CN114270463A - 电按键开关 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种电按键开关，具有：机械开关元件，所述机械开关元件具有触觉元件，所述触觉元件产生压力点，并且所述机械开关元件具有复位弹簧，所述复位弹簧产生复位力；相对于引导壳体可移动的操作元件，所述操作元件在移动时对相对于引导壳体位置固定地设置的开关元件抵抗其复位力地进行操作，其中在引导壳体和操作元件之间设置有至少一个有弹性的公差补偿元件，所述公差补偿元件的弹簧力的作用方向沿操作元件的操作方向和与开关元件的复位力相反地定向。

Description

电按键开关

技术领域

本发明涉及一种电按键开关，所述电按键开关具有：机械开关元件，所述机械开关元件具有触觉元件，所述触觉元件产生压力点，并且所述机械开关元件具有复位弹簧，所述复位弹簧产生复位力；相对于引导壳体可移动的操作元件，所述操作元件在移动时对相对于引导壳体位置固定地设置的开关元件抵抗其复位力地进行操作。

背景技术

车辆内部空间中越来越趋于将多个操作功能合并于一个操作面下。这能够通过使用传感器系统来实现，所述传感器系统例如具有电容传感器或者力敏感传感器。

在多个车辆领域中，在此始终期望触觉反馈。成本适宜的方式在此是被动触觉的实施，即线性或旋转支承的操作面，所述操作面基于开关垫、微型开关、速动盘、止动螺栓等经过限定的力-位移曲线。

为了尽管“传统的”技术仍给予操作元件现代的图像，存在如下期望，在开关位移越来越短的情况下为传感器提供“清晰的”反馈。这当然在考虑在整个产品寿命周期中的全部公差的情况下适用。

为了能够符合所述要求，借助申请DE 10 2014 003 087已经提出一种方法，所述方法通过调整系统可以补偿在安装之后在生产工艺中的差异。

所述系统的缺点是，尤其在操作面大时和在结构空间小时并非始终可行的是，这种系统从外部可接近或者集成到结构空间中。

发明内容

任务因此在于，发展公差补偿，所述公差补偿需要小的结构空间，是易于接近的，没有附加的调节过程即起作用并且在此能够实现短冲程触觉。

所述任务根据本发明通过如下方式来解决，在引导壳体和操作元件之间设置有至少一个有弹性的公差补偿元件，其弹簧力的作用方向沿操作元件的操作方向和与开关元件的复位力相反地定向。

在此，公差补偿元件可以选择性地设置成，使得其加载压力或拉力。

附图说明

在下文中，本发明的实施例应根据附图被示出并且被详细阐述。

附图示出：

图1示出根据本发明的按键开关，

图2示出根据图1的按键开关的剖面图，

图3示出根据图1的按键开关的分解图，

图4示出根据现有技术的按键开关，

图5示出根据图4的按键开关的剖面图，

图6示出根据现有技术的按键开关的第一力-位移曲线，

图7示出根据现有技术的按键开关的第二力-位移曲线，

图8示出根据现有技术的按键开关的第三力-位移曲线，

图9示出根据本发明的按键开关的第一力-位移曲线，

图10示出根据本发明的按键开关的第二力-位移曲线，

图11示出根据本发明的按键开关的第三力-位移曲线，

图12示出根据现有技术的按键开关的示意图，

图13示出根据本发明的按键开关的示意图。

具体实施方式

图4和图5示意性地示出根据现有技术的电按键开关的构造。所述电按键开关具有引导壳体10，在所述引导壳体之内设置有开关元件30和用于开关元件30的操作元件20。

引导壳体10构成为大致方形的中空体。所述引导壳体由在一侧敞开的壳体上部件12构成，其敞开侧通过基座板18并且在此附加地通过电路板16封闭，其中在电路板16上至少设置有开关元件30。

操作元件20构成按键22，所述按键伸入到壳体上部件12的挡板缺口14中。侧向伸出地，操作元件20一件式地构成两个支撑连接片24，所述支撑连接片在按键开关的未操作状态下贴靠在壳体上部件12的下侧处并且在那里用作为端部止挡。操作元件20的下侧贴靠在开关元件30的开关推杆34处并且通过在开关元件30中存在的复位弹簧32的力保持在其初始位置中。

开关元件30优选地可以实施为微型开关。在按键22的按压操作时，通过开关推杆34首先将复位弹簧32压缩在一起，所述复位弹簧借助其弹簧力作用于在微型开关30中包含的速动盘(Schnappscheibe)36上。在对速动盘36的足够大的力作用的情况下，所述速动盘从其稳定的初始位置中跳转到亚稳位置中，在所述亚稳位置中，所述速动盘闭合或打开电路板16上的开关触点。

在释放按键22时，复位弹簧32松弛，由此速动盘36跳回到其初始位置中，并且操作元件20通过复位弹簧32的复位力回引到其初始位置中。

在所述相对简单地构造的按键开关中，然而考虑构件公差，所述构件公差使产生最佳的的短冲程触觉变难。如果设有由多个这种按键开关构成的装置，所述按键开关应具有尽可能一致的开关触觉，这被视为更困难。

如果构件的尺寸由于制造决定的形成尺寸偏差，使得在引导壳体10的壳体上部件12和操作元件20的支撑连接片24之间或在操作元件20和开关元件30的开关推杆34之间形成间距，那么出现操作元件20在引导壳体10中的松动的“不稳定”的安放，这引起在操作时“过软的”开关感觉。

如果相反地构件的制造决定的尺寸引起，开关元件30的复位弹簧32在操作之前已经明显地预紧，那么可以发生，推杆直至速动盘的跳转仅仍经过非常小的操作位移并且速动盘由于开关滞后在此之后保留在操作位置中。

这通过图6至图8图解说明。在所述图中，对于上述情况分别示例性地对于操作元件20的操作位移s绘制开关元件30的操作力F。

图8定性地示出按键开关的理想的力-位移变化曲线。曲线的上部部分示出通过复位弹簧32压缩在一起在操作路径s上操作力F的升高。在切换点P(“峰值力”)处在曲线的中间部分中的下陷示出速动盘36的跳转。曲线的端点在端部止挡E处达到。

曲线的虚线部分草绘出松开按键22之后在操作元件20返回到其初始位置中时的力-位移变化曲线。可见的是，力-位移变化曲线在s＝0处在力F＞0时开始和结束。图6示出在按键开关有间隙时的力-位移变化曲线，其中在操作位移s＞0时才开始力上升。在此在没有操作力的情况下(F＝0)操作位移s不能明确地确定，这引起提到的咔哒声的构造。

而图7示出相反的如下情况，操作元件20通过开关元件30的弹簧力过强地预紧。在此在短的操作位移之后出现速动盘36的一次响应，所述速动盘但是在此之后由于开关滞后不再能够返回到其初始位置中。

具有这样大的尺寸偏差的按键开关是不能用的并且通常在生产时已经挑出。但是从中得到如下结论，对于按键开关的可靠的功能，操作冲程不能够小于允许的公差位移，所述公差位移也可能以不利的方式相加。这加难具有非常短的操作冲程的成本适宜的按键开关的构造。

以简单的方式解决所述问题的电按键开关在图1至图3中以不同的视图示出。因为其构造在多个细节中与在上文中描述的按键开关一致，可以不重新描述已经阐述的组件和其功能方式。为了更好的可比较性，在此相同的或起相同作用的部件也用迄今使用的附图标记表示。在下文中尤其应描述构造和功能方式中的区别。

在图1至图3中示出的按键开关与在上文中描述的已知构造方式的按键开关的区别在于，在引导壳体10和操作元件20之间设置有至少一个有弹性的公差补偿元件40，其弹簧力的作用方向沿操作元件20的操作方向和与开关元件30的复位力相反地定向。

在此处示出的实施例中，示例性地设有两个公差补偿元件40，所述公差补偿元件构成为螺旋弹簧。在图3的分解图中并且特别好地在图2的剖面图中可见的是，这两个螺旋弹簧40彼此平行地分别设置在壳体上部件12的内侧和操作元件20的支撑连接片24之间，并且分别朝向开关元件30的方向施加弹簧力。

在操作元件20未操作时，公差补偿元件40的弹簧力与开关元件30的复位弹簧32的弹簧力处于平衡。这引起，按键22的操作始终在没有力的情况下开始并且操作力在此之后近似线性地升高。由此，实现至少在质量方面地始终相同的触觉。

有弹性的公差补偿元件40此外在操作方向上实现操作元件20在引导壳体10之内的无间隙的支承，其中操作元件20在引导壳体10之内的位移公差通过螺旋弹簧40补偿。

在附图中示出的构造当然是纯示例性的，以便说明本发明的构思的原理，并且能够以多种方式变型，而不脱离本发明的范围。对于本发明的构思表征性的是，公差补偿元件40在操作元件20的上部端部止挡上游作用于操作元件20。

在任意情况下，至少一个公差补偿元件40的力作用在按键22的操作方向上和与通过开关元件30的复位弹簧32的力方向相反的方向上。在此，可以设有一个或多个有弹性的公差补偿元件40，其中可以使用拉伸弹簧或压缩弹簧。

在图9至图11中示出根据本发明的按键开关的三个力-位移图表。在此说明对于具有开关组件的制造决定的尺寸变化的按键开关的不同的力-位移变化曲线，所述开关组件在传统构造的按键开关中会引起咔哒声(图9)、卡住(图10)或正常功能(图11)。

由于按键开关的根据本发明的实施方案，在此，全部曲线示出相同的定性的变化曲线。可见的是，全部开关曲线在操作按键22时分别没有力地、即以操作力F＝0开始并且在松开按键22之后也再次在操作力F＝0处结束。仅速动盘36的切换点P的相应的位置轻微地关于操作位移s改变。

按键22的开始和结束位置s＝0通过复位弹簧32和公差补偿元件40的平衡位置来确定，并且由于弹簧公差在不同的按键开关中会容易地不同地形成，然而不妨碍功能。

根据现有技术的按键和根据本发明的按键的不同表现的原因应根据图12和13进一步地图解说明。

在图12中草绘的根据现有技术的按键开关的切换点的位置中研究开关组件的不同的制造决定地应或多或少地良好遵循的尺寸。

这尤其是开关推杆34超出电路板16的高度A，操作元件20沿开关方向的尺寸B，以及还有引导壳体10超出电路板16的高度C，这共同地一起确定开关位移公差Stol_1。操作元件20相对于开关元件30的位置因此主要通过不同的开关组件的尺寸偏差来影响。

与此相反地，在图13中草绘地示出的根据本发明的按键开关中，操作元件20的初始位置主要通过两个弹簧系统、即一侧的开关元件30的复位弹簧32和另一侧的公差补偿元件40的平衡位置来确定，所述弹簧系统补偿开关组件的在此同样存在的尺寸偏差的大部分。借此，可以实现明显更小的开关位移公差Stol_1，并且通常仅为传统构造的开关的开关位移公差Stol_1的一小部分。

通过根据本发明的装置因此实现，各个组件的公差对开关位移的影响降低。

有利的是，不需要校准，并且从中得出，不必实现对调节系统的外部的接近。同样有利的是，通过公差补偿元件实现软的端部止挡，通过所述端部止挡减小在达到端部止挡时的噪声生成。

另一优点是，根据本发明的构造也补偿温度和湿度的影响。

附图标记列表：

10 引导壳体

12 壳体上部件

14 挡板缺口

16 电路板

18 基座板

20 固定元件

22 按键

24 支撑连接片

30 开关元件(微型开关)

32 复位弹簧

34 开关推杆

36 速动盘(触觉元件)

40 (多个)公差补偿元件(螺旋弹簧)

A，B，C 开关组件的尺寸

E 端部止挡

F 操作力

P 切换点(峰值力)

s 操作位移

Stol_1，Stol_1 开关位移公差

Claims (3)

1.一种电按键开关，具有：

机械开关元件(30)，所述机械开关元件具有触觉元件(36)，所述触觉元件产生压力点，并且所述机械开关元件具有复位弹簧(32)，所述复位弹簧产生复位力；

相对于引导壳体(10)可移动的操作元件(20)，所述操作元件在移动时对相对于引导壳体(10)位置固定地设置的开关元件(30)抵抗其复位力地进行操作，

其特征在于，

在所述引导壳体(10)和所述操作元件(20)之间设置有至少一个有弹性的公差补偿元件(40)，所述公差补偿元件的弹簧力的作用方向沿所述操作元件(20)的操作方向和与所述开关元件(30)的复位力相反地定向。

2.根据权利要求1所述的开关装置，

其特征在于，

所述开关元件(30)是微型开关。

3.根据权利要求1所述的开关装置，

其特征在于，

所述操作元件是按键或者构成为具有按键。

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