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Die
Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kleingerät mit einer
Schalteinrichtung. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine
Schalteinrichtung für
ein elektrisches Kleingerät.
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Bei
einer Reihe von Anwendungen sind elektrische Kleingeräte mit Schalteinrichtungen
ausgestattet, die in einer abgedichteten Bauweise ausgebildet sind,
um ein Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit zu verhindern. So
ist aus der
DE 41 39 554
A1 ein elektrischer Tastschalter bekannt, der direkt auf
einer flachen Leiterplatte angeordnet ist. Der Tastschalter weist
eine Tastkappe zur Betätigung
einer Schnappscheibe auf, mit deren Hilfe eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen unterschiedlichen Bereichen der Leiterplatte
ausgebildet werden kann. Dabei wird die Tastkappe, deren Oberfläche leicht
nach außen
gewölbt
ist, zwischen der Schnappscheibe und einer dementsprechend etwas vorgespannten
Abdeckfolie gehalten. Die Abdeckfolie überdeckt sowohl eine Distanzplatte
mit einer Ausstanzung, in die die Schnappscheibe eingesetzt ist, als
auch die Tastkappe ganzflächig
staub- und wasserdicht.
Die Abdeckfolie ist so nachgiebig, daß sie im Bereich der Ausstanzung
der Distanzplatte eine gewisse Auslenkung zuläßt, die zum Betätigen des Tastschalters
ausreicht. Im unbetätigten
Zustand des Tastschalters liegt die Abdeckfolie unmittelbar an der gewölbten Oberfläche der
Tastkappe an.
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Der
bekannte Tastschalter hat den Nachteil, daß er relativ komplex aufgebaut
ist. Dementsprechend ist der Zusammenbau des Tastschalters mit einem
großen
Aufwand verbunden, so daß eine
kostengünstige
Herstellung schwer zu erreichen ist.
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Aus
der WO 03/044816 A1 ist eine Schalterabdeckung bekannt, welche als
Membran in ein Gehäuseteil
eingefügt
ist. Durch das Nachinnendrücken des
flexiblen Membrans in das Gehäuse
hinein kann ein Schaltelement betätigt werden, welches mit einem
gewissen Abstand zur Membran angeordnet ist. Durch diese Art der
Schalterabdeckung kann zwar das Innere eines Gehäuses vor Feuchtigkeit und Schmutz
geschützt
werden, jedoch erhält
der Benutzer über
die flexible Membran keine Rückmeldung über die
tatsächliche
Betätigung
der Schalteinrichtung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Kleingerät mit vertretbarem
Aufwand mit einer abgedichteten Schalteinrichtung auszustatten,
die komfortabel zu bedienen ist und zuverlässig arbeitet und dem Benutzer
eine Rückmeldung über die
Betätigung
der Schalteinrichtung gibt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße elektrische
Kleingerät
weist eine Schalteinrichtung mit einem Schaltelement und einem Membranelement
auf. Das Membranelement ist dichtend an einem Träger fixiert. Die Schalteinrichtung
ist durch eine mechanische Einwirkung betätigbar, die über das
Membranelement in das Schaltelement eingeleitet wird, wobei eine
stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Träger ausgebildet
ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Membranelement eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist,
so daß bei
einer Betätigung
der Schalteinrichtung vom Membranelement ein Schalthub generiert
und eine Schnappbewegung ausgeführt
wird.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, daß die
Schalteinrichtung sehr einfach aufgebaut und dadurch kostengünstig herstellbar
ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der langen Lebensdauer der
Schalteinrichtung. Dabei ist durch die stoffschlüssige Verbindung des Membranelements
dauerhaft eine zuverlässige
Abdichtung gewährleistet.
Besonders vorteilhaft ist zudem, daß durch das Membranelement
ein definierter Schalthub erzeugt und eine Schnappbewegung ausgeführt wird.
Auf diese Weise kann dem Benutzer ohne zusätzlichen Aufwand eine Rückmeldung über die
Betätigung
der Schalteinrichtung übermittelt
werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen elektrischen
Kleingeräts
ist die Schalteinrichtung im Bereich einer Ausnehmung des Trägers angeordnet,
die durch das Membranelement dicht verschlossen ist. Über die
Ausnehmung ist die Schalteinrichtung für eine Betätigung zugänglich. Um eine einfache Montage
zu gewährleisten
und ein Überstehen
des Membranelements über
den Träger
zu vermeiden, kann der Träger
in einem Randstreifen, der die Ausnehmung umgibt, gestuft ausgebildet
sein. Insbesondere ist der Träger
als ein Gehäuseteil
ausgebildet, so daß die
Schalteinrichtung im Inneren des elektrischen Kleingeräts angeordnet sein
kann und von außen
betätigbar
ist.
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Das
Membranelement ist vorzugsweise so ausgebildet, daß es in
einem Bereich, innerhalb dessen es bei einer Betätigung der Schalteinrichtung
zu einem berührenden
Kontakt mit dem Schaltelement kommt, eine Wölbung aufweist. Über die
Ausbildung der Wölbung
kann ein definierter Schalthub vorgegeben werden. Weiterhin kann
das Membranelement eine umlaufende Sicke aufweisen. Dies hat den
Vorteil, daß dadurch
eine gute Beweglichkeit des Membranelements gewährleistet ist. Um die Fixierung
am Träger
zu erleichtern, kann das Membranelement zudem einen ebenen Randbereich
aufweisen. Die Sicke ist vorzugsweise zwischen der Wölbung und
dem Randbereich angeordnet. Die Formgebung des Membranelements kann
insbesondere aus einem Prägeverfahren
resultieren. Dies hat den Vorteil, daß dadurch eine freitragende
Konstruktion ausgebildet werden kann, die ihre Form dauerhaft beibehält.
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Die
stoffschlüssige
Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Träger kann
beispielsweise mittels Ultraschall-Schweißen oder mittels eines Heißsiegelverfahrens
hergestellt sein. Auf diese Weise läßt sich schnell und kostengünstig eine Verbindung
herstellen, die hohen Anforderungen genügt.
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Das
Membranelement besteht vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere
aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder einem Mischwerkstoff
aus Polycarbonat und Polybutylenterephthalat. Diese Materialien
weisen eine gute Haltbarkeit auf und lassen sich leicht verarbeiten.
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Das
erfindungsgemäße elektrische
Kleingerät
kann beispielsweise als eine elektrische Zahnbürste oder als ein elektrischer
Rasierapparat ausgebildet sein.
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Die
erfindungsgemäße Schalteinrichtung
für ein
elektrisches Kleingerät
weist ein Schaltelement und ein Membranelement auf. Das Membranelement ist
dichtend an einem Träger
fixiert ist. Die Schalteinrichtung ist durch eine mechanische Einwirkung
betätigbar,
die über
das Membranelement in das Schaltelement eingeleitet wird, wobei
das Membranelement stoffschlüssig
mit dem Träger
verbunden ist. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung
besteht darin, daß das
Membranelement eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist,
so daß bei
einer Betätigung
der Schalteinrichtung vom Membranelement ein Schalthub generiert und
eine Schnappbewegung ausgeführt
wird.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch ein erfindungsgemäß mit einer
Schalteinrichtung ausgestattetes elektrisches Kleingerät, wobei
die Schalteinrichtung in einem unbetätigten Zustand dargestellt
ist und
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2 das
elektrische Kleingerät
in einer 1 entsprechenden Darstellung,
wobei die Schalteinrichtung in einem betätigten Zustand dargestellt ist.
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1 zeigt
einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß mit einer Schalteinrichtung 1 ausgestattetes
elektrisches Kleingerät,
wobei die Schalteinrichtung 1 in einem unbetätigten Zustand
dargestellt ist. Die Darstellung ist auf die unmittelbare Umgebung
der Schalteinrichtung 1 begrenzt, die beispielsweise dem
Ein- und Ausschalten des elektrischen Kleingeräts dienen kann.
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In
dem in 1 dargestellten Ausschnitt ist auf einer Leiterplatte 2 ein
Taster 3 fixiert. Die laterale Position des Tasters 3 auf
der Leiterplatte 2 ist so gewählt, daß der Taster 3 im
Bereich einer Ausnehmung 4 eines Gehäuseteils 5 des elektrischen
Kleingeräts
angeordnet ist. In einem Randstreifen 6, der die Ausnehmung 4 umgibt,
ist das Gehäuseteil 5 gestuft
ausgebildet, d. h. der Randsteifen 6 ist relativ zur Außenoberfläche des
Gehäuseteils 5 zurückgesetzt. Die
Ausnehmung 4 des Gehäuseteils 5 ist
mittels einer Folienmembrane 7 wasser- und luftdicht verschlossen. Die Folienmembrane 7 besteht
aus Kunststoff, beispielsweise aus Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat
(PMMA) oder aus einem Mischwerkstoff aus Polycarbonat und Polybutylen-terephthalat
(PBT). Zur Fixierung am Gehäuseteil 5 ist die
Folienmembrane 7 im Bereich des Randstreifens 6 mit
dem Gehäuseteil 5 durch
ein Ultraschall-Schweißverfahren,
ein Heißsiegelverfahren oder
auf andere Weise stoffschlüssig
verbunden. Um dies zu ermöglichen,
sind die für
das Gehäuseteil 5 und
für die
Folienmembrane 7 vorgesehenen Materialen entsprechend aufeinander
abgestimmt. Dadurch kann auf den Einsatz von Schmelzzusätzen oder
zusätzlichen
Teilen zur Dichtung, wie beispielsweise O-Ringe, verzichtet werden.
Als Material für das
Gehäuseteil 5 kann
zum Beispiel Polycarbonat verwendet werden.
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Von
besonderer Bedeutung für
die Erfindung sind die Form und Anordnung der Folienmembrane 7.
Die Folienmembrane 7 weist eine zentrale Wölbung 8 auf,
die in Bezug auf das Gehäuseteil 5 nach außen ausgebildet
ist. Die zentrale Wölbung 8 ist
von einer umlaufenden Sicke 9 umgeben, in deren Bereich
die Folienmembrane 7 in das Gehäuseteil 5 hinein gekrümmt ist.
Schließlich
folgt noch ein ebener Randbereich 10, in dem die Folienmembrane 7 stoffschlüssig mit
dem Randstreifen 6 des Gehäuseteils 5 verbunden
ist. Diese Form der Folienmembrane 7 kann beispielsweise
mittels eines Prägevorgangs ausgebildet
werden. In dem in 1 dargestellten unbetätigten Zustand
der Schalteinrichtung 1 liegt die zentrale Wölbung 8 der
Folienmembrane 7 nicht an dem darunter befindlichen Taster 3 an,
sondern ist in ihrem Zentrum in einem Abstand x von der Oberfläche des
Tasters 3 angeordnet.
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Um
den Taster 3 zu betätigen,
wird die Folienmembrane 7 durch mechanische Einwirkung,
beispielsweise indem ein Benutzer mit einem Finger gegen die Folienmembrane 7 drückt, in
der durch einen Pfeil 11 dargestellten Richtung zum Taster 3 hin
verlagert. Dabei ist zunächst
der Abstand x zu überwinden,
um die Folienmembrane 7 in einen mechanischen Kontakt zum
Taster 3 zu bringen. Durch eine weitere Verlagerung bis
in die in 2 darge stellte Endposition wird
schließlich
beim Taster 3 ein Schaltvorgang ausgelöst. Der Gesamthub, der zur
Auslösung
des Schaltvorgangs benötigt
wird, setzt sich somit aus dem Abstand x der Folienmembrane 7 vom Taster 3 und
aus dem Hub des Tasters 3 zusammen, so daß durch
eine entsprechende geometrische Ausgestaltung der Folienmembrane 7 ein
definierter Gesamthub eingestellt werden kann.
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In
einer Abwandlung der Erfindung kann der in 1 dargestellte
Abstand x der Folienmembrane 7 vom Taster 3 auch
bei unbetätigter
Schalteinrichtung 1 auf Null reduziert sein, so daß die Folienmembrane 7 unmittelbar
am Taster 3 anliegt. Die Formgebung der Folienmembrane 7 entspricht
dabei weiterhin der Darstellung in der 1. Allerdings
gibt die Folienmembrane 7 bei der Abwandlung nicht kontinuierlich
der mechanischen Einwirkung nach, sondern verändert ihre Form schlagartig
in der Art einer Schnappbewegung beim Erreichen einer vorgegebenen
Stärke
der mechanischen Einwirkung. Dieses Umschnappen ist für den Benutzer
deutlich spürbar, so
daß er
daran erkennen kann, daß er
die Schalteinrichtung 1 erfolgreich betätigt hat. Das Umschnappen der
Folienmembrane 7 kann auch dann vorgesehen sein, wenn die
Folienmembrane 7 entsprechend 1 im Abstand
x vom Taster 3 angeordnet ist.
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2 zeigt
das elektrische Kleingerät
in einer 1 entsprechenden Darstellung,
wobei die Schalteinrichtung 1 in einem betätigten Zustand
dargestellt ist. Durch die Betätigung
der Schalteinrichtung 1 ist die zentrale Wölbung 8 der
Folienmembrane 7 nahezu völlig eingeebnet worden. Da
durch die Sicke 9 eine ausreichende Ausweichmöglichkeit
besteht, führt
die Umformung der Folienmembrane 7 beim Betätigen der
Schalteinrichtung 1 zu keiner allzu großen Belastung. Dementsprechend
ist die Folienmembrane 7 keinem starken Verschleiß ausgesetzt,
so daß eine
lange Lebensdauer gewährleistet ist.
Wenn die mechanische Einwirkung auf die Folienmembrane 7 aufhört, federt
die Folienmembrane 7 zurück und nimmt wieder die in 1 dargestellte Form
an.
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Bei
der Abwandlung der Erfindung, bei der es im Rahmen der Betätigung der
Schalteinrichtung 1 zu einer Schnappbewegung der Folienmembrane 7 kommt,
ist die Folienmembrane 7 im betätigten Zustand der Schalteinrichtung 1 vorzugsweise
so geformt, daß sie
in einem zentralen Bereich zum Taster 3 hin gewölbt ist.
Sobald die mechanische Einwirkung auf die Folienmembrane beendet
ist, schnappt diese in ihren in 1 dargestellten
Ausgangszustand zurück.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
elektrischen Kleingerät
kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Rasierapparat,
um eine elektrische Zahnbürste
oder um ein anderes elektrisches Kleingerät handeln, das während seiner
Benutzung vom Benutzer in der Hand gehalten wird. Derartige elektrische
Kleingeräte
werden in der Regel mit Hand bedient, insbesondere ein- und ausgeschaltet,
in der sie gehalten werden. Für
die Bedienung steht dann in vielen Fällen nur ein Finger, meist der
Daumen, zur Verfügung.
Es ist daher sehr wichtig, daß die
Betätigung
der Schalteinrichtung 1 vom Benutzer leicht vorgenommen
werden kann und deutlich spürbar
ist.