DE102004004136A1

DE102004004136A1 - Elektrisches Kleingerät mit einer Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE102004004136A1
Application number: DE200410004136
Authority: DE
Inventors: Daniel Dietzel; Matthias Wetzel; Norbert Kreutz; Volker Stenger; Matthias Matern; Dieter Gross
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: DE102004004136B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kleingerät mit einer Schalteinrichtung (1), die ein Schaltelement (3) und ein Membranelement (7) aufweist. Das Membranelement (7) ist dichtend an einem Träger (5) fixiert. Die Schalteinrichtung (1) ist durch eine mechanische Einwirkung betätigbar, die über das Membranelement (7) in das Schaltelement (3) eingeleitet wird. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen elektrischen Kleingeräts besteht darin, daß eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement (7) und dem Träger (5) ausgebildet ist und das Membranelement (7) im unbetätigten Zustand der Schalteinrichtung (1) in einem Abstand (x) vom Schaltelement (3) angeordnet ist und/oder eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist, so daß bei einer Betätigung der Schalteinrichtung (1) vom Membranelement (7) ein Schalthub generiert und/oder eine Schnappbewegung ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kleingerät mit einer Schalteinrichtung. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Schalteinrichtung für ein elektrisches Kleingerät.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.

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. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Träger ausgebildet ist und das Membranelement im unbetätigten Zustand der Schalt einrichtung in einem Abstand vom Schaltelement angeordnet ist und/oder eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist, so daß bei einer Betätigung der Schalteinrichtung vom Membranelement ein Schalthub generiert und/oder eine Schnappbewegung ausgeführt wird.

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 wird bzw. eine Schnappbewegung ausgeführt wird. Auf diese Weise kann dem Benutzer ohne zusätzlichen Aufwand eine Rückmeldung über die Betätigung der Schalteinrichtung übermittelt werden.

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.

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.

Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Träger kann beispielsweise mittels Ultraschall-Schweißen oder mittels eines Heißsiegelverfahrens herge stellt sein. Auf diese Weise läßt sich schnell und kostengünstig eine Verbindung herstellen, die hohen Anforderungen genügt.

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.

Das erfindungsgemäße elektrische Kleingerät kann beispielsweise als eine elektrische Zahnbürste oder als ein elektrischer Rasierapparat ausgebildet sein.

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. Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung besteht darin, daß das Membranelement stoffschlüssig mit dem Träger verbunden ist und im unbetätigtem Zustand der Schalteinrichtung in einem Abstand vom Schaltelement angeordnet ist, so daß bei einer Betätigung der Schalteinrichtung vom Membranelement ein Schalthub generiert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäß mit einer Schalteinrichtung ausgestattetes elektrisches Kleingerät, wobei die Schalteinrichtung in einem unbetätigten Zustand dargestellt ist und
2 das elektrische Kleingerät in einer 1 entsprechenden Darstellung, wobei die Schalteinrichtung in einem betätigten Zustand dargestellt ist.
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 Schalteinrich tung 1 begrenzt, die beispielsweise dem Ein- und Ausschalten des elektrischen Kleingeräts dienen kann.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 halten, 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.

Claims

Elektrisches Kleingerät mit einer Schalteinrichtung (1), die ein Schaltelement (3) und ein Membranelement (7) aufweist, wobei das Membranelement (7) dichtend an einem Träger (5) fixiert ist und die Schalteinrichtung (1) durch eine mechanische Einwirkung betätigbar ist, die über das Membranelement (7) in das Schaltelement (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement (7) und dem Träger (5) ausgebildet ist und das Membranelement (7) im unbetätigten Zustand der Schalteinrichtung (1) in einem Abstand (x) vom Schaltelement (3) angeordnet ist und/oder eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist, so daß bei einer Betätigung der Schalteinrichtung (1) vom Membranelement (7) ein Schalthub generiert und/oder eine Schnappbewegung ausgeführt wird.
Elektrisches Kleingerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (1) im Bereich einer Ausnehmung (4) des Trägers (5) angeordnet ist, die durch das Membranelement (7) dicht verschlossen ist.
Elektrisches Kleingerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) in einem Randstreifen (6), der die Ausnehmung (4) umgibt, gestuft ausgebildet ist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) als ein Gehäuseteil ausgebildet ist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranelement (7) in einem Bereich, innerhalb dessen es bei einer Betätigung der Schalteinrichtung (1) zu einem berührenden Kontakt mit dem Schaltelement (3) kommt, eine Wölbung (8) aufweist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranelement (7) eine umlaufende Sicke (9) aufweist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranelement (7) einen ebenen Randbereich (10) aufweist.
Elektrisches Kleingerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicke (9) zwischen der Wölbung (8) und dem Randbereich (10) angeordnet ist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung des Membranelements (7) aus einem Prägeverfahren resultiert.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement (7) und dem Träger (5) mittels Ultraschall-Schweißen oder mittels eines Heißsiegelverfahrens hergestellt ist.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranelement (7) aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder einem Mischwerkstoff aus Polycarbonat und Polybutylenterephthalat besteht.
Elektrisches Kleingerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als eine elektrische Zahnbürste oder als ein elektrischer Rasierapparat ausgebildet ist.
Schalteinrichtung für ein elektrisches Kleingerät, mit einem Schaltelement (3) und einem Membranelement (7), wobei das Membranelement (7) dichtend an einem Träger (5) fixiert ist und die Schalteinrichtung (1) durch eine mechanische Einwirkung betätigbar ist, die über das Membranelement (7) in das Schaltelement (3) eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Membranelement (7) und dem Träger (5) ausgebildet ist und das Membranelement (7) im unbetätigten Zustand der Schalteinrichtung (1) in einem Abstand (x) vom Schaltelement (3) angeordnet ist und/oder eine diskontinuierliche Übergangscharakteristik aufweist, so daß bei einer Betätigung der Schalteinrichtung (1) vom Membranelement (7) ein Schalthub generiert und/oder eine Schnappbewegung ausgeführt wird.