DE10032518C1

DE10032518C1 - Mehrstufige elektrische Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE10032518C1
Application number: DE2000132518
Authority: DE
Inventors: Helmut Brantsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: DE10032518C5

Abstract

Eine mehrstufige elektrische Schaltvorrichtung enthält ein Betätigungsbauteil (20) und wenigstens zwei Schalter (12¶1¶, 12¶2¶, 12¶3¶) mit je einem von dem Betätigungsbauteil (20) betätigbaren Betätigungselement (14) zum Schalten des zugehörigen Schalters. Die Anordnung des Betätigungsbauteils (20) und der Betätigungselemente (14) ist derart, dass die Betätigungselemente bei einer Betätigung des Betätigungsbauteils nacheinander betätigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige elektrische Schalt vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mehrstufige elektrische Schaltvorrichtungen bzw. mehrstufige elektrische Taster sind meistens derart aufgebaut, dass bei Betätigung eines Betätigungsbauteils, beispielsweise eines Stößels, um eine erste Hubstrecke ein erstes Kontaktelement zum Schließen von Schaltkontakten bewegt wird und bei weite rer Bewegung des Betätigungsbauteils um eine zweite Hubstre cke ein weiteres, in dem Schalter befindliches Kontaktelement betätigt wird. Solche Schaltvorrichtungen sind in ihrem Auf bau im Allgemeinen verhältnismäßig kompliziert.

Aus der GB 1 013 153 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, bei der eine Selektorplatte beim Einschieben in ein Gehäuse Schaltelemente mit Hilfe von Vorsprüngen und/ oder Vertiefun gen an der Oberfläche des Betätigungsbauteils in vorbestimm ter Weise betätigt und in seiner eingeschobenen Stellung ei nen definierten Schaltzustand herstellt. Je nach eingeschobe ner Selektorplatte können unterschiedliche Schaltzustände hergestellt werden.

In der DE 36 13 702 A1 wird eine drehbare Schaltvorrichtung gezeigt, die in Drehrichtung gleichzeitig eine Gruppe von mehreren Schaltern bei einer definierten Drehstellung betä tigt. Die Betätigung erfolgt durch eine Anordnung von Nocken an einem Betätigungsbauteil, wobei die Betätigungskräfte zum Betätigen der Schalter von einem zusätzlichen elastisch wir kenden Druckübertragungsteil übertragen werden. Bei einer fortschreitenden Drehung des Betätigungsteils in eine nächste Schaltstufe werden die vorherigen Schalter entlastet und keh ren in ihre Ausgangsstellung zurück.

In der DE 44 13 182 A1, von der im Oberbegriff des Hauptan spruchs ausgegangen wird, ist eine Schaltvorrichtung be schrieben, bei der ein mit Steuernocken linear bewegbares Be tätigungselement als Schieber mit Nocken mehrere Schalter nacheinander betätigt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, bei Betätigung des Schiebers nacheinander verschiedene Schaltzustände von mehreren Schaltern zu durchlaufen, wobei die betätigten Schalter bei einer Weiterbewegung des Schie bers in ihre Ausgangsstellungen zurückkehren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße elektrische Schaltvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie bei einfachem Aufbau eine hohe Funktionssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung werden mehrere, an sich voneinander unabhängige und unabhängig voneinander betätigbare Schalter von dem Betätigungsbauteil bei dessen zunehmender Betätigung bzw. Bewegung nacheinander betätigt werden und mittels der Anlagefläche bei einer weiteren Bewe gung des Betätigungsbauteils in ihrem Schaltzustand gehalten. Je nach Anzahl der verwendeten Schalter können dabei zahlrei che Schaltstufen nacheinander realisiert werden, ohne dass der Aufbau des Betätigungsgliedes dadurch komplizierter wird. Jede Schaltstufe wird mit gleicher Zuverlässigkeit geschaltet und besitzt, bei gleicher elektrischer Kontaktbelastung, die gleiche Zuverlässigkeit.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung gerichtet.

Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung kann je nach Ausbil dung der in ihr enthaltenen Schalter für unterschiedlichste Anwendungsfälle vorgesehen werden, beispielsweise zum Schal ten von Funktionen in elektronischen Geräten, wie Audio- oder Videogeräten, in elektrischen Maschinen, in Automobilen usw.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeich nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu tert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Schaltvorrichtung,

Fig. 2 funktionswesentliche Teile der Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1 in unterschiedlichen Schaltstellungen,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf funktionswesentliche Teile einer zweiten Ausführungsform der Schaltvor richtung, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 weist eine mehrstufige elektrische Schaltvor richtung ein Gehäuse 2 mit einer Rückwand 4 und einer Vorder wand 6 auf, die einen Innenraum 8 begrenzen.

An der Rückwand 4 ist eine Leiterplatte 10 befestigt, die drei Schalter 12 ₁, 12 ₂ und 12 ₃ trägt. Jeder der Schalter 12, die mit einem Gehäuse versehen sein können, weist ein Betäti gungselement 14 auf, das im dargestellten Beispiel ein senk recht zur Leiterplatte 10 in dem nicht dargestellten Gehäuse des jeweiligen Schalters 12 verschiebbar geführter Schaltstö ßel ist, bei dessen Bewegung in dem Schalter vorhandene Kon takte geschlossen oder geöffnet werden.

Durch eine in der Oberseite des Gehäuses 2 zwischen der Rück wand 4 und der Vorderwand 6 ausgebildete Führungsöffnung 16 ragt ein Stößel 18 eines Betätigungsbauteils 20 hindurch, das an seinem oberen Ende einen Betätigungsknopf 22 aufweist.

Zwischen dem Betätigungsknopf 22 und der Oberseite des Gehäu ses 2 ist eine Feder 24 angeordnet, die das Betätigungsbau teil 20 nach oben gegen einen nicht dargestellten Anschlag vorspannt, der zwischen einer am Stößel 18 ausgebildeten Nase und einer in der Vorderwand 6 ausgebildeten Nut gebildet ist. In der dargestellten Stellung befindet sich das Betätigungs bauteil 20 in seiner oberen, durch den Anschlag gebildeten Ruhestellung.

In einer Bohrung der Vorderwand 6 ist eine Kugel 26 von einer Feder 28 gemäß Fig. 1 nach links gegen den Stößel 18 vorge spannt. Der Stößel 18 ist mit Ausnehmungen 30 _1,, 30 ₂ und 30 ₃ ausgebildet.

Der Stößel 18 weist an seinem vorderen Ende eine Schrägfläche 32 auf, die mit den Betätigungselementen 14 der Schalter 12 zusammenarbeitet. Die Schrägfläche 32 geht in eine längs des Stößels 19 ausgebildete Anlagefläche 34 über.

Das Gehäuse 2, das zur Montage der Leiterplatte 10 mit den darauf befindlichen Schaltern 12, des Betätigungsbauteils 20 und der Kugel 26 mehrteilig ausgebildet sein kann, und das Betätigungselement 20 bestehen beispielsweise aus Kunststoff. Nicht eingezeichnet sind auf der Leiterplatte 10 vorhandene Leiterbahnen, an die Kontakte der Schalter 12 angeschlossen sind und die mit einem Steckfuß oder einem Anschlusskabel verbunden sind.

Die Funktion der beschriebenen Schaltvorrichtung ist wie folgt:
Wenn das Betätigungselement 20 aus der dargestellten Ruhelage (Fig. 2a) nach unten gedrückt wird, kommt die Schrägfläche 32 in Anlage an das Betätigungselement 14 des obersten Schalters 12 ₁ und drückt dieses gemäß Fig. 1 nach links zur Betätigung des Schalters 12 ₁. Bei weiterer Bewegung nach unten des Betä tigungselements 20 gelangt das betätigte Betätigungselement 14 des Schalters 12 ₁ in Anlage an die Anlagefläche 34 des Stößels 18, so dass es in der betätigten Stellung verharrt. Die unterste Ausnehmung 30 ₁ des Stößels 18 ist derart ange ordnet, dass sie bei betätigtem Schalter 12 ₁ der Kugel 26 ge genüber zu liegen kommt, so dass eine Rastung fühlbar ist.

Wenn das Betätigungselement 20 aus der den Schalter 12 ₁ betä tigenden Stellung gemäß Fig. 2b weiter nach unten bewegt wird, kommt die Schrägfläche 32 in Anlage an das Betätigungs element 14 des nächsten Schalters 12 ₂, wobei sich die Betäti gungsstellung des Schalters 12 ₁ nicht mehr ändert. Bei voll betätigtem Schalter 12 ₂ ist die Ausnehmung 30 ₂ so weit nach unten bewegt, dass die Kugel 26 in der Ausnehmung 30 ₂ zu lie gen kommt und diese Stellung fühlbar ist. Fig. 2c zeigt die Stellung der Schaltvorrichtung bei betätigten Schaltern 12 ₁ und 12 ₂. Wenn das Betätigungselement 20 weiter nach unten ge drückt wird, wird der Schalter 12 ₃ betätigt, wobei die Schal ter 12 ₁ und 12 ₂ in ihrer geschalteten Stellung bleiben.

Bei der Rückwärtsbewegung des Betätigungselements 20 nach oben öffnen die Schalter 12 ₃, 12 ₂ und 12 ₁ wiederum.

Die Innenseite der Vorderwand 6 bildet eine Anlagefläche für den Stößel 18 zur Aufnahme der Gegenkräfte der Schalter 12 ₁ bis 12 ₃. Zur Reibungsminimierung kann diese Innenseite der Vorderwand 2 mit einer Beschichtung versehen sein, die die Reibkräfte herabsetzt, oder es kann eine feststehende Gleit folie zwischen dem Stößel und der Vorderwand vorgesehen sein.

Die dargestellte Vorrichtung kann in vielfältiger Weise abge ändert werden:
Es können mehr als drei Schalter in Bewegungsrichtung des Be tätigungselements 20 hintereinander angeordnet sein. Der Stö ßel 18 kann an seiner Vorderseite mehrere Schrägflächen auf weisen, die sich längs entsprechender, im Innenraum 8 des Ge häuses 2 verschmutzungssicher angeordneter Schalter bewegen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Schaltvorrichtung, wobei Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Lei terplatte 10 gemäß Fig. 1 von rechts zeigt und Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch die Anordnung der Fig. 3 darstellt.

Die Schalter 12 ₁, 12 ₂ und 12 ₃ sind bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 nicht in Bewegungsrichtung des Betäti gungsbauteils 20 hintereinander, sondern nebeneinander ange ordnet. Der Stößel 18 des Betätigungsbauteils 20 ist in Art einer Platte ausgebildet, deren Stirnseite drei Stufen 40 ₁, 40 ₂ und 40 ₃ aufweist, die jeweils mit einer Schrägfläche 32 (Fig. 4) ausgebildet sind. Bei Bewegen des Betätigungsbau teils 20 gemäß den Figuren nach unten wird zunächst der Schalter 12 ₁ von der Stufe 40 ₁ betätigt, anschließend der Schalter 12 ₂ von der Stufe 40 ₂ betätigt usw. In einer abgeänderten Ausführungsform kann das Betätigungs bauteil 20 drehbar an dem Gehäuse gelagert sein. Die Fig. 3 entspricht dann einer abgewickelten Darstellung und die Stu fen mit den Schrägflächen sind durch die senkrechten Linien dargestellt. Bei einer drehbaren Ausbildung des Betätigungs bauteils 20 könnte der Stößel mit einer parallel zu seiner Drehachse verlaufenden Schrägstufe versehen sein, mit der in Drehrichtung gegeneinander versetzte Schalter betätigt wer den.

Die durch die Ausnehmungen 30 und die Kugel 26 gebildete Rasteinrichtung, die völlig entfallen kann, kann derart abge ändert werden, dass das Betätigungselement 20 in jeweiligen Raststellungen verharrt und bei einer Betätigung über die je weilige Raststellung hinaus in seine Ruhelage zurückkehrt. In den dargestellten Ausführungsformen sind die Schalter, die vom Stößel überfahren werden, sicher vor einer Überbeanspru chung geschützt, da die Schalter keinen Anschlag für eine Be wegung des Betätigungsbauteils 20 bilden.

Claims

1. Mehrstufige elektrische Schaltvorrichtung mit einem Be tätigungsbauteil (20) und wenigstens zwei Schaltern (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) mit je einem von dem Betätigungsbauteil betätig baren Betätigungselement (14) zum Schalten des zugehörigen Schalters, wobei die Anordnung des Betätigungsbauteils und der Betätigungselemente derart ist, daß die Betätigungsele mente bei einer Betätigung des Betätigungsbauteils nacheinan der betätigt werden, die Betätigungselemente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsbauteils bewegbar sind, und an dem Betätigungsbauteil und/oder den Betätigungselementen eine Schrägfläche (32) vorgesehen ist, mittels der die Betä tigung der Betätigungselemente durch das Betätigungsbauteil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägfläche in eine längs des Betätigungsbauteils (20) ausgebildete Anlagefläche (34) übergeht, an der die Betä tigungselemente (14) nach deren Betätigung bei einer weiteren Bewegung des Betätigungsbauteils (20) anliegen.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) in Bewegungsrichtung des Betä tigungsbauteils (20) hintereinander angeordnet sind und das Betätigungsbauteil (20) an seinem bezüglich seiner Bewegungs richtung vorderem Ende mit der Schrägfläche (18) ausgebildet ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Schalter (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) bezüglich der Bewe gungsrichtung des Betätigungsbauteils (20) nebeneinander ange ordnet sind und das in Bewegungsrichtung Vordere Ende des Be tätigungsbauteils quer zu der Bewegungsrichtung abgestuft ist, sodass die Schalter nacheinander von je einer der am vorderen Ende des Betätigungsbauteils ausgebildeten Stu fen (40 ₁, 40 ₂, 40 ₃) betätigt werden.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das Betätigungsbauteil (20) linear beweglich geführt ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsbauteil an seiner von der Anlagefläche (34) abgewandten Seite mit Ausnehmungen (30 ₁, 30 ₂, 30 ₃) für ei nen Eingriff mit einer federnd vorgespannten Kugel (26) aus gebildet ist, wobei die Kugel bei einer Betätigung eines Schalters in eine Ausnehmung eingreift.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das Betätigungsbauteil (20) dreh bar ist.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Schalter (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃) als Tastschalter ausgebildet sind.