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Die
Erfindung betrifft einen Wippschalter, insbesondere in einem Fahrzeug,
mit einem Oberteil, an dem eine Wippe verschwenkbar gelagert ist,
und einem Sockel, an dem eine Platine befestigt ist, auf der über die
Wippe zumindest ein betätigbarer
Taster angeordnet ist.
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Aus
der
DE 101 04 443
C1 ist eine Wippschalteranordnung mit einem Träger und
einer Platine, auf der elektrische und elektronische Baugruppen
angeordnet sind, bekannt. An dem Träger ist eine Schaltwippe angeordnet.
Als elektrische Schaltmittel dient eine auf der Platine gehaltene
Lichtschrankenanordnung, in die eine an der Wippe befestigte Blende
eingreift, um den Kontakt zu unterbrechen. Eine solche elektrische
Wippschalteranordnung ist relativ aufwendig herzustellen.
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Aus
der
DE 195 37 253
C2 ist ein Kippschalter bekannt, bei der eine schwenkbewegliche
Schaltwippe an einem Gehäuse
gelagert ist. Über
die Schaltwippe und einen daran angeformten Schaltnocken wird eine
Kontaktstelle betätigt.
Bei einer missbräuchlichen
Verwendung eines solchen Kippschalters kann es zu einer Beschädigung der
Kontaktstelle kommen.
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Aus
der
US 6,605,790 B2 ist
ein Schalter mit Druckelementen zur Betätigung von Schalteinrichtungen
bekannt. Die Druckelemente sind in Führungen geführt. Das Betätigungselement
ist an einer Schwenkachse schwenkbar gelagert.
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Aus
der
DE 197 14 651
A1 ist ein monostabiles Schaltgerät in Gestalt eines Wipptasters
mit einer Schaltwippe, mit einem Gehäuse und zumindest einer darin
angeordneten, mittels einer Schaltwippe betätigbaren Kontaktstelle bekannt.
Die Kontaktstelle weist jeweils einen beweglichen Kontakt und zwei feste
Kontakte auf. Weiterhin sind Anschlusskontakte vorgesehen, wobei
wenigstens zwei feste Kontakte auf. Weiterhin sind Anschlusskontakte
vorgesehen, wobei wenigstens zwei von Kontaktfederschaltern gebildete
Kontaktstellen vorgesehen sind, die sequentiell betätigbar sind.
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Die
DE 196 21 192 A1 beschreibt
ein monostabiles Niederspannungsschaltgerät mit einer Ruhestellung und
wenigstens einer Arbeitsstellung, das ein Gehäuse mit einer schwenkbar darin
gelagerten Schaltwippe aufweist. Die Schaltwippe beaufschlagt zumindest
einen Schaltkontakt, der mit einem zugeordneten festen Kontakt verbindbar
ist, wobei in jeder Arbeitsstellung wenigstens zwei Schaltkontakte
vorgesehen sind, die zueinander versetzt angeordnet und von der
Schaltwippe stufenweise beaufschlagbar sind.
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Die
DE 195 27 093 C2 beschreibt
eine Tastenanordnung zur manuellen Steuerung elektrischer Funktionen
mit einer in einem Gehäuse
schwenkbar gelagerten Wipptaste und in einer Achsrichtung senkrecht
zur Schwenkachse gegeneinander versetzt auf der Unterseite abstehende
Stößel, die
jeweils mit wenigstens einem Funktionselement zusammenwirken. Jedes
Funktionselement wird dann betätigt,
wenn das wippenartige Tastelement an dem diesem Funktionselement
zugehörigen
Stößel niedergedrückt wird.
An den Stößeln sind
Druckfedern vorgesehen, die Kräfte
von der Wippe auf den Taster übertragen.
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Aus
der
DE 43 34 046 C1 ist
ein elektrischer Schalter mit einem Gehäuse und darin angeordneten elektrischen
Kontakten beschrieben, an dem ein Betätigungsglied beweglich gelagert
ist. Zur Ansteuerung eines beweglichen elektrischen Kontaktteiles
ist zwischen dem Betätigungsglied
und dem beweglichen elektrischen Kontaktglied mit Vorspannung ein Übertragungssystem
angeordnet.
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Aus
der gattungsbildenden
DE
41 04 572 C2 ist ein mehrstufiger Kippschalter bekannt,
bei dem über
einen Betätigungsstößel, der über eine
Feder auf einen gewölbten
Gummiabschnitt einwirkt, die Kraft von einer Wippe auf den Gummiabschnitt übertragen
wird. An der Unterseite des Gummiabschnittes ist ein Kontaktstück angebracht,
das bei Druckausübung
mit einem Kontakt in Berührung
tritt.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Wippschalter bereitzustellen, mit dem schnell und ohne die
Gefahr einer Beschädigung
einer Kontaktstelle ein Schaltvorgang durchgeführt werden kann, wobei eine
leichte Rückstellbarkeit
der Wippe nach dem Betätigen
gewährleistet
werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch einen Wippschalter mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst,
bei dem die Wippe einen dem Betätigungsstößel zugeordneten
Kontaktsteg aufweist und der Betätigungsstößel eine
abgewinkelte Kontaktfläche
für den
Kontaktsteg aufweist, die um eine Achse parallel zu der Schwenkachse
abgewinkelt ist. Zwischen der Wippe und dem Taster ist der federbelasteter
Betätigungsstößel angeordnet,
der mechanische Kräfte
von der Wippe auf den Taster überträgt. Durch
die Entkopplung von Taster und Wippe durch die Zwischenschaltung
des federbelasteten Betätigungsstößels wird
eine Beschädigung
des Kontaktsystems auf der Platine bzw. eine Beschädigung des Tasters
durch eine missbräuchliche
Betätigung
der Wippe vermieden. Die Wippe weist dabei einen Kontaktsteg auf,
der dem Betätigungsstößel zugeordnet ist.
Der Betätigungsstößel weist
eine abgewinkelte Kontaktfläche
zu dem Kontaktsteg auf, wobei die Abwinkelung um eine Achse parallel
zu der Schwenkachse der Wippe vorliegt. Durch die Abwinklung werden
An laufschrägen
gebildet, über
die die Wippe aufgrund der Federkraft in eine Ausgangsposition zurückbewegt
wird. Durch die federbelasteten Betätigungsstößel wird die Wippe nach der
Betätigung durch
einen Nutzer in die Ausgangsposition zurückgestellt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wippe als zweiseitiger
Hebel ausgebildet ist, der über
zwei Betätigungsstößel auf
die Taster der Platine einwirkt. Dadurch ist es möglich, dass
das Betätigungselement
als ein Wechselschalter ausgebildet sein kann, mit dem verschiedene
Schaltoperationen durchgeführt
werden können.
Ein Anwendungsgebiet ist eine elektronische Parkbremse, bei der durch
eine Betätigung
in eine Richtung eine Parkbremse aktiviert wird, während durch
eine Betätigung in
eine entgegengesetzte Richtung die Parkbremse gelöst wird.
Nach Schalten des elektrischen Kontaktes über den Taster kehrt die Wippe
aufgrund der federbelasteten Betätigungsstößel in die
Ausgangslage zurück.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungsstößel über eine
Druckfeder auf dem Taster gelagert ist. Bei Betätigung der Schaltwippe wird
der Betätigungsstößel in Richtung
auf den Taster gedrückt. Über die
Druckfeder wird eine begrenzte Betätigungskraft auf den Taster
ausgeübt. Über die
Druckfeder wird ein Einhalten der Betätigungskraft innerhalb vorgegebener
Grenzen durch die Auslegung der Druckfeder gewährleistet.
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Die
Ausbildung der Druckfeder als eine Schraubenfeder gewährleistet
eine einfache Montage der Druckfeder und eine lineare Beaufschlagung der
Taster mit einer Betätigungskraft.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktfläche des
Kontaktsteges zu dem Betätigungsstößel gerundet
ausgebildet ist, um ein leichtes, gleichmäßiges Abgleiten auf dem Betätigungsstößel zu gewährleisten.
Dabei ist die Rundung des Kontaktsteges um eine Achse parallel zu
der Schwenkachse der Wippe ausgebildet.
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Zur
Verringerung des Bauraumes sowie zur Bereitstellung einer möglichst
kurzen Schaltzeit weist der Taster ein Sprungschaltsystem auf, mit
dem Schaltzeiten von unter 20 Millisekunden realisiert werden können.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 – eine perspektivische
Draufsicht und eine Längsschnittansicht
eines Betätigungselementes;
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2 – eine vergrößere Einzelheit
der 1;
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3 – eine Schnittansicht
eines Betätigungselementes
in einer ersten Stellung mit einer vergrößerten Einzelheit;
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4 – eine Schnittdarstellung
eines Betätigungselementes
in einer zweiten Stellung mit vergrößerter Einzelheit; sowie
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5 – eine Teilschnittansicht
des Betätigungselementes.
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In
der 1 ist ein Betätigungselement 1 in perspektivischer
Schrägdraufsicht
und in Schnittdarstellung gezeigt. An einem Oberteil 2 ist
eine Wippe 4 schwenkbar um eine Achse 14 gelagert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Betätigungselement
als ein Kippschalter in einem Kraftfahrzeug ausgebildet, mit dem
eine Parkbremse aktiviert und gelöst werden kann. Das Oberteil 2 ist
an einem Sockel 3 angebracht oder ausgebildet, der in einer
Konsole oder in einer Schaltleiste eines Fahrzeuges verschraubt
werden kann.
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Ebenfalls
im Sockel 3, wie in der rechten Schnittdarstellung der 1 dargestellt
ist, ist eine Platine 6 angeordnet, auf der Widerstände, LED
und Taster angeordnet sind. Die in dieser Figur nicht dargestellten
Taster werden über
Betätigungsstößel 5 aktiviert.
Die Betätigungsstößel 5 sind über Druckfedern 7 auf
den Tastern gelagert und übertragen Druckkräfte, die über die
Wippe 4 beim Verschwenken der Wippe um die Schwenkachse 14 entstehen, auf
den nicht dargestellten Taster.
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In
der 1 ist ebenfalls zu erkennen, dass Lichtleiter 8 von
der Platine bis zur Oberseite der Wippe 4 geführt sind. Über die
Lichtleiter 8 wird beispielsweise durch die nicht dargestellten
LED Licht von der Platine 6 an die Oberseite der Wippe 4 geleitet,
um eine Aktivierung der Parkbremse anzuzeigen. Ist die Parkbremse
deaktiviert, wird die LED abgeschaltet.
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In
der in 1 dargestellten Position befindet sich die Wippe 4 in
einer Ausgangs- oder Nullstellung, die dadurch aufrechterhalten
wird, dass die Betätigungsstößel 5 über Druckfedern 7 federbelastet auf
die Wippe 4 einwirken, die einen Kontaktsteg 10 als
einen angeformten Teil der Wippe 4 zeigt. An der dem Betätigungsstößel 5 zugeordneten
Kontaktfläche 11 des
Kontaktsteges 10 ist eine Rundung ausgebildet, die ein
Entlanggleiten des Kontaktsteges 10 auf der Oberfläche des
Betätigungsstößels 5 erleichtert.
In der Einzelheit der 2 ist auch zu erkennen, dass
die Oberseite des Betätigungsstößels 5 abgewinkelt
ist, wobei eine Abwinkelung um eine Achse 16 parallel zur
Schwenkachse 14 der Wippe 4 ausgebildet ist. Die
abgewinkelte Kontaktfläche 15 bewirkt im
ausgelenkten Zustand eine Querkraftkomponente aus der Federkraft
der federbelasteten Betätigungsstößel 5,
so dass die Wippe 4 nach dem Betätigen bzw. nach dem Schalten
leichter in die in der 1 dargestellte Ausgangsposition
zurückkehrt.
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In
der 3 ist in Schnittdarstellung das Betätigungselement 1 der 4 in
einem ersten Betätigungszustand
gezeigt, bei dem das vordere Ende der Wippe 4 nach unten
gedrückt
ist. Dadurch verschwenkt die Wippe 4 mit den daran angeformten Kontaktstegen 10 um
die Schwenkachse 14, in der vorliegenden Darstellung entgegen
dem Uhrzeigersinn, so dass der vorne angeordnete Betätigungsstößel 5 über den
Kontaktsteg 10 nach unten in Richtung auf die Platine 6 gedrückt wird.
In der Einzelzeit X',
die in 3 oben rechts angeordnet ist, ist zu erkennen,
dass der Kontaktsteg 10, der als eine Verlängerung
der Wippe 4 ausgebildet ist, bei einem Druck auf das vordere
Ende der Wippe 4 um die Drehachse 14 geschwenkt
wird. Dadurch wird bewirkt, dass die Kontaktfläche 11 des Kontaktsteges 10 auf
der wesentlichen ebenen Oberfläche
des Betätigungsstößels 5 entlang
gleitet. Die Kontaktfläche 11 dreht
sich somit um die Schwenkachse 14 des Betätigungselementes
und führt
eine Kreisbahn aus. Dadurch wird der Betätigungsstößel 5 nach unten bewegt,
und die innerhalb des Betätigungsstößels 5 angeordnete Druckfeder 7 wird
komprimiert. Die zusammengedrückte
Druckfeder 7, vorliegend als Schraubenfeder ausgebildet,
leitet die Druckkraft auf die nicht dargestellten Taster 9 weiter,
die auf der Platine 6 angeordnet sind und für eine elektronische
Schaltung einer Parkbremse sorgen.
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In
der Einzelheit X' ist
gut zu erkennen, dass der Kontaktsteg 10 an einen Endanschlag 20 anstößt, der
gleichzeitig auch als Führung
für den
Betätigungsstößel 5 dient.
Dadurch wird verhindert, dass die Kontaktfläche 11 von dem Betätigungsstößel 5 abgleitet.
Ebenfalls wird ein Verschwenkwinkel für die Wippe 4 festgelegt.
Durch die Entkopplung des Tasters von der Wippe über eine Zwischenschaltung des
Betätigungsstößels 5 wird
eine unmittelbare Krafteinleitung von dem Kontaktsteg 10 oder
der Wippe 4 vermieden. Somit kann der Taster 9 oder
ein anderes elektronisches Schaltelement auch bei Missbrauch der
Wippe 4 durch Aufbringen zu großer Betätigungskräfte nicht beschädigt werden.
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In
der 4 ist in Schnittdarstellung das Betätigungselement 1 in
einer zweiten Schaltstellung gezeigt, bei der die Parkbremse geöffnet ist.
Auch hier wird die Kippbewegung der Wippe 4 um die Schwenkachse 14 durch
einen Endanschlag 20' begrenzt,
gegen den der Kontaktsteg 10 anschlägt. Der Endanschlag 20' dient gleichzeitig
als Führung
für den
zweiten Betätigungsstößel 5,
der ebenfalls über eine
Schraubenfeder 7 unter Vorspannung auf dem nicht dargestellten
Taster gelagert ist. Der Kontaktsteg 10 gleitet auf einer
Kontaktfläche 15' des Betä tigungsstößels 5 entlang,
bis er an dem Endanschlag 20' anliegt.
Bei entgegengesetzter Betätigung,
also beim Schließen
der Bremse, gleitet der Kontaktsteg 10 in eine entgegengesetzte
Richtung, bis er auf einer abgewinkelten Kontaktfläche 15 entlang
läuft,
die gleichzeitig als eine Art Einführschräge dient.
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In
der 5 ist eine Schnittdarstellung parallel zur Schwenkachse 14 der
Wippe 4 des Betätigungselementes 1 darstellt,
anhand der zu erkennen ist, dass die Betätigungsstößel 5 die Taster 9,
die auf der Platine 6 als Einzeltaster mit Doppelkontaktsystem
ausgebildet sind, betätigt
werden.
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Die
Wippe 4 ist in einer Zweikomponententechnik mit eingesetztem
Lichtleiter 4 und in dem Oberteil 2 mit angeformten
Endanschlägen 20, 20' ausgebildet.
An dem Oberteil sind, zusammen mit den Endanschlägen 20, 20', Schächte für die Führung der
Betätigungsstößel 5 ausgebildet,
eine Lichtabschottung für
die Lichtleiter 4 wird durch angeformte Lichtschächte am
Oberteil gewährleistet.
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Die
Taster weisen ein Sprungschaltsystem auf, mit denen Schaltzeiten
unter 20 Millisekunden realisiert werden können. Die Ansteuerung der Taster 9 erfolgt über abgewinkelte
Betätigungsstößel 5,
die Rückstellung
der Wipptaster 4 über
die federbelasteten Betätigungsstößel 5,
so dass bei Nichtbetätigung die
Wippe 4 in einer Nullstellung gehalten wird. Durch die
abgewinkelte Ausbildung der Betätigungsstößel 5 und
Taster 9 mit einem Sprungschaltsystem war eine Realisierung
des Betätigungselementes 1 mit
kleinem Bauraum möglich.
Aufgrund der Entkopplung zwischen Taster 9 und Wippe 4 ist
eine Beschädigung
des Kontaktsystems auch bei Überschreitung einer
vorgesehenen Betätigungskraft
der Wippe 4 ausgeschlossen.