Schaltelement zum Betätigen einer Einstellgrösse

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltelement gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, ein Hörgerät mit einem Schaltelement sowie ein Verfahren zum Betreiben des Schaltelementes .

Heute werden bei so genannten Im-Ohr-Hörgeräten digitale Potentiometer verwendet, welche durch Drehen eines vorstehenden Knopfes in Uhrzeiger- resp. Gegenuhrzeigersinn mit dem Finger betätigbar sind. Beispielsweise dienen diese Drehknöpfe zur Lautstärkenregelung, zur Regelung von Höhe/Tiefe, etc. Durch die Drehbewegung werden über eine Mechanik impulsförmige Ein-/Ausschaltungen bewirkt. Diese Impulse können dann von der Elektronik ausgewertet werden, und das Gerät beispielsweise leiser oder lauter stellen.

Als nachteilig wird bei dieser Art von

Lautstärkenregulierung die mehrmalige Drehbewegung des Fingers in der Ohrmuschel empfunden. Zudem werden diese Fingerbewegungen im Ohr als Geräusch via Mikrofon,

Verstärker und Reciver auf das Trommelfell übertragen. Durch diese Geräusche wird die Lautstärkenanpassung erheblich erschwert.

Die Problematik besteht also auf engstem Raum eine Lösung zur Unterbringung der beschriebenen Komponenten zu finden. Im Stand der Technik werden eine Reihe Lösungen beschrieben, wie beispielsweise in der EP 0 311 233, wo am Batteriedeckel eines Hörgerätes zwei vorstehende

Kontaktdrähte angebracht sind zur Betätigung des volume controls. Der Abstand zwischen diesen beiden Kontaktdrähten ist sehr klein, so dass Fehlmanipulationen sehr wahrscheinlich sind.

In der EP 1 574 770 äquivalent der US 2005/0178644 wird ein Drehschalter beschrieben, aufweisend eine Kontaktfeder, welche mittels eines Drehknopfes von oder zu zwei zugeführten Kontaktteilen getrieben wird. Der Aufbau ist sehr aufwendig und kompliziert und insbesondere für Hörgeräte, wo bei kleinsten Raumverhältnissen ein derartiges volume control unterzubringen ist, sehr ungeeignet .

Die US 5 818 324 beschreibt wiederum einen Drehknopf zum Betätigen eines spulenartigen Federrakels, wobei die einzelnen Spulenwindungen abgekantet sind, und wobei die Spule mit einer Gleiterzone in Kontakt gebracht wird mittels Drehen bzw. Pressen des Drehknopfes gegen das Federrakel . Die DE 44 21 812 schliesslich beschreibt einen Drehknopf für den Potentiometer, mittels welchem eine Schleiffeder entlang einer Kontaktbahn bewegt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Schaltelementes, mittels welchem auf kleinstem Raum und für elektronische Kleinstgeräte

Stellgrössen, wie beispielsweise Lautstärke, eingestellt bzw. geregelt werden können.

Zur Realisierung der Aufgabe wurde auf die Möglichkeit der Funktionserkennung über Widerstände durch die Elektronik genutzt. Dadurch reduzieren sich Verbindungen auf dem Hybrid auf zwei Leiter und die sowieso vorhandenen Programmierkontakte können zur Kontaktierung und

Signalübertragung genutzt werden. Das auf dieser Basis erfindungsgemäss vorgeschlagene Schaltelement ist gekennzeichnet durch den Wortlaut nach Anspruch 1.

Vorgeschlagen wird ein Schaltelement zum Betätigen einer Einstellgrösse an einem elektronischen Kleinstgerät, wie beispielsweise einem Hörgerät, welches ein mindestens dreisternförmige Schenkel aufweisendes Drehelement aufweist, wobei die Schenkel elektrisch leitend ausgebildet sind, und untereinander leitend verbunden sind. Weiter vorgesehen ist ein mit dem Drehelement verbundenes, federnd gelagertes Rückstellelement sowie mindestens zwei elektrische Leiterkontakte, welche durch Drehen des Drehelementes im untereinander leitenden Kontakt schaltbar sind. Wie bereits oben erwähnt, erfolgt die Funktionserkennung über Widerstände, womit weiter vorgeschlagen wird, mindestens einen der Kontakte mit einem Widerstandselement zu verbinden, derart, dass beim Verbinden der beiden Kontakte mittels Drehen des Drehelementes der elektrische Kontakt über das Widerstandselement geführt ist.

Um mindestens zwei Schaltvorgänge funktionsmässig erfassen zu können, wird vorgeschlagen mindestens zwei Widerstandselemente anzuordnen, je eines mit einem der beiden Leiterkontakte verbunden, derart, dass mittels

Drehbewegung des Drehelementes die beiden Leiterkontakte in zwei unterschiedlichen Stellungen untereinander verbindbar sind. Und zwar in der einen Stellung so, dass die leitende Verbindung über das eine Widerstandselement geführt ist, und in der anderen Stellung über das andere bzw. zweite Widerstandselement .

Im Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Rückstellelement derart federnd gelagert ist, dass das Drehelement bei Nichtbetätigen in einer die Leiterkontakte nicht verbindenden Stellung gelagert ist. Beim Rückstellelement kann es sich beispielsweise um ein wippenartiges Element handeln, welches derart federnd gelagert ist, dass es in seiner Ruheposition bzw. Mittelstellung das Drehelement in die beiden Leiterkontakte nicht elektrisch verbindenden Stellung positioniert.

Wiederum gemäss einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, dass das Drehkreuz in axialer Richtung federnd gelagert ist, derart, dass in Federrichtung gedrückter Stellung dem Drehelement bei Drehbewegung ein höherer mechanischer Widerstand entgegenwirkt als bei entlasteter Federung.

Die beiden Leiterkontakte können weiter mit einer Menüschaltung verbunden sein, mittels welcher die zu betätigenden Einstellgrössen bestimmbar sind, wie im Falle eines Hörgerätes die Lautstärke, Höhe-/Tiefebalance, etc.

Wiederum gemäss einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich das erfindungsgemäss vorgeschlagene Schaltelement im Bereich eines Batteriefaches anzuordnen, womit die

beiden Leiterkontakte direkt von der Batterie speisbar sind.

Wie bereits oben erwähnt, eignet sich das erfindungsgemässe Schaltelement insbesondere für das Regeln von Einstellgrössen bei Hörgeräten, wie insbesondere Im-Ohr- Hörgeräten.

Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Dabei zeigen: Fig. Ia - Ic in Perspektive das Drehelement des erfindungsgemässen Schaltelementes in Ruhestellung, in erster Schaltstellung und zweiter Schaltstellung,

Fig. 2a u. 2b in Perspektive von oben das Rückstellelement in "Ruheposition" und das Drehelement in entsprechender "Ruhestellung",

Fig. 3a u. 3b in Perspektive von oben das Rückstellelement in der einen Schaltposition und damit verbunden das Drehelement in entsprechender Schaltposition,

Fig. 4 im Schnitt die axiale Lagerung des Drehelementes ,

Fig. 5 ein erfindungsgemässes Schaltelement, vorgesehen um an einem Batteriedeckelgehäuse angeordnet zu werden, und

Fig. 6 die zusammengesetzte Abdeckung eines Batteriegehäuses .

Die Figuren Ia bis Ic zeigen das erfindungsgemässe Schaltelement 1 in Perspektive von oben in den drei vorgesehenen Schaltpositionen.

Figur Ia zeigt das Schaltelement in sogenannter "Ruheposition" , bei welcher kein Schaltvorgang ausgelöst wird. Das Schaltelement umfasst die beiden Leiterkontakte 3 und 5, welche an ihren Enden je mit einem Widerstandselement 13 bzw. 15 verbunden sind. Vorgesehen für das elektrisch leitende Verbinden der beiden Leiterkontakte 3 und 5 ist ein Drehelement bzw. Drehkreuz 7, aufweisend drei sternförmig angeordnete Schenkel 9, welche elektrisch leitend und auch leitend untereinander verbunden sind. In der Stellung der Drehelemente 7 gemäss Figur Ia sind die beiden Leiterkontakte 3 und 5 nicht miteinander elektrisch leitend verbunden.

Gemäss Figur Ib ist das Drehkreuz 7 im Uhrzeigersinn nach rechts gedreht, womit die sternförmigen Schenkel einen Kontakt zwischen den beiden Leiterkontakten 3 und 5 herstellen, welcher über das Widerstandselement 15 geführt ist. Aufgrund der Grosse des Widerstandselementes kann nun erkannt werden, welche Funktion bzw. welche Stellgrösse mittels des Schaltelementes 1 zu verändern bzw. einzustellen ist.

Gemäss Figur Ic ist das Drehkreuz 7 im Gegenuhrzeigersinn nach links gedreht, womit mittels des sternförmigen

Schenkels 9 wiederum ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Leiterkontakten 3 und 5 hergestellt ist, in diesem Fall jedoch geführt über das Widerstandselement 13. Da dieses Widerstandselement 13 einen anderen Widerstand

aufweist als das Widerstandselerαent 15 kann nun erkannt werden, welche Funktion mittels des Schaltelementes auszulösen ist bzw. welche Stellgrösse zu verändern ist. Konkret heisst dies, dass beispielsweise gemäss Stellung in Figur Ib die Lautstärke aufgrund Erkennung des

Widerstandselementes 15 erhöht wird, währenddem gemäss Stellung in Figur Ic und Erkennung des Widerstandselementes 13 die Lautstärke erniedrigt wird.

In den Figuren 2a und 2b ist wiederum in Perspektive und teilweise in abgedecktem Zustand perspektivisch dargestellt, wie das Drehelement 7 bzw. die sternförmigen Schenkel 9 mit einem Rückstellelement 21 verbunden sind. In Figur 2a ist das wippenartige Rückstellelement 21 unterhalb des Drehelementes 7 angeordnet, welche Wippe 21 je endständig an den beiden Schenkeln mittels der beiden Federwiderständen 23 und 25 gelagert ist. Die beiden Federwiderstände 23 und 25 sind in Durchgängen gelagert, welche in Figur Ia mit 10 und 12 bezeichnet sind, und welche selbstverständlich frontseitig entsprechend verschlossen sind. Bei der Stellung gemäss Figur 2a handelt es sich um die Ruhestellung, d.h. die beiden Federn 23 und 25 sind im sogenannten Gleichgewicht. Figur 2b zeigt das mittels eines Drehknopfes 31 überdeckten Drehelement, wobei nun lediglich die sternförmigen Schenkel 9 teilweise erkennbar sind. Deutlich sichtbar ist, dass sich das

Drehelement in Ruhestellung, analog Figur Ia befindet.

In den Figuren 3a und 3b ist eine Schaltstellung, wiederum in Perspektive von oben, erkennbar, wobei die Ansichten analog denjenigen der beiden Figuren 2a und 2b sind. In

Figur 3a ist das wippenartige Rückstellelement 21 in gekippter Stellung erkennbar, wobei die Feder 25 zusammengedrückt und die Feder 23 entlastet ist. Dies wird möglich durch Drehen des Drehknopfes 31, wie in Figur 3b dargestellt. In dieser Stellung sind nun die beiden

Leiterkontakte 3 und 5 leitend über das Widerstandselement 13 miteinander verbunden. Mit anderen Worten entspricht diese Stellung derjenigen wie dargestellt in Figur Ic.

Es versteht sich nun von selbst, dass das Betätigen eines derartigen Drehknopfes auch bei äusserst kleiner

Dimensionierung mittels eines Fingers problemlos möglich ist, da keine feine Justierung bzw. Betätigung eines beispielsweise radartigen Drehteils nötig ist. Zudem ist es möglich, den Drehknopf 31 mit zusätzlich nach oben vorstehenden Noppen oder Rippen zu versehen, so dass ein Drehen mittels eines Fingers weiter vereinfacht wird.

Der Benutzer eines Hörgerätes kann nun durch Drehen des Drehknopfes 31 des erfindungsgemässen Schaltelementes 1 auf einfache Art und Weise, beispielsweise die Lautstärke erhöhen oder erniedrigen.

Figur 4 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt des Drehknopfes des erfindungsgemässen Schaltelementes 1, wobei deutlich erkennbar ist, dass das mittige Drehelement in axialer Richtung federgelagert ist. Durch Drücken mittels eines Fingers in Pfeilrichtung Fl was durch den vorhandenen Spalt 32 möglich ist entsteht beim Drehen ein erhöhter mechanischer Widerstand, so dass Fehlmanipulationen weitgehendst verunmöglicht werden. Beim Entlasten der axialen Federung hingegen entfällt der mechanische

- S -

Widerstand, so dass infolge der Gegenkraft F2 der Kontaktfeder 22 eine selbstständige Rückstellung des Drehknopfes bzw. der Wippe 21 mittels der beiden Federn 23 und 25 (in Figur 4 nicht dargestellt) in die Nullposition erfolgt.

Anhand der beiden Figuren 5 und 6 soll dargestellt werden, wie ein erfindungsgemäss vorgeschlagenes Schaltelement 1 sinnvollerweise in einem elektronischen Kleinstgerät, wie beispielsweise einem Hörgerät, angeordnet werden kann. Bevorzugt ist das Anordnen im Bereich eines Batteriefaches bzw. integriert in eine Abdeckung 41 für das Verschliessen eines Batteriefaches. Diese Abdeckung 41 kann dergestalt sein, dass ein erfindungsgemässes Schaltelement 1 im Gehäuse in Ausnehmungen 32, 34 und 38 mittels Anschlüssen 33 und 35 sowie Nocken 36 einsteckbar oder einklickbar angeordnet werden kann. Rückseitig können die beiden Anschlüsse 33 und 35 aus der Abdeckung herausragen.

Figur 6 zeigt das Schaltelement 1 in im Gehäuse 41 eingestecktem Zustand. Weiter ist es möglich, in der Batteriefachabdeckung 41 eine zusätzliche öffnung 43 vorzusehen, beispielsweise für das Betätigen einer Menüschaltung, welche mit den beiden Kontaktanschlüssen 33 und 35 verbunden ist. Mittels dieser Menüschaltung kann wahlweise zwischen verschiedenen Stellgrössen ausgewählt werden, welche mit dem erfindungsgemässen Schaltelement einzustellen bzw. zu betätigen sind. Wiederum im Falle eines Hörgerätes kann dies die Lautstärkeregelung sein, die Regelung Höhe/Tiefe, die Regelung Einfluss durch Umgebungswärme unterdrücken bzw. zulassen, etc.

Bei dem unter Bezug auf die Figuren 1 bis 6 dargestellten Schaltelement, wie beispielsweise eines Potentiometers, handelt es sich selbstverständlich nur um ein Ausführungsbeispiel, welches lediglich zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung dient.

Selbstverständlich ist es möglich, das Drehelement andersartig auszubilden, anstelle eines wippenartigen Rückstellelementes ein mittels einer Rundfeder gelagertes Rückstellelement vorzusehen, anstelle von Zweileiterkontakten mehrere Leiterkontakte vorzusehen, welche je nach Rotationsauslenkung des Drehelementes unterschiedlich untereinander verbindbar sind, etc., etc.

Anhand der vorliegenden Erfindung wird dargelegt, wie die Erkennung eines Schaltzustandes bzw. einer Potentionmeterdrehrichtung über Widerstände, wie im vorliegenden Fall, über mindestens zwei unterschiedliche Widerstände erfolgt. Diese Anordnung lässt es zu, dass bei Kurzschluss der beiden Leiterbahnen vor dem Potentiometer ein Programmschalter erkannt wird, welcher entscheidet wie und in welcher Art eine Stellgrösse verändert bzw. eingestellt wird. Zudem ist es selbstverständlich möglich, über den Kurzschluss und über die beispielsweise beiden Widerstände weitere Funktionen in derselben Anordnung, wie beispielsweise den Batteriedeckel, zu bewirken, wie beispielsweise eine zusätzliche Programmschaltung. Im Weiteren ist es wiederum möglich, eine zusätzliche Menüschaltung mit den beiden Leiterbahnen zu verbinden, um jeweils festzulegen, welche Stellgrösse verändert bzw. eingestellt wird.

Durch die Verbindung von Potentiometer und Programmschalter über zwei Kontakte und angeordnet beispielsweise im Batteriedeckel, kann die Anzahl von zu produzierenden Einzelteile für elektronische Kleinstgeräte, wie beispielsweise Hörgeräte, wesentlich reduziert werden.

Zudem ist das erfindungsgemäss vorgeschlagene Schaltelement einfach und sicher bedienbar, womit Fehlschaltungen bzw. Fehlmanipulationen reduziert bzw. ausgeschlossen werden können. Wiederum ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Schaltelementes, insbesondere in Verbindung mit dem erwähnten Batteriedeckel, führt dazu, dass unterschiedliche Bedienelemente an ein und demselben Hörgerät angeordnet werden können. Die Bestückung der Bedienelemente kann somit erst durch den Akustiker erfolgen, und somit kann der Akustiker seinem Kunden diverse Optionen zur Verfügung stellen ohne dass das Hörgerät im Labor umgebaut werden muss. Dies verursacht weder Kosten noch Wartezeiten für den Kunden.

Ein weiterer Vorteil ist die Nutzung von Platz auf dem Batteriefach für die Bedienelemente. Dadurch wird eine freiere Platzierung der Mikrophone ermöglicht und das Hörgerät kann dementsprechend klein gebaut werden.