EP1094481A2 - Drucktaster mit federndem Dichtelement - Google Patents

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EP1094481A2
EP1094481A2 EP00119931A EP00119931A EP1094481A2 EP 1094481 A2 EP1094481 A2 EP 1094481A2 EP 00119931 A EP00119931 A EP 00119931A EP 00119931 A EP00119931 A EP 00119931A EP 1094481 A2 EP1094481 A2 EP 1094481A2
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EP
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push button
sealing element
pushbutton
button according
spring elements
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EP1094481B1 (de
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Armin Beck
Theresia Eichenseer
Hans Freitag
Reinhard Dipl.-Ing. Herdegen
Rudolf Dipl.-Ing. Zimmermann
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/04—Cases; Covers
    • H01H13/06—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof casings
    • H01H13/063—Casings hermetically closed by a diaphragm through which passes an actuating member

Definitions

  • the invention relates to a push button with the features the preamble of claim 1.
  • Push buttons for control surfaces are state of the art Machine operation (e.g. of machine tools) known, their Push button via a separate compression spring when not actuated is returned to a starting position.
  • the compression spring is supported between the housing and the push button the push button.
  • a sliding or membrane seal to seal the push button against the Housing provided.
  • Such push buttons with sealing and resilient reset function each have one separate seal and a return spring.
  • the invention has for its object a push button offer that is structurally simpler.
  • the sealing element takes over in addition to its sealing function also a spring function and serves to reset the operated push button in one Starting position when you release the push button. So that can completely dispensed with the previously common separate spring element become.
  • the sealing element used has a double function, so that the push button according to the invention is constructive is simplified and from a smaller number of Sharing.
  • the sealing element advantageously has displaceable elements or rollable end sections, which when the Pushbutton moved in the direction of actuation, compressed and / or unrolled / rolled up. This builds up in the sealing element a tension on when you release the push button for resilient return of the push button to an initial position leads.
  • the sealing element maintains the sealing contact with the push button and to the housing of the push button, so that during the actuation process the push button and the subsequent reset at any time when the button is released achieved a seal between the push button and the housing becomes.
  • the suspension behavior of the sealing element can be integrated (pre-bent) spring elements, e.g. made of metal or Plastic, changed and dosed.
  • webs can with integrated (e.g. overmolded) spring elements be, which means an increased restoring force and a special robust embodiment of the sealing element realized become.
  • FIG 1 shows a push button with a housing 1 and a Push button 2, which seals over the sealing element 3 in the housing 1 is taken on.
  • Push button 2 in the direction of displacement 11 - for actuating a switching element, not shown, via the contact surface 12 - slidable so that one through the stops 13 and 14th on the support element 6 and the housing 1 limited end position of the Press button 2 according to FIG 2 results.
  • the sealing element 3 on the one hand, provides a seal against it the housing 1 via the sealing sleeve 15 and the other a seal against the push button 2 via the end sections 4, which form-fitting in recesses 5a and 5b of the push button 2 engage.
  • the (circumferential) recess 5 is either as depressions completely in the push button 2 (not shown) or as shown through the interaction of deepening 16 in the push button 2 and contact surface 17 one on Push button 2 (detachably) attached support element 6 is formed.
  • the support element 6 is in the actuated state of the push button 2 on the stops 14 of the housing 1 and limited so that the depth of the push button 2 at Actuation (see FIG. 2).
  • Intermediate wall areas 9 are located between the webs 8 with reduced wall thickness.
  • pressing the push button 2 can the webs 8 according to FIG 2 in the direction of actuation roll up, the spaced arrangement of the webs 8 3, there is no mutual contact between the webs 8.
  • the web 8 is rolled in by the yielding intermediate wall areas 9 with a reduced wall thickness allows.
  • the end section 4 in the region of the opening 7 of the sealing element 3 has 9 both in the area of an intermediate wall area also in the area of a web 8 to the circumferential recess 5 of the push button 2 adapted shape.
  • the end sections 4 slide in the recesses 5 of the push button 2 at the Activate and continue to set a seal between Sealing element 3 and push button 2 secure.
  • sealing element 3 shows the sealing element 3 in a sectional view with sealing sleeve 15 and increased wall thickness in the area of a web 8 and reduced wall thickness in the intermediate wall area 9.
  • integrated spring elements 10 e.g. in the area of the webs 8
  • the spring behavior of the sealing element 3 changed and e.g. its restoring force elevated.
  • the spring elements 10 can be used as a molded part produced sealing element 3 encapsulated by the plastic compound and thus be integrated into the sealing element 3. about the shape of the spring elements 10 (e.g. as wire sections or as surface elements) and their contours (e.g. pre-bent) the spring behavior of the sealing element 3 can continue can be varied.
  • the spring element 10 shown begins in Foot region 18 of the sealing element 3 and follows the dome-like Course of the web 8. By (slightly) pre-bending the spring element contrary to the dome-like course of the web 8 the restoring force of the sealing element 3 could be increased (not illustrated).

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucktaster mit einem Gehäuse (1), in dem ein Druckknopf (2) federnd aufgenommen ist, wobei Druckknopf (2) und Gehäuse (1) über ein Dichtelement (3) gegeneinander abgedichtet sind. Um einen konstruktiv vereinfachten Aufbau zu erreichen, ist das Dichtelement (3) zur Rückstellung des betätigten Druckknopfes (2) in seine Ausgangsposition nach Betätigung federnd ausgebildet. Damit entfällt ein separates Federelement zur Rückstellung des Druckknopfes (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucktaster mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Als Stand der Technik sind Drucktaster für Bedienflächen zur Maschinenbedienung (z.B. von Werkzeugmaschinen) bekannt, deren Druckknopf über eine separate Druckfeder bei Nichtbetätigung in eine Ausgangsposition zurückgestellt wird. Dabei stützt sich die Druckfeder zwischen Gehäuse und Druckknopf des Drucktasters ab. Zusätzlich ist eine Schiebe- bzw. Membrandichtung zur Abdichtung des Druckknopfes gegenüber dem Gehäuse vorgesehen. Derartige Drucktaster mit Abdichtungs- und federnder Rückstellfunktion besitzen somit jeweils eine separate Dichtung und eine Rückstellfeder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucktaster anzubieten, der konstruktiv einfacher aufgebaut ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen 2 bis 14 realisiert.
Beim erfindungsgemäßen Drucktaster übernimmt das Dichtelement neben seiner Abdichtungsfunktion auch eine Federfunktion und dient zur Rückstellung des betätigten Druckknopfes in eine Ausgangsposition beim Loslassen des Druckknopfes. Damit kann auf das bisher übliche separate Federelement vollständig verzichtet werden. Das verwendete Dichtelement besitzt eine Doppelfunktion, so daß der erfindungsgemäße Drucktaster konstruktiv vereinfacht wird und aus einer geringeren Anzahl von Teilen besteht.
Vorteilhafterweise besitzt das Dichtelement verschiebbare oder einrollbare Endabschnitte, welche bei Betätigung des Druckknopfes in Betätigungsrichtung verschoben, gestaucht und/oder ab-/eingerollt werden. Hierdurch baut sich im Dichtelement eine Spannung auf, die bei Loslassen des Druckknopfes zur federnden Rückstellung des Druckknopfes in eine Ausgangsposition führt.
Dabei behält das Dichtelernent den Dichtkontakt zum Druckknopf und zum Gehäuse des Drucktasters, so daß während des Betätigungsvorgangs des Druckknopfes und der darauffolgenden Rückstellung bei Loslassen des Druckknopfes zu jedem Zeitpunkt eine Abdichtung zwischen Druckknopf und Gehäuse erreicht wird.
Letzteres wird besonders zuverlässig erreicht, wenn die Endabschnitte des Dichtelelements umfassend (insbesondere formschlüssig) in Ausnehmungen des Druckknopf es und/oder von mit dem Druckknopf verbundenen Bauelementen aufgenommen sind.
Zur Ausbildung einer Rückstellkraft im Dichtelement sind Stege mit verdickter Wandstärke und Zwischenwände mit verminderter Wandstärke vorgesehen. Hierdurch kann beim Betätigen des Druckknopfes und dem Stauchen und/oder Einrollen des Dichtelements ein gezielter Materialfluß der beabstandet zueinander angeordneten Stege erreicht werden, wobei ein gegenseitiger Kontakt der Stege vermieden wird.
Das Federungsverhalten des Dichtelements kann durch integrierte (vorgebogene) Federelemente, z.B. aus Metall oder Kunststoff, verändert und dosiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können Stege mit integrierten (z.B. umspritzten) Federelementen verwendet werden, wodurch eine erhöhte Rückstellkraft und eine besonders robuste Ausführungsform des Dichtelements verwirklicht werden.
Weitere Einzelheiten des Drucktasters ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren. Es zeigen:
FIG 1
eine Schnittdarstellung des Drucktasters im nichtbetätigten Zustand,
FIG 2
eine Schnittdarstellung des Drucktasters im betätigtem Zustand,
FIG 3
eine pespektivische Draufsicht auf das Dichtelement,
FIG 4
eine Schnittdarstellung A-A des Dichtelements nach FIG 5 sowie
FIG 5
eine Draufsicht auf das Dichtelement.
FIG 1 zeigt einen Drucktaster mit einem Gehäuse 1 und einem Druckknopf 2, der über das Dichtelement 3 abdichtend im Gehäuse 1 auf genommen ist. Bei Druckbeaufschlagung ist der Druckknopf 2 in Verschieberichtung 11 - zur Betätigung eines nicht abgebildeten Schaltelements über die Kontaktfläche 12 - verschiebbar, so daß sich eine durch die Anschläge 13 und 14 am Stützelement 6 und am Gehäuse 1 begrenzte Endposition des Druckknopfs 2 gemäß FIG 2 ergibt.
Das Dichtelement 3 bewirkt zum einen eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 1 über die Dichtungshülse 15 sowie zum anderen eine Abdichtung gegenüber dem Druckknopf 2 über die Endabschnitte 4, welche formschlüssig in Ausnehmungen 5a und 5b des Druckknopfes 2 eingreifen.
Dabei befindet sich die (umlaufende) Ausnehmung 5 entweder als Vertiefungen vollständig im Druckknopf 2 (nicht abgebildet) oder wird wie abgebildet durch Zusammenwirken von Vertiefung 16 im Druckknopf 2 und Kontaktfläche 17 eines am Druckknopf 2 (lösbar) angebrachten Stützelements 6 gebildet. Das Stützelement 6 liegt im betätigten Zustand des Druckknopfs 2 auf den Anschlägen 14 des Gehäuses 1 auf und begrenzt damit die Eindrücktiefe des Druckknopfes 2 bei dessen Betätigung (vgl. FIG 2).
Bei Betätigung des Druckknopfes 2 wird das Dichtelement 3 nach FIG 2 gestaucht und es findet eine Einrollung der Endabschnitte 4 des Dichtelements 3 statt. Dabei sind die Endabschnitte 4 weiterhin formschlüssig in den Ausnehmungen 5a und 5b des aufgenommen, so daß die gegenseitige Abdichtungsfunktion beibehalten wird.
Im Zustand des betätigten Druckknopfes 2 gemäß FIG 2 baut sich damit im Dichtelement 3 eine Rückstellkraft auf, welche beim Loslassen des Druckknopfes 2 letzteren entgegen der Verschieberichtung 11 in die Ausgangsposition nach FIG 1 zurückbewegt. Damit besitzt das Dichtelement 3 die geschilderte Doppelfunktion eines Dicht- und Federelements.
Aus der perspektivischen Draufsicht nach FIG 3 geht der im wesentlichen rotationssymmetrische und kuppelartige Aufbau des Innenbereichs 19 des Dichtelements 3 hervor. Dabei wird die Öffnung 7 vom umlaufenden Endabschnitt 4 gebildet. Ferner sind in radialer Richtung (sternförmig) angeordnete Stege 8 abgebildet, in deren Bereich die Wanddicke des Dichtelements 3 verstärkt ist.
Zwischen den Stegen 8 befinden sich Zwischenwandbereiche 9 mit verminderter Wandstärke. Beim Betätigen des Druckknopfes 2 können sich die Stege 8 gemäß FIG 2 in Betätigungsrichtung einrollen, wobei durch die beabstandete Anordnung der Stege 8 nach FIG 3 kein gegenseitiges Kontaktieren der Stege 8 erfolgt. Gleichzeitig wird das Einrollen der Stege 8 durch die nachgebenden Zwischenwandbereiche 9 mit verminderter Wand dicke ermöglicht.
Der Endabschnitt 4 im Bereich der Öffnung 7 des Dichtelements 3 besitzt sowohl im Bereich eines Zwischenwandbereiches 9 als auch im Bereich eines Steges 8 eine an die umlaufende Ausnehmung 5 des Druckknopfes 2 angepaßte Form. Die Endabschnitte 4 gleiten in den Ausnehmungen 5 des Druckknopfes 2 bei dessen Betätigung ab und stellen weiterhin eine Abdichtung zwischen Dichtelement 3 und Druckknopf 2 sicher.
FIG 4 zeigt in einer Schnittdarstellung das Dichtelement 3 mit Dichtungshülse 15 und verstärkter Wanddicke im Bereich eines Stegs 8 und verminderter Wanddicke im Zwischenwandbereich 9. Durch (schematisch gezeichnete) integrierte Federelemente 10, z.B. im Bereich der Stege 8, wird das Federverhalten des Dichtelements 3 verändert und z.B. dessen Rückstellkraft erhöht.
Die Federelemente 10 können dabei bei einem als Spritzteil hergestellten Dichtelement 3 von der Kunststoffmasse umspritzt und damit ins Dichtelement 3 integriert werden. Über die Formgebung der Federelemente 10 (z.B. als Drahtabschnitte oder als Flächenelemente) sowie über deren Kontur (z.B. vorgebogen) kann das Federverhalten des Dichtelements 3 weiter variiert werden. Das abgebildete Federelement 10 beginnt im Fußbereich 18 des Dichtelements 3 und folgt dem kuppelartigen Verlauf des Steges 8. Durch eine (leichte) Vorbiegung des Federelementes entgegen dem kuppelartigen Verlauf des Steges 8 könnte die Rückstellkraft des Dichtelementes 3 erhöht werden (nicht abgebildet).

Claims (14)

  1. Drucktaster, insbesondere zum Einbau in Bedienpulte zur Maschinenbedienung, mit einem Gehäuse (1), in dem ein Druckknopf (2) federnd aufgenommen ist, wobei Druckknopf (2) und Gehäuse (1) über ein Dichtelement (3) gegeneinander abgedichtet sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) zur Rückstellung des Druckknopfs (2) in eine Ausgangsposition nach Betätigung federnd ausgebildet ist.
  2. Drucktaster nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) bei Betätigung des Druckknopfs (2) verschiebbare oder einrollbare Endabschnitte (4) aufweist.
  3. Drucktaster nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (4) in Ausnehmungen (5) des Druckknopfes (5) und/oder eines mit dem Druckknopf (5) verbundenen Stützelements (6) aufgenommen sind.
  4. Drucktaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut ist.
  5. Drucktaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) kuppelartig aufgebaut ist.
  6. Drucktaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) eine Öffnung (7) zur Durchführung des Druckknopfs (2) aufweist.
  7. Drucktaster nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (4) des Dichtelements (3) im Bereich der Öffnung (7) angeordnet sind und diese bilden.
  8. Drucktaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) Stege (8) mit stärkerer Wanddicke und Zwischenwandbereiche (9) mit schwächerer Wanddicke aufweist.
  9. Drucktaster nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß das rotationssymmetrische Dichtelement (3) im wesentlichen sternförmig angebrachte Stege (8) aufweist.
  10. Drucktaster nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) integrierte Federelemente (10) aufweist.
  11. Drucktaster nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10) aus Metall oder Kunststoff bestehen.
  12. Drucktaster nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10) drahtförmig oder flächig ausgebildet sind.
  13. Drucktaster nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10) im Bereich der Stege (8) des Dichtelements (3) angebracht sind.
  14. Drucktaster nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10) z.B. zur Vorspannung des Dichtelements (3) vorgebogen sind.
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