Betätigungseinrichtung für einen Staubsauger mit einem angeformten Federelement
Die Erfindung betrifft einen Staubsauger mit einer Betätigungseinrichtung zum Ansteuern von elektrischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Aus EP 1047333 B1 ist ein Staubsauger mit einer von der Außenseite des Gehäuses zugänglichen Betätigungseinrichtung bekannt, welche einen EinVAusschalter und ein Potentiometer steuert. Dem EinVAusschalter und dem Potentiometer ist dabei ein gemeinsamer Betätigungsknopf zugeordnet, der axial- und drehbeweglich am Gehäuse des Staubsaugers angeordnet ist, wobei durch die axialbewegliche Verstellung des Betätigungsknopfes eine Betätigung des Ein-/Ausschalters und durch die drehbewegliche Verstellung des Betätigungsknopfes eine Betätigung des als Drehpotentiometer ausgebildeten Potentiometers erfolgt. Zur Rückstellung des Betätigungsknopfes aus einer gedrückten Position in eine hohe Position ist ein vom Betätigungsknopf gesonderter Betätigungshebel vorgesehen. Der dortige Betätigungshebel ist an einem Kunststoffhalteteil vorgesehen, das sich an einer Leiterplatte für elektrische Bauteile des Staubsaugers abstützt. Nachteilig hierbei ist es jedoch, dass durch eine elastische Vorspannung des Betätigungshebels Federkräfte in die Leiterplatte eingeleitet werden. Die eingeleiteten Federkräfte können in der Leiterplatte Materialspannungen hervorrufen, die zu Brüchen an den Leiterbahnen oder den Lötkontakten der elektrischen Bauteile führen können. Als Folge ergeben sich Betriebsstörungen des Staubsaugers.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Staubsauger zuverlässiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Federelement einteilig mit der Betätigungseinrichtung ausgebildet ist und ein freies Ende des Federelements sich an einer Stützwand des Gehäuseteils auf einer Kreisbahn gleitend abstützt.
Durch die Abstützung des freien Endes des Federelements an einer Stützwand des Gehäuseteils werden durch das Federelement hervorgerufene Federkräfte in das Gehäuse abgeleitet, so dass keine Spannungen aus der Federkraft des Federelements in
die Leiterplatte eingeleitet werden. Indem keine unerwünschten Kräfte in die Leiterplatte eingeleitet werden, werden Fehlfunktionen des Staubsaugers verhindert und die Zuverlässigkeit beim Betrieb des Staubsaugers erhöht. Als weiterer Vorteil der Erfindung ist die einteilige Ausbildung des Federelements mit der Betätigungseinrichtung zu sehen, wodurch der Staubsauger in kostengünstiger Weise hergestellt werden kann. Da das Federelement bereits an der Betätigungseinrichtung ausgebildet bzw. angeformt ist entfällt der Montageschritt zum Befestigen eines gesonderten Federelements zwischen Betätigungseinrichtung und Gehäuse. Durch die gleitende Abstützung des freien Endes des Federelements an der Stützwand des Gehäuseteils wird zuverlässig eine axiale Vorspannkraft in die Betätigungseinrichtung eingeleitet, wobei trotz angeformten Federelement die Drehbeweglichkeit der Betätigungseinrichtung voll erhalten bleibt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement als eine in einer zur Drehachse der Betätigungseinrichtung parallelen Ebene geschwungene Blattfeder ausgebildet. Das blattfederartige Federelement weist dabei ein freies Ende auf, welches in Art eines Gleitschuhs ausgebildet sein kann, so dass einerseits in axialer Richtung in die Betätigungseinrichtung eingeleitete Kräfte über das Federelement in das Gehäuseteil des Staubsaugers abgeleitet werden und andererseits das freie gleitschuhartige Ende des Federelements bei Drehen der Betätigungseinrichtung über eine Bodenfläche des Gehäuseteils auf einer Kreisbahn entlang gleitet, so dass die Drehbeweglichkeit der Betätigungseinrichtung durch das Federelement nicht eingeschränkt ist. Die Ausrichtung der geschwungenen Blattfeder innerhalb einer zur Drehachse parallelen Ebene bewirkt, dass die elastische Bewegung des Federelements stets in einer Ebene erfolgt, die tangential zur Drehbewegung der Betätigungseinrichtung ausgerichtet ist. Eine geschwungene Ausbildung des Federelements wird durch mindestens einen elastischen Abschnitt erreicht, der um einen Winkel gebogen ist. Das geschwungene Federelement kann mit einer Biegung ausgestaltet sein, so dass ein U-förmig gestaltetes Federelement entsteht. Alternativ kann die geschwungene Bahn des Federelements auch auf einer Bahn mit Wendepunkt erfolgen, d. h. mindestens zwei Kehren sind vorgesehen, so dass eine S- bzw. Z-förmige Gestalt entsteht. In einer einfachen Gestalt für das Federelement kann es aber auch ausreichend sein, lediglich eine gerade zungenförmige Blattfeder vorzusehen, die in einem Winkel zur Bodenfläche des Gehäuseteils verlaufend angeordnet ist, um durch Biegung der zungenartigen Blattfeder eine Federelastizität zu erreichen.
Die Stützwand für das Federelement kann vortei Ih afterweise durch eine Bodenfläche einer becherförmigen Aufnahme am Gehäuseteil gebildet werden, in welche Aufnahme die Betätigungseinrichtung eingesetzt ist. Für eine ungestörte Drehbeweglichkeit der Betätigungseinrichtung ist eine im Wesentlichen zylindrische Gestaltung der Betätigungseinrichtung sinnvoll. Dabei muss die Betätigungseinrichtung nicht zwangsläufig eine geschlossene zylindrische Mantelfläche aufweisen, sondern es ist ausreichend wenn einem zentralen Achsabschnitt der Betätigungseinrichtung zwei kreisförmige Stirnflächen zugeordnet sind, an deren kreisförmigen Umfangskanten eine drehbewegliche Abstützung möglich ist. Zur zylindrischen Betätigungseinrichtung angepasst sollte die Aufnahme am Gehäuseteil becherförmig gestaltet sein. Unter becherförmig ist vorzugsweise eine hohlzylindrische Gestaltung des Gehäuseteils anzusehen, in die die zylindrische Betätigungseinrichtung insbesondere passgenau einsetzbar ist. Becherförmige Aufnahme und zylindrische Betätigungseinrichtung bilden dabei eine Führung bzw. eine Lagerung der Betätigungseinrichtung im Gehäuseteil, so dass die Betätigungseinrichtung um ihre zentrale Achse drehbeweglich ist und in axialer Richtung verschieblich gelagert ist. Die becherförmige Aufnahme muss dabei nicht notwendigerweise als geschlossener Zylinder ausgebildet sein, sondern kann über Ausnehmungen oder Durchbrechungen versehen sein. Ausreichen wären auch mindestens zwei ringförmige lagerschalenartige Aufnahmen am Gehäuseteil, welche die zumindest stirnseitigen Kreisringscheiben abstützend umgeben. Bei der becherförmigen Aufnahme ist dann als Stützwand für das freie Ende des Federelements vorzugsweise die Bodenfläche der becherförmigen Aufnahme des Gehäuseteils vorgesehen, so dass keine gesonderte Stützwand zwischen Aufnahme und Betätigungseinrichtung nötig ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der becherförmigen Aufnahme weist diese einen zylindrischen Seitenwandabschnitt mit einem nach Innen vorspringenden Ansatz auf, an dem eine bezüglich ihrer Kontur an den zylindrischen Seitenwandabschnitt angepasste Anschlagscheibe der Betätigungseinrichtung bei der Montage in einer von der richtigen Einbauwinkellage abweichende Winkellage ansteht und in der richtigen Einbauwinkellage vorbeigleitet. Die Anschlagscheibe ist dabei vorzugsweise kreisscheibenförmig ausgebildet und an einer Stelle mit einem Ausbruch versehen. Von der Innenseite der zylindrischen Seitenwand der becherförmigen Aufnahme ragt ein vorspringender Ansatz nach Innen in die becherförmige Aufnahme hinein. Die Form des vorspringenden Ansatzes ist der Ausnehmung an der Anschlagscheibe der Betätigungseinrichtung in
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Form und Größe angepasst. Wird die Betätigungseinrichtung in einer von der richtigen Einbauwinkellage abweichenden Winkellage in die becherförmige Aufnahme eingesetzt, so gleitet die Außenkante der kreisförmigen Anschlagscheibe entlang der zylindrischen Seitenwand der becherförmigen Aufnahme entlang, bis die Anschlagscheibe an dem nach Innen vorspringenden Ansatz ansteht. In einer solchen falschen Einbauwinkellage kann die Betätigungseinrichtung nicht vollständig bis zu seiner Betriebsposition in die becherförmige Aufnahme axial eingesteckt werden. Erst nachdem die Betätigungseinrichtung derart um ihre Achse verdreht ist, dass die Ausnehmung der Anschlagscheibe mit dem vorspringen Ansatz der zylindrischen Seitenwand der becherförmigen Aufnahme fluchtet kann die Anschlagscheibe entlang der zylindrischen Seitenwand über den nach Innen hervorspringenden Ansatz hinweg weiter in die becherförmige Aufnahme hineingeschoben werden, bis die Betätigungseinrichtung in ihrer richtigen Einbauwinkellage in ihre Betriebsposition gelangt. Die richtige Einbauwinkellage ist insbesondere dann zu beachten, wenn das zweite elektrische Bauteil als Drehpotentiometer ausgebildet ist und jeder Drehstellung der Betätigungseinrichtung ein bestimmter Wert des Drehpotentiometers zugeordnet sein muss. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß nach Innen vorspringenden Ansatzes und der Aussparung an der Anschlagscheibe ist die Tatsache, dass die Betätigungseinrichtung auch nur in ihrer richtigen Einbauwinkellage aus der becherförmigen Aufnahme demontiert werden kann. Damit wird sichergestellt, dass trotz Demontage der Betätigungseinrichtung das zweite elektrische Bauteil bzw. das Drehpotentiometer seine korrekte Montageposition einnimmt, in der die Betätigungseinrichtung auch wieder funktionsgemäß in die becherförmige Aufnahme eingesetzt werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Anschlagscheibe kreisscheibenförmig mit einer an den Ansatz angepassten Aussparung ausgebildet. Neben einer einzigen Aussparung, die an einen einzigen Ansatz angepasst ist, können auch eine Vielzahl von gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang der Anschlagscheibe verteilte Aussparungen bzw. Ansätze an der zylindrischen Seitenwand der becherförmigen Aufnahme vorgesehen sein.
In einer besonders montagefreundlichen Ausgestaltung der Erfindung kann die becherförmige Aufnahme mindestens einen Rasthacken aufweisen, der in der Einbaulage die Anschlagscheibe der Betätigungseinrichtung hintergreift. Beim axialen Einsetzen der
Betätigungseinrichtung in die becherförmige Aufnahme kann ein Übergleiten des Rasthackens ermöglicht sein, so dass die Betätigungseinrichtung ohne Weiteres hinter den Rasthacken gelangen kann und ihre vorgesehene Einbaulage einnehmen kann. Die Betätigungseinrichtung ist dann hinter den mindestens einen Rasthacken verrastend gehalten, so dass die Betätigungseinrichtung nicht ohne vorheriges Lösen oder Zerstören der Rasthacken wieder aus der becherförmigen Aufnahme entnommen werden kann. Die axiale Höhenanordnung der Anschlagscheibe bzw. der mindestens eine Rasthacken an der zylindrischen Seitenwand der becherförmigen Aufnahme ist vorzugsweise so zu wählen, dass das Federelement entweder ohne jegliche Vorspannung oder allenfalls nur unter geringer Vorspannung spielfrei in die becherförmige Aufnahme eingesetzt ist. Im Wesentlichen soll dabei verhindert werden, dass die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung ohne Federvorspannung mit Spiel gehalten ist, so dass es zu unerwünschten Klappergeräuschen kommt. Andererseits ist zu vermeiden, dass das einteilig mit der Betätigungseinrichtung ausgebildete Federelement bereits in der Ruheposition der Betätigungseinrichtung unter einer deutlichen Vorspannung steht. Insbesondere bei der einteiligen Ausbildung des Federelements und der Betätigungseinrichtung in Kunststoffmaterial soll eine zu hohe Federvorspannung für das Federelement in der Ruheposition der Betätigungseinrichtung verhindert werden. Eine ständig anstehende hohe Federvorspannung am Kunststofffederelement würde nämlich auf Dauer zu einer Ermüdung des Federelements führen, so dass die Federvorspannung der Betätigungseinrichtung mit der Zeit verloren gehen würde. Daher ist es von Vorteil die Geometrien für das Federelement und der Höhenlage von Anschlagscheibe und Rasthacken so aufeinander abzustimmen, dass zwar die Betätigungseinrichtung im Wesentlichen spielfrei gehalten ist, aber andererseits das Federelement unter der geringst möglichen Federvorspannung in der Ruheposition der Betätigungseinrichtung gehalten ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Anschlagscheibe eine Stirnfläche zum Betätigen des ersten elektrischen Bauteils und einen axialen Zapfen zum Betätigen des zweiten elektrischen Bauteils auf. Das erste elektrische Bauteil ist dabei vorzugsweise als Ein-/Ausschalter ausgebildet und das zweite elektrische Bauteil als Drehpotentiometer. Je nach Anwendungsfall und Ausgestaltung des Staubsaugers kann es jedoch auch sinnvoll sein, EinVAusschaltfunktionen, bzw. mehrere Schaltstufen über einen Drehschalter zu ermöglichen, der mit dem axialen Zapfen zum Betätigen des
zweiten elektrischen Bauteils verbunden ist. In einer weiteren Variante wäre es beispielsweise auch möglich durch die axiale Betätigung der Betätigungseinrichtung eine kontinuierlich zu steuernde Funktion wie beispielsweise die Leistungsregulierung des Staubsaugers zu steuern. So könnte beispielsweise durch Drücken der Betätigungseinrichtung eine Taste betätigt werden, welche mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, die bei betätigter Taste die Leistung des Staubsaugers kontinuierlich erhöht, bis die Betätigungseinrichtung wieder losgelassen wird. Ein Herunterregeln der Leistung des Staubsaugers wäre dann beispielsweise durch Ziehen an der Betätigungseinrichtung regelbar, indem durch Ziehen der Betätigungseinrichtung ein weiterer Taster betätigt wird, der mit der elektrischen Steuerung verbunden ist und die Leistung des Staubsaugers entsprechend herunterregelt. Ein EinVAusschalten des Staubsaugers wäre dann beispielsweise durch ein drehbewegliches Verstellen der Betätigungseinrichtung um einen bestimmten Winkel durch betätigen eines Drehschalters mit dem axialen Zapfen der Betätigungseinrichtung möglich.
In einer für die Herstellung des Staubsaugers besonders kostengünstigen Weise ist das Federelement, die Anschlagscheibe und/oder der Zapfen an einer in Kunststoffspritzgussverfahren hergestellten Betätigungseinrichtung angeformt. Durch die einteilige Anformung von Federelement, Anschlagscheibe und/oder Zapfen wird einerseits die Teilevielfalt reduziert und andererseits die Montage vereinfacht, da gesonderte Montageschritte zur Befestigung des Federelements, der Anschlagscheibe und/oder des Zapfens wegfällt.
Das Federelement kann zu seiner Entfernung von der Betätigungseinrichtung oder zur variablen Einstellung der Federkraft mindestens eine Einschnürungsstelle aufweisen. Die Einschnürungsstelle kann dabei vorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen dem festen Ende des Federelements und der Anformstelle an der Betätigungseinrichtung ausgebildet sein. Zum Entfernen des Federelements von der Betätigungseinrichtung ist die Einschnürungsstelle als sogenannte Sollbruchstelle ausgebildet. An der Übergangsstelle zwischen Federelement und Betätigungseinrichtung ist der Querschnitt des Kunststoffteils verringert, d. h. es ist eine Ausdünnung in der Materialstärke verwirklicht, so dass bei einem Biegen des Federelements über seine elastischen Eigenschaften hinaus das Federelement vorzugsweise an dieser Sollbruchstelle bzw. Einschnürungsstelle von der Betätigungseinrichtung abbricht. Ein Entfernen des
angeformten Federelements von der Betätigungseinrichtung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn in einer Variante des Staubsaugers ein Federelement mit stärkerer Vorspannkraft oder mit einer erhöhten Lebensdauer vorgesehen werden soll. Dann ist es möglich, das in der Grundvariante vorgesehene einteilig an der Betätigungseinrichtung vorgeformte Federelement durch ein gesondertes Federelement beispielsweise einer metallischen Federwendel zu ersetzen. Zum Halten einer gesonderten vorzugsweise metallischen Federwendel ist dazu an der Betätigungseinrichtung ein Sitz angeformt auf den die Federwendel bei der Montage aufgesteckt werden kann. Eine gesonderte vorzugsweise metallische Federwendel kann nicht nur ersatzweise nach Entfernen der angeformten Kunststofffeder eingesetzt werden, sondern auch zusätzlich zu der einteilig angeformten Feder an die Betätigungseinrichtung montiert werden. Die Einschnürungsstelle kann nicht nur als Sollbruchstelle zum Entfernen des angeformten Federelements von der Betätigungseinrichtung genutzt werden. Die Einschnürungsstelle kann beispielsweise auch zur gezielten Einstellung der Federkraft des angeformten Federelements verwendet werden. Dabei wird die Federkraft des Federelements im Wesentlichen nicht durch die Form, Gestalt und Lage des freien Elements des Federelements erzeugt, sondern durch die Steifigkeit der Einschnürungsstelle, die dabei ähnlich eines Filmscharnieres wirkt. Bei Ausdünnung der Einschnürungsstelle verringert sich die Federkraft, wobei bei einer Verdickung der Einschnürungsstelle härtere Federeigenschaften für das Federelement erzielt werden. Die Erfindung ist anhand eines einzigen Federelements beschrieben. Es können jedoch auch zwei oder mehrere Federelemente an der Betätigungseinrichtung vorgesehen sein.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung, die in eine becherförmige Aufnahme an einem Gehäuseteil eines Staubsaugers eingesetzt ist.
Die Figur zeigt einen Teilschnitt eines Gehäuseteils 1 eines Staubsaugers mit einer Betätigungseinrichtung 2. An dem Gehäuseteil 1 ist eine becherförmige Aufnahme 3 angeformt. Die becherförmige Aufnahme 3 weist einen zylindrischen Seitenwandabschnitt 4 auf. An einem unteren Ende des zylindrischen Seitenwandabschnitts 4 ist eine Stützwand 5 an die becherförmige Aufnahme 3 angebracht. Die Stützwand 5 ist als kreisscheibenförmige Bodenfläche ausgebildet. Die kreisscheibenförmige Bodenfläche
weist eine zentrale Öffnung 6 auf unterhalb der ein als Drehpotentiometer ausgebildetes zweites elektrisches Bauteil 7 angeordnet ist. An dem zylindrischen Seitenwandabschnitt 4 ist ein Rasthacken 8 angeformt. Durch zwei schlitzförmige Ausnehmungen 9 der zylindrischen Seitenwand 4 wird eine elastische Zunge 9 gebildet an der der Rasthacken 8 angeformt ist. Der Rasthacken 8 weist eine Schrägfläche 10 auf, der gegenüberliegend eine Rastfläche 1 1 an den Rasthacken 8 angeformt ist. An dem zylindrischen Seitenwandabschnitt 4 ist des Weiteren axial oberhalb des Rasthackens 8 ein nach innen vorspringender Ansatz 12 vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung 2 weist eine kreisscheibenförmige Betätigungsfläche 13 auf. An der Betätigungsfläche 13 sind eine Vielzahl gleichmäßig über den Umfang verteilte Griffrippen 14 angeformt. Die Griff rippen 14 dienen zum Drehverstellen der Betätigungseinrichtung 2 von Hand. Die Griffrippen 14 sind in Form von Kreisscheibenabschnitten gestaltet, die sich in radialer Richtung erstrecken. In einem Zentrum der Betätigungsfläche 13 ist ein Schaltsymbol 15 angebracht. An einer äußeren Umfangskante 16 der Betätigungsfläche 13 ist ein radial nach außen vorspringender Zeiger 17 angeformt. Der Zeiger 17 kann zusammen mit Markierungen am Gehäuseteil 1 die momentan gewählte Einstellung des Staubsaugers anzeigen. An die kreisscheibenförmige Betätigungsfläche 13 schließt sich ein sich axial erstreckender Stegabschnitt 18 an. Der Stegabschnitt 18 ist im Querschnitt im Wesentlichen kreuz- bzw. sternförmig ausgebildet. An einem der Betätigungsfläche 13 gegenüberliegenden Ende des Stegabschnittes 18 ist eine Anschlagscheibe 19 vorgesehen. Die Anschlagscheibe 19 ist im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet. An der Außenkante der Anschlagscheibe 19 ist an einer Stelle eine Aussparung 20 angebracht. Die Aussparung 20 ist in ihrer Größe, Form und Kontur an dem zylindrischen Seitenwandabschnitt 4 nach innen austragenden Ansatz 12 angepasst. Die Aussparung 20 ist von der kreischeibenförmigen Anschlagscheibe 19 segmentartig ausgebrochen. In vollständig montierter Position der Betätigungseinrichtung 2 in der becherförmigen Aufnahme 3 wird die äußere Kante der Anschlagscheibe 19 von der Rastfläche 1 1 des Rasthackens 9 hintergriffen. An der Anschlagscheibe 19 ist ein Federelement 21 angeformt. Das Federelement 21 ist im Wesentlichen streifenförmig ausgebildet, wobei ein kurzes Ende des streifenförmigen Federelements 21 an die Anschlagscheibe 19 angeformt ist. Ein freies Ende des Federelements 21 ist U-förmig geschwungen ausgebildet. Das freie Ende gleitet in der Einbauposition der Betätigungseinrichtung 2 in der becherförmigen Aufnahme 3 auf einer kreisförmigen Bahn entlang der Stützwand 5. Entlang der Achse der Betätigungseinrichtung 2 erstreckt sich
ausgehend von der Anschlagscheibe 19 nach unten ein axialer Zapfen 23. Der axiale Zapfen durchdringt die Öffnung 6 in der Stützwand 5. Ein freies Ende des axialen Zapfens 23 bringt axialbeweglich jedoch drehbeweglich gekoppelt in das zweite elektrische Bauteil 7 ein. Im Bereich der Anschlagscheibe 19 ist an dem axialen Zapfen 23 ein Sitz 24 für ein zusätzliches oder ersatzweise montierbare Federwendel vorgesehen. Durch axiales Bewegen der Betätigungseinrichtung 2 drückt die Unterseite der Anschlagscheibe 19 auf einen EinVAusschalter, der das erste elektrische Bauteil 25 bildet. Rippen 25 des Stegabschnitts 18 erstrecken sich radial nach außen bis an die zylindrische Seitenwand 4 an der sich die Außenkanten der Rippen 25 abstützen, um die Betätigungseinrichtung 2 spielfrei in der becherförmigen Aufnahme 3 zu führen.