Bedienelernent mit Installationseinheit

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement mit Installationseinheit, die eine Frontplatte sowie ein Halteelement aufweist .

Eine derartige Installationseinheit kommt bei Maschinen oder elektrischen Anlagen zum Einsatz, die über Befehlsgeräte, wie zum Beispiel Drucktaster, Wahlschalter usw., die auf die Steuerung einwirken, bedient werden. Diese Befehlsgeräte werden in Schalttafeln, Bedientableaus, Schaltschranktüren oder Gehäusedeckeln montiert. Befehlsgeräte sind in der Regel mo- dular aufgebaut; das bedeutet, sie bestehen aus einem Betätiger, einem Befestigungsteil wie zum Beispiel einer Ringmutter oder einem Montagehalter und einem oder mehreren Schaltelementen, die als Öffner- oder Schließerschaltglieder ausgeführt sind. Zur Montage wird der Betätiger in der Regel von vorne durch ein Loch in der Schalttafel geführt und von hinten mittels eines Befestigungsteils montiert. Die Schaltelemente werden mit Schrauben, Schnapphaken oder Riegel mechanisch in dem Betätiger oder dem Befestigungsteil verbunden. Die elektrische Verbindung der Schaltelemente mit der Steue- rung erfolgt über die Anschlussklemmen.

Bei Sicherheitsanwendungen wie zum Beispiel Not-Aus-Befehlsgeräten ist es Vorschrift, dass das Signal durch das Öffnen von zwangsöffnenden Kontakten erzeugt wird. Das heißt, dass bei einem unbetätigten Not-Aus-Befehlsgerät die Kontakte und damit der zugehörige Stromkreis geschlossen sind. Im Stö- rungs- oder Notfall wird durch Schlagen auf den Not-Aus- Betätiger, der sich vor der Schaltertafel befindet, der Öffnerkontakt unterbrochen und die Anlage oder Maschine in einen sicheren Zustand versetzt. Dies funktioniert jedoch nur, wenn die räumliche Zuordnung zwischen Betätiger und Schaltelement sichergestellt ist. Durch mangelhafte Montage oder durch Gewalteinwirkung kann es vorkommen, dass die Schaltelemente me- chanisch vom Betatiger getrennt werden. In diesem Fall ist das Not-Aus-Befehlsgerat nicht mehr funktionsfähig, das heißt, bei einer Betätigung im Notfall werden die Kontakte nicht geöffnet, und damit erfolgt auch keine Beseitigung des Gefahrenzustands . Dies kann zu fatalen Schaden für Mensch und Maschine fuhren. Daher kommt der sicheren Verbindung zwischen Betatiger und Schaltelement eine wesentliche Bedeutung zu.

Aus der DE 37 09 970 C2 geht dazu ein Gehäuse hervor, das in die Öffnung einer Schalttafel eingeschoben wird. Zur Befestigung des Gehäuses in der Aufnahmewand sind in zwei gegenüberliegenden Seitenwanden im Kantenbereich Nuten vorgesehen, die mit ihren Enden an die benachbarten Gehauseseiten munden. In diesen Nuten ist ein als Federbandstreifen ausgebildetes Be- festigungselement hochkant eingesetzt. Die Tiefe der Nuten ist im Wesentlichen gleich der Breite des Federbandstreifens und die Breite der Nut ist nur unwesentlich großer als die Starke des Federbandmaterials. Die Nuten liegen im Wesentlichen im Bereich der Verstarkungsstege, so dass ausreichend Material für ihre Aufnahme vorhanden ist. Der Federbandstreifen liegt mit einem mittleren Langsabschnitt hochkant in der Nut, wahrend seine beiden äußeren Langsabschnitte aus der benachbarten Seitenwand heraustreten, wobei diese Langsabschnitte, die die an der Aufnahmewand anliegenden Federele- mente bilden, derart bogenförmig verlaufen, dass ihre Enden sich wieder mehr oder weniger der Gehauseseitenwand nahern.

Die DE 100 34 253 Cl beschreibt ein in einer Bedientafel befestigbares Befehlsgerat, bei dem ein Zwischenelement front- seitig mit einem äußeren Auflageelement an einer Bedientafel anliegt und in einem inneren Auflageelement in einer Ausnehmung in der Bedientafel hinein beziehungsweise durch die Ausnehmung hindurchragt. Em Signalgeber liegt frontseitig mit einem Auflagebereich am inneren Auflageelement an und reicht in einem Durchtrittsbereich durch das Zwischenelement und die Bedientafel hindurch. Ein Geberhalter ist rückseitig an die Bedientafel ansetzbar und mit dem Durchtrittsbereich verspannbar. Aus der DE 43 42 512 Al geht eine elektrische Einbaudose hervor, die zur elektrischen Installation von elektrischen Baugruppen wie Schalter, Stecker oder Verteiler dient. Es wird eine universell einsetzbare Einbaudose vorgeschlagen, die ohne zu verschraubende und/oder zu verspannende Elemente in eine Montageoffnung fest eingesetzt werden kann. Die Einbaudose weist an diametral angeordneten Abflachungen des Außenmantels Stutzelemente auf, deren freie Enden mit einem bogenförmig gekrümmten, eine Verzahnung tragenden Drucksteg verbunden sind, wobei die Stirnflache des Drucksteges bis nahe an den Stutzrand herangeführt ist. In einem schräg ausgebildeten Mantelabschnitt sind in diametraler Anordnung Rohrstutzen vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass mehrere in benach- barter Anordnung anzubringende Einbaudosen über ein elastisches Zwischenstuck miteinander verbunden werden können. Die Einbaudose wird durch einfaches Eindrucken in die Montageoff- nung lagegenau befestigt, wobei zwischen den Druckstegen und der benachbarten Wand der Montageoffnung eine feste form- schlussige Klemmverbindung hergestellt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bedienelement mit einer verbesserter Installationseinheit zu schaffen, das eine einfache Einhand-Montage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhangigen Ansprüche.

Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe durch ein Bedienelement mit einer Installationseinheit gelost, die eine Frontplatte sowie ein Halteelement aufweist, wobei das Bedienelement vor- zugsweise als elektrischer Schalter ausgebildet ist und mindestens ein Rastelement aufweist, und wobei das Bedienelement durch eine Öffnung bzw. einen Durchbruch in der Frontplatte in das Halteelement durch das mindestens eine Rastelement verrastend einfuhrbar ist.

Vorzugsweise weist das Bedienelement zwei Rastelemente auf, die aus Kunststoff gefertigt sind. Beim axialen Einpressen des Bedienelementes in den vorzugsweise zylindrischen Front- plattendurchbruch werden die vorzugsweise elastischen Randelemente in das Halteelement eingeführt. Die als Kunststoff- flugel ausgebildeten Rastelemente weisen vorzugsweise Einfuh- rungsscnragen und Einfuhr ungsradien auf. Beim Einfuhren des Bedienelements in den Frontplattendurchbruch legen sich die Kunststoffflugel an die Wandungen des Frontplattendurchbruchs an. Aus dieser Zwangslage resultieren Spannungen in den Kunststoffflugein, die sich gegen den Frontplattendurchbruch richten und damit das Bedienelement in der Frontplatte fixieren.

Das erflndungsgemaße Bedienelement mit Installationsemheit erfordert eine Montagekraft von maximal 8 bis 10 Newton. Er- findungswesentlich ist es, nach dem Einpressen des Bedienelementes in den Frontplattendurchbruch eine ausreichend große Spannkraft aufzubringen, um das komplette Halteelement in jeder Einbaulage sicher montieren zu können. Die Losung zeichnet sich dadurch aus, dass je nach Toleranzlage der Front- plattendurchbruche, der Kunststoffflugel oder der Umgebungstemperatur eine Spannkraft von maximal 45 Newton und mindestens 12 Newton aufgebracht wird. Dadurch wird selbst bei ungunstigen Einbauverhaltnissen eine hohe Funktionalitat gewährleistet .

Die Einfuhrungsschragen beziehungsweise Einfuhrungsradien der erfmdungsgemaßen Rastelemente haben eine zentrierende Funktion, die durch die flexiblen Flanken der Kunststoffflugel auch größere Schwankungen in den Formtoleranzen des Front- plattendurchbruchs ausgleichen. Die Kunststoffflugel dienen weiterhin zur Lageorientierung von Zubehörteilen. Dazu besitzen die Zubehörteile zahnformige Aussparungen und sind zum Bedienelement positionierbar. Dieser weitere Nutzen erfordert keine ergänzenden Bauteile.

Als Werkstoff für die erfindungsgemaßen Kunststoffflugel wird vorzugsweise Ultramid A3WG7/PA66 GF35 eingesetzt. Dies ist eine glasfaserverstärkte und warmealterungsbestandige Spritz ^¬ gussmasse für technische Artikel wie Zahnrader, Magnetventil- gehause, Kabelschlepper, Kfz-KraftstoffVerteiler und Bauteile für Kfz-Gangschaltungen. Die Alterungsbestandigkeit fuhrt da- zu, dass selbst nach mehrmaliger Montage die Kunststoffflugel noch eine ausreichende Spannkraft aufbringen, um die Montagekraft des Halteelements sicher zu überwinden. Die hohe Funktionalität und Prozesssicherheit der erfindungsgemaßen Kunststoffflugel ermöglicht automatisierte Montagevorgange.

Wird das Gehäuse des Bedienelementes aus Kunststoff ausgebildet, so werden die Kunststoffflugel direkt angespritzt. In der Druckgussausfuhrung werden die Kunststoffflugel auf die Metallrosette aufgepresst. Die Flanken der Kunststoffflugel legen sich beim Einpressen in die Zubehörteile an die Zahnflanken an. Dadurch ist es möglich, ohne weitere Bauteile in 90° Schritten Zubehörteile zu Befehlsgeraten zu positionieren. Wird die Position falsch gewählt, kann das Zubehörteil einfach weitergedreht werden, um schließlich in der folgenden Position erneut einzurasten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, eine halterlose Dauermontage von Blindstopfen zu realisieren. Die in ihrem inneren funktionslosen Verschlussstopfen bieten Platz zur Aufnahme eines angespritzten Federelementes. An beiden Enden der Federelemente werden Spannbacken angeformt.

Weitere Vorteile und Ausfuhrungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemaßen Bedienelements mit Installationseinheit;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Bedienelements;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Bedienelements mit einer

Frontansicht der erfindungsgemaßen Rastelemente;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Bedienelements mit einer Seitenansicht der Rastelemente nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnitts aus Fig. 3 mit dem erfindungsgemaßen Rastelement;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des auf dem Kopf liegenden Bedienelements mit angespritzten Kunststoffflugein ;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts aus Fig.6;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des auf dem Kopf lie- genden Bedienelements mit aufgesteckten Kunststoffflugein ;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten

Ausschnitts aus Fig.8;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Bedienelements mit Zubehörteil;

Fig. 11 eine Unteransicht des Bedienelements mit Zubehörteil nach Fig.10;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung eines als funktions ^¬ losen Verschlussstopfens ausgeführten Bedienelements; Fig. 13 eine Unteransicht des funktionslosen Verschlussstopfens nach Fig.12.

Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgema- ßen Bedienelements 1 mit einer Installationseinheit 2, die eine Frontplatte 3 sowie ein Halteelement 4 aufweist. Das Bedienelement 1 kann als Drucktaster 5, insbesondere als Doppeldrucktaster ausgeführt sein. Das Bedienelement 1 weist vorzugsweise ein zweiteiliges Gehäuse auf, das eine Rosette 6 und einen darauf aufgesetzten Frontring 7 umfasst. Die Rosette 6 weist einen zylindrischen Grundkorper auf und ist als Gehauseunterteil ausgeführt. Der als Gehauseoberteil des Bedienelements 1 fungierende Frontring 7 ist vorzugsweise als Superellipse ausgebildet und stellt somit eine Mischung aus Ellipse und Rechteck dar. Der Frontring 7 weist eine unterseitig angeordnete Auflageflache 8 auf, die jeweils rechts und links über die zentriert unter dem Frontring 7 angeordnete Rosette 6 hinausragt. Im Frontring 7 ist mindestens ein Drucktaster 5 angeordnet. An der Rosette 6 ist mindestens ein Rastelement 9 angeordnet. Das Rastelement 9 ist vorzugsweise flugelformig ausgebildet und weist zwei parallel zueinander verlaufende Flanken 10 auf, die jeweils in Einfuhrungsschra- gen 11 munden. Die Einfuhrungsschragen 11 gehen in den Kan- tenbereich 12 des Rastelements 9 über.

Die Frontplatte 3 ist vorzugsweise einteilig ausgebildet und weist zwei vorzugsweise im 90° Winkel zueinander angeordnete Flachen 13, 14 auf. In der Flache 13 der Frontplatte 3 ist ein zylindrischer Durchbruch 15 angeordnet. Das Bedienelement 1 kann so über die Rosette 6 von oben durch den Durchbruch 15 in der Frontplatte 3 eingeführt werden. Die Endfixierung des Bedienelements 1 erfolgt dann über ein unterseitig zur Frontplatte 3 angeordnetes Halteelement 4, in welchem die Rosette 6 des Bedienelements 1 verrastend eingeführt wird. Das Halteelement 4 weist eine Spannschraube 16 auf, die ein Verspannen des Halteelements 4 gegen die Frontplatte 3 ermöglicht. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des zylindrischen Grundkorpers des Bedienelements 1. Der als Rosette 6 ausgebildete Grundkorper weist vorzugsweise flugelformige Rastelemente 9 im oberen Drittel der Rosette 6 in unmittelba- rer Nahe zum Frontring 7 auf. Die Außengeometrie der Rosette 6 ist strukturiert ausgebildet, das heißt, es gibt sowohl glatte Flachen 17 als auch Ausnehmungen 18 am Außenrand der Rosette 6. Das Rastelement 9 ist in einer ebenfalls flugel- formig ausgebildeten Aussparung 19 der Rosette 6 angeordnet, die m einen rαnrungskanal 20 mundet .

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des zylindrischen Grundkorpers des Bedienelements 1 mit einer Frontansicht des er- fmdungsgemaßen Rastelements 9. Das Rastelement 9 ist in der ebenso ausgeformten Aussparung 19 angeordnet, die in den Fuh- rungskanal 20 mundet. Der Fuhrungskanal 20 wird durch zwei rechts und links vom Fuhrungskanal 20 ausgebildeten Randstrukturen 21, 22 ausgebildet. Diese Randstrukturen 21, 22 weisen Fuhrungsschragen 23 sowie Aussparungen 24 auf, die ein zielgerichtetes Einfuhren und Verrasten der Rosette 6 im Halteelement 4 ermöglichen.

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung des zylindrischen Grundkorpers des Bedienelements 1 mit einer Seitenansicht der Rastelemente 9. Die Rastelemente 9 weisen neben den Einfuh- rungsschragen 11 auch Einfuhrungsradien 25 auf, die das zielgerichtete Einfuhren und Verrasten der Rosette 6 erleichtern.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Aus- Schnitts aus Fig. 3 mit dem erfmdungsgemaßen Rastelement 9. Dargestellt sind außerdem die Flanken 10 des verrastenden Flugelelementes sowie die Emfuhrungsschragen 11.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung des auf dem Frontring 7 liegenden Bedienelements 1 mit angespritztem

Kunststoffflugel, der in Fig. 7 in einem vergrößerten Ausschnitt ebenfalls noch mal dargestellt ist. Eine derartige Ausfuhrungsform mit direkt angespritztem Kunststoffflugel ist dann vorgesehen, wenn die Rosette 6 aus Kunststoff gefertigt ist.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Darstellung des auf dem Frontring 7 liegenden Bedienelements 1 mit angepresstem

Kunststoffflügel, der in Fig. 9 in einem vergrößerten Ausschnitt ebenfalls noch mal dargestellt ist. Eine derartige Ausführungsform mit aufgepresstem Kunststoffflügel ist dann vorgesehen, wenn die Rosette 6 aus Metall gefertigt ist. Um das Rastelement 9 auf die Rosette 6 aufpressen zu können, ist an der Rosette 6 vorzugsweise ein domförmiger Vorsprung 26 angeordnet. Dieser Vorsprung 26 mündet beim Aufpressen des Kunststoffflügeis in ein Lochelement 27, das vorzugsweise zentriert im Kunststoffflügel angeordnet ist.

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bedienelements 1 mit einem Zubehörteil 28. Fig. 11 zeigt eine Unteransicht des Bedienelements 1 mit Zubehörteil 28. Beim Einpressen in das Zubehörteil 28 legen sich die Flanken 10 der Rastelemente 9 an Zahnflanken 29 des Zubehörteils 28 an. Diese Zahnflanken 29 sind vorzugsweise in definierten Abständen beispielsweise in 90° Schritten angeordnet, so dass das Bedienelement 1 ohne weitere Bauteile in definierten Abstanden zum Zubehörteil 28 positioniert werden kann. Wird die Positi- on falsch gewählt, kann das Zubehörteil 28 einfach weitergedreht werden, um schließlich in der folgenden Position erneut einzurasten.

Fig. 12 zeigt eine perspektivische Darstellung eines als funktionslosen Verschlussstopfens 30 ausgebildeten Bedienelements 1. Die funktionslosen Verschlussstopfen 30 oder auch Blindstopfen bieten in ihrem inneren Platz zur Aufnahme eines angespritzten Federelements 31. Außenseitig sind am zylindrischen Grundkόrper des Bedienelements 1 Spannbacken 32 ange- ordnet, die Einfuhrungsradien 31 aufweisen (Fig. 13) .

Fig. 13 zeigt eine Unteransicht des funktionslosen Verschlussstopfens 30 nach Fig. 12. Das erfindungsgemaße Bedienelement mit verbesserter Installa- tionsemhext ermöglicht eine einfache Einhand-Montage, die über Rastelemente umgesetzt wird.