknopf 51 einstückig gegossen, z. B. mit einem
Scharnier 54 und einem Unterstützungselement 53.
Das Scharnier 54 wird aus hartem Kunstharz, wie ABS-Harz
geformt. Der Schalterknopf 51 ist für eine Schwenkbewegung um die
Achse von Scharnier 54 angebracht. Wenn ein Ende von Schalterknopf 51 von
oben gedrückt
wird, verdreht sich das Scharnier 54 in eine Richtung,
die durch einen Pfeil in der Figur gekennzeichnet ist. Dies veranlasst
den Schalterknopf 51 dazu, sich um die Achse von Scharnier 54 zu
drehen, um einen Schalter (nicht dargestellt) ein- und auszuschalten.
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Das Scharnier 54, das in
den 7 und 8 veranschaulicht ist, ist
aus hartem Kunstharz geformt. Die Schalterknöpfe 51 werden gegen
der Elastizitätskräfte von
Scharnier 54 gedrückt.
Deshalb ist eine große
Druckkraft für
die Bedienung von Schalterknopf 51 erforderlich, wodurch
eine schlechte Schalterbedienrückwirkung
entsteht.
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Wenn außerdem, wie in 7 ersichtlich, der Schalterknopf 51 gedrückt wird,
dreht der Schalterknopf 51 um den gekrümmten Abschnitt 54a von Scharnier 54,
der als Drehpunkt wirkt. Auf diese Weise unterscheidet sich die
Richtung, in welche der Schalterknopf 51 gedrückt wird,
von der Richtung, in welcher sich der Schalterknopf 51 tatsächlich bewegt.
Aus diesem Grund hat der Schalterknopf 51 eine schlechte
Bedienrückwirkung.
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WO 99/10905 offenbart einen Drückknopf,
in dem ein Schaltergehäuse
aus ABS-Harz einstückig gegossen
ist, mit einem Federabschnitt aus elastischem Material.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Schalterknopf, der in der Lage ist, einem Benutzer
ein leichtes Drücken
und eine bequeme Bedienung des Knopfs zu ermöglichen und ein Verfahren zur
Herstellung des Schalterknopfs bereit zu stellen.
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Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, stellt
die vorliegende Erfindung einen Schalterknopf bereit, wie in Anspruch
1 spezifiziert ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung des Schalterknopfs bereit, wie
in Anspruch 6 spezifiziert.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden
aus der vorliegenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
VON VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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Die vorliegende Erfindung, zusammen
mit Aufgaben und Vorteilen dieser, kann am besten durch Bezug auf
die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele,
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in denen Folgendes dargestellt ist:
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1 ist
eine räumliche
Ansicht, die einen Schalterknopf und ein Gehäuse eines ersten Ausführungsbeispiels
veranschaulicht, in dem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist;
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2 ist
eine Vorderansicht eines Schalterknopfs aus 1;
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3 ist
eine räumliche
Ansicht des Schalterknopfs aus 1;
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4(a) ist
eine Seitenansicht, die den Schalterknopf aus 1 veranschaulicht, bevor dieser gedrückt wird;
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4(b) ist
eine Seitenansicht, die den Schalterknopf aus 1 veranschaulicht, nachdem er gedrückt wurde;
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5(a) ist
eine Querschnittsansicht, die den Zustand einer Gussform darstellt,
bevor der Schalterknopf gegossen wird;
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5(b) ist
eine Querschnittsdarstellung, die den Zustand einer Gussform darstellt,
nachdem der Schalterknopf gegossen wurde;
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6 ist
eine räumliche
Ansicht, die einen Schalterknopf eines zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
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7 ist
eine Seitenansicht eines herkömmlichen
Schalterknopfs; und
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8 ist
eine Vorderansicht eines herkömmlichen
Schalterknopfs.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5(a), 5(b) beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht,
ist eine Vielzahl (vier in diesem Ausführungsbeispiel) von Schalterknöpfen 11 in
festgesetzten Abständen
an ein Unterstützungselement 12 angebracht.
Jeder Schalterknopf 51 ist durch ein Paar Scharniere 13 in
einem freitragenden Zustand an das Unterstützungselement 12 gekoppelt.
Wie in den 3 und 4(a) veranschaulicht, hat
jedes Scharnier 13 einen gekrümmten Abschnitt 13a.
Das Unterstützungselement 12 und jedes
Scharnier 13 sind einstückig
durch die Verwendung eines Elastomers gegossen. Der Elastomer ist ein
Polymermaterial, das eine Elastizität bei gewöhnlicher Temperatur aufweist,
wie Kautschuk oder dergleichen.
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Jeder Schalterknopf 11 weist
einen Drückabschnitt 14 und
einen Koppler 15 auf, welcher dünner als der Drückabschnitt 14 ist.
Jeder Koppler 15 ist zwischen dem Drückabschnitt 14 und
dem Unterstützungselement 12 angeordnet.
Jeder Drückabschnitt ist
aus ABS-Harz geformt. Jeder Koppler 15 hat einen ersten
Koppelabschnitt 15a, welcher aus Elastomer ausgebildet
ist und einen zweiten Koppelabschnitt 15b, welcher aus
ABS-Harz ausgebildet ist. Der Koppler 15 ist dicker als
das Scharnier 13. Der erste Koppelabschnitt 15a ist
einstückig
mit dem Scharnier 13 ausgebildet. Der zweite Koppelabschnitt 15b ist
einstückig
mit dem Schalterknopf 11 ausgebildet. Die gegenüberliegenden
Seiten eines jeden Drückabschnitts 14 haben
jeweils einstückige Führungsleisten 16.
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Die vier Schalterknöpfe 11 sind
an ein Gehäuse 22 montiert,
das eine Vielzahl (vier in diesem Ausführungsbeispiel) von Öffnungen 21 hat,
wie in 1 veranschaulicht.
Wie in 4(a) veranschaulicht,
ist das Unterstützungselement 12 an
der Innenwand von Gehäuse 22 befestigt.
Der Drückabschnitt 14 eines
jeden Schalterknopfs 11 ist in die entsprechende Öffnung 21 eingepasst.
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Wie in den 2 bis 4(a), (b) veranschaulicht ist, ist das Gehäuse mit
Führungsrinnen 23 ausgebildet,
die den entsprechenden Führungsleisten 16 der
Schalterknöpfe 11 entsprechen.
Jede Führungsrinne 23 ist
so ausgebildet, dass sie sich in eine Seitenrichtung von Schalterknopf 11 erstreckt.
Jede Führungsleiste 16 kommt
mit der entsprechenden Führungsrinne 23 in
Eingriff.
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Ein Schalter (nicht dargestellt),
der einen bewegbaren Kontakt (nicht dargestellt) hat, welcher auf einem
elastischen Material ausgebildet ist und einen festen Kontakt auf
einem Trägermaterial
hat, ist hinter jedem Schalterknopf 11 angeordnet (auf
der rechten Seite in 3).
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Als Elastomer für das Unterstützungselement 12 und
das Scharnier 13 können
Polyolefin-basierende, Polyester-basierende,
Polyamid-basierende, Polystyrol-basierende, Polyurethan-basierende Materialien
verwendet werden.
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Ein Verfahren zur Herstellung von
Schalterknopf 11, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist,
wird unter Bezugnahme auf die 5(a) und 5(b) beschrieben.
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5(a) und 5(b) sind Querschnittsansichten
einer Gussform zur Herstellung des Schalterknopfs 11 dieses
Ausführungsbeispiels.
Wie in 5(a) und 5(b) veranschaulicht ist,
hat die Gussform 40 einen ersten Gussabschnitt 31,
einen zweiten Gussabschnitt 32 und einen Schubkern 35.
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5(a) ist
eine Querschnittsansicht der Gussform 40 zur Ausformung
von dem Schalterknopf 11. In einem Zustand, in dem der
Schubkern 35 in einer Gussausgangsposition aus 5(a) angeordnet wird, wird
ein erster Hohlraum 33 für den Schalterknopf 11,
ein zweiter Hohlraum 36 für das Unterstützungselement 12 und
ein dritter Hohlraum 37 für das Scharnier 13 definiert
und zwar durch jeweils den ersten Gussabschnitt 31, den
zweiten Gussabschnitt 32 und den Schubkern 35.
Der dritte Hohlraum 37 ist mit dem zweiten Hohlraum 36 verbunden.
Der erste Hohlraum 33 hat eine Form, die dem Andrückabschnitt 14 und
dem zweiten Koppelabschnitt 15b eines jeden Schalterknopfs 11 entspricht,
nachdem er gegossen wurde. In diesem Ausführungsbeispiel hat der erste
Hohlraum 33 einen vierten Hohlraum 33a für den Drückabschnitt 14 und
einen fünften
Hohlraum 33b für
den zweiten Koppelabschnitt 15b. Zum Gießen von
Schalterknopf 11 wird der Schubkern 35 als erstes
in der Gussausgangsposition angeordnet, wobei die jeweiligen Hohlräume ausgebildet
werden und der erste Hohlraum 33 wird durch einen ersten Angießkanal 34,
der im zweiten Gussabschnitt 32 angeordnet ist, mit ABS-Harz
befüllt.
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Als nächstes wird, nachdem das ABS-Harz erfolgreich
ausgehärtet
ist, der Schubkern 35 von einer Gussausgangsposition, die
in 5(a) dargestellt
ist, in eine Gussendposition, die in 5(b) dargestellt ist,
bewegt. Dann werden der zweite Hohlraum 36, der dritte
Hohlraum 37 und der sechste Hohlraum 39 für den ersten
Koppelabschnitt 15a, angrenzend zum ausgehärteten ABS-Harz,
ausgeformt. Die Formen des zweiten Hohlraums 36, des dritten
Hohlraums 37 und des sechsten Hohlraums 39 entsprechen
den Formen des Unterstützungselements 12,
des Scharniers 13 und des ersten Koppelabschnitts 15a nach
dem Gießen.
In diesem Zustand werden die entsprechenden Hohlräume 36, 37 mit
einem Elastomer durch einen zweiten Angießkanal 38 befüllt, der
im zweiten Gussabschnitt 32 angeordnet ist.
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Als nächstes werden, nachdem der
Elastomer erfolgreich ausgehärtet
ist, der erste und zweite Gussabschnitt 31, 32 geöffnet, um
ein Formteil, wie in 3 veranschaulicht,
bereit zu stellen. Das Formteil hat einen Schalterknopf 11,
ein Scharnier 13 und ein Unterstützungselement 12.
Der Elastomer und das ABS-Harz sind miteinander an der Schnittstelle verschmolzen.
Deshalb ist der erste Koppelabschnitt 15a und der zweite
Koppelabschnitt 15b miteinander einstückig gekoppelt, während der
Schalterknopf 11, das Scharnier 13 und das Unterstützungselement 12 einstückig gegossen
ist. Ein solches Gießverfahren ist
bekannt als Zweikomponentengießverfahren (two-color,
Nebeneinspritzgießverfahren).
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Als nächstes wird der Betrieb eines
jeden Schalterknopfs 11 beschrieben.
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Wie in 4(b) veranschaulicht,
wird mit dem im Gehäuse 22 montierten
Schalterknopf 11, während
der Drückabschnitt 14 von
Schalterknopf 11 gedrückt
wird, der Schalterknopf 11 entlang einer Richtung bewegt,
die durch einen Pfeil in 4(b) gekennzeichnet
ist. Im Besonderen werden die Führungsleisten 16 von
Schalterknopf 11 durch die Führungsrinnen 23 von
Gehäuse 22 geführt. Der
Schalterknopf 11 wird linear, parallel zu einer Richtung
bewegt, in welcher der Schalterknopf 11 gedrückt wird.
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Die Scharniere 13, welche
an den Schalterknopf 11 gekoppelt sind, sind aus einem
Elastomer ausgebildet, das ein elastisches Material mit einer hohen
Flexibilität
ist. Deshalb wird, während
der Schalterknopf 11 entlang der Drückrichtung bewegt wird, der
gekrümmte
Abschnitt 13a von Scharnier 13 von einem Zustand,
welcher in 4(a) veranschaulicht
ist, gestreckt. Infolgedessen wird die Bewegung von Schalterknopf 11 in
der Drückrichtung
zugelassen.
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Andererseits, wenn der Schalterknopf 11 gedrückt wurde,
kehrt der Schalterknopf 11 in die Ausgangsposition zurück (die
Position, die in 4(a) gekennzeichnet
ist) und zwar basierend auf der Elastizität eines Schalters (nicht dargestellt),
der hinter dem Drückabschnitt 14 von
Schalterknopf 11 angeordnet ist und der Elastizität des Elastomers,
das das Scharnier 13 ausbildet.
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Auf diese Weise wird der Schalter
(nicht dargestellt) ein- und ausgeschaltet.
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Dieses Ausführungsbeispiel bietet die folgenden
Vorteile.
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Die Scharniere sind aus einem Elastomermaterial
ausgebildet, das eine hohe Flexibilität aufweist. Deshalb kann der
Schalterknopf 11 in der Drückrichtung mit einer kleinen
Drückkraft
bewegt werden, verglichen mit den herkömmlichen Aufbauten, die in 7 und 8 veranschaulicht sind. Infolgedessen
ist die Bedienrückwirkung
verbessert.
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Da die Scharniere 13 aus
einem Elastomer ausgebildet sind, verformen sie sich leicht und
elastisch. Deshalb kann der Schalterknopf 11, verglichen mit
den herkömmlichen
Aufbauten, welche in 7 und 8 veranschaulicht sind, mit
einer leichten Kraft parallel zur Drückrichtung bewegt werden. Dies
erlaubt einem Entwickler, eine gewünschte Bewegungsrichtung für den Drückknopf 11 leicht
festzulegen.
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Die Scharniere 13 und das
Unterstützungselement 12 werden
aus dem gleichen Elastomer gegossen. Deshalb kann der Schalterknopf 11 leichter gegossen
werden, verglichen mit dem Fall, bei dem die Scharniere 13 und
das Unterstützungselement 12 aus
verschiedenen Materialien gegossen werden.
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In die Öffnung 12 des Gehäuses 22 wird
nur der Drückabschnitt 14 eingepasst.
Deshalb ist die Grenze zwischen den beiden Koppelabschnitten 15a, 15b,
mit anderen Worten die Grenze zwischen dem Elastomer und dem ABS-Harz,
nicht von Außen zu
sehen.
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Da die Führungsleiste 16 von
Schalterknopf 11 durch die Führungsrinnen 23 des
Gehäuses 22 geführt werden,
kann der Schalterknopf 11 leicht in die Drückrichtung
bewegt werden.
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Der Drückabschnitt 14 des
Schalterknopfs 11 ist aus ABS-Harz in einer Weise ähnlich zu den Schalterknöpfen 51,
die in 7 und 8 veranschaulicht sind, ausgebildet.
Deshalb ist es möglich,
nur die Rückwirkung
von Schalterknopf 11 zu verbessern, während ein herkömmliches
Gefühl
erhalten bleibt.
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Der Schalterknopf 11, die
Scharniere 13 und das Unterstützungselement 12 sind
aus ABS-Harz und einem Elastomer ausgebildet und durch das Zweikomponentengießverfahren
gegossen. Deshalb kann der Schalterknopf 11 leicht gegossen
werden.
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Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel wurde Bauteilen,
welche die gleichen sind wie jene aus dem ersten Ausführungsbeispiel
in den 1 bis 5, die gleichen Bezugszeichen
gegeben und deren Beschreibungen weggelassen.
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Ein Schalterknopf 11 ist
durch ein zylindrisches Scharnier 13 an ein Unterstützungselement 12 gekoppelt.
Das Unterstützungselement 12 ist
an ein Gehäuse 22 gekoppelt.
Das Scharnier 13 ist an die Kantenoberfläche von
dem Schalterknopf 11 im Wesentlichen an dessen Mittelpunkt
gekoppelt. Das Unterstützungselement 12 und
das Scharnier 13 sind einstückig gegossen, indem ein Elastomer
verwendet wird.
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Der Schalterknopf 11 hat
nur einen Drückabschnitt 14.
Ein Führungsabschnitt 17,
der in der Form identisch zum Scharnier 13 ist, ist im
Wesentlichen im Mittelpunkt der Bodenfläche von dem Drückabschnitt 14 angeordnet.
Der Drückabschnitt 14 und
der Führungsabschnitt 17 sind
einstückig
ausgebildet, indem ABS-Harz verwendet wird.
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Das Gehäuse 22 ist mit einer
Vielzahl (vier in 6)
von Anschlagplatten 24 zum Halten des Scharniers 13 und
des Führungsabschnitts 17 versehen.
Zwei Anschlagplatten 24 halten ein entsprechendes Scharnier 13 und
einen Führungsabschnitt 17.
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Während
der Schalterknopf 11 gedrückt wird, wird das Scharnier 13 in
die gedrückte
Richtung verdreht, während
es in Kontakt mit der Anschlagplatte 24 ist. Infolgedessen
dreht sich der Schalterknopf 11 um die Achse von Scharnier 13 und
der Führungsabschnitt 17 dreht
sich auch, während
er in Kontakt mit der Anschlagplatte 24 ist. Da das Scharnier 13 durch
die Verwendung eines Elastomers gegossen wird, dessen Material eine
hohe Flexibilität aufweist,
wird das Scharnier 13 mit einer kleinen Drückkraft
gedreht. Dies erlaubt es dem Drückknopf 11,
leicht entlang einer Richtung zu drehen, die durch Pfeile in 6 gekennzeichnet ist.
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Auf diese Weise werden gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
die folgenden Vorteile, zusätzlich
zu denen aus dem ersten Ausführungsbeispiel, die
in 1 bis 5 veranschaulicht sind, bereit gestellt.
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Das Scharnier 13 ist aus
einem Elastomermaterial ausgebildet, das eine hohe Flexibilität aufweist.
Deshalb wird, sogar wenn der Schalterknopf 11 um die Achse
des Scharniers 13 dreht, die Bedienrückwirkung verbessert, wie in
dem Fall, bei dem der Schalterknopf 11 linear bewegt wird.
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Die vorausgehenden Ausführungsbeispiele können in
folgender Art und Weise verändert
werden.
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Im ersten Ausführungsbeispiel kann der Koppler 15 entfernt
werden, wobei in diesem Fall die aus Elastomer ausgebildeten Scharniere 13 direkt
an die Drückabschnitte 14 gekoppelt
werden, welche aus ABS-Harz geformt sind.
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Die Scharniere 13 aus dem
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
können
nur aus Elastomer ausgebildet werden.
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Die Führungsleisten 16 und
die Führungsrinnen 23 im
ersten Ausführungsbeispiel
können
in einer beliebigen Richtung ausgebildet werden, z. B. in einer
Schrägrichtung.
Der Schalterknopf 51 kann so konstruiert werden, dass er
sich in diese Richtung bewegt.
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Die Scharniere 13 und das
Unterstützungselement 12 in
den entsprechenden Ausführungsbeispielen
können
aus Kunstkautschuk ausgebildet werden.
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Die Scharniere 13 können geradlinig
ausgebildet werden. Zusätzlich
kann der gekrümmte
Abschnitt 13a von Scharnier 13 eine S-Form haben.
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Im ersten Ausführungsbeispiel kann der Schalterknopf 11 mit
den Führungsrinnen 23 und
das Gehäuse 22 mit
den Führungsleisten 16 versehen sein.
Außerdem
können
anstelle der Führungsleisten 16 überstehende
Führungsstifte
verwendet werden.
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Es sollte für solche, die mit der Technik
vertraut sind, ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung
in vielen anderen spezifischen Ausführungen ausgeführt werden
kann, ohne den Gedanken oder den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Im Besonderen sollte verstanden werden, dass die Erfindung in den
folgenden Ausführungen
ausgeführt
werden kann.
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Deshalb sind die vorliegenden Beispiele
und Ausführungsbeispiele
als Veranschaulichungen und nicht als Begrenzungen zu betrachten
und die Erfindung ist nicht auf darin angegebene Details begrenzt, sondern
kann innerhalb dem Rahmen der beigefügten Ansprüche verändert werden.