DE102006031410A1

DE102006031410A1 - Elektrischer Schalter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006031410A1
Application number: DE102006031410A
Authority: DE
Inventors: Volker Gessner; Stefan Schuberth; Gerold Eckert
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: DE102006031410B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus mindestens einem Gehäuse (10, 15), einem schwenkbar gelagerten Bedienknopf (2), einem am Bedienknopf (2) befestigten Federelement (4), einem elektrischen Kontaktsystem, einem Mittel (3), das ein schaltendes Einwirken auf das Kontaktsystem ermöglicht, wobei das Mittel zwischen dem Kontaktsystem und dem Federelement (4) gehalten ist und das Mittel mittels der Kraft des Federelementes (4) auf das Kontaktsystem einwirkt, wobei der Bedienknopf (2) um eine im Gehäuse (10, 15) gelagerte Achse (19) schwenkbar ist und das Mittel (3) eine schwenkbar im Gehäuse (10, 15) gelagerte Schaltwippe (3) ist, wobei das Federelement (4) an der Schaltwippe (3) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter für ein Kraftfahrzeug bestehend aus mindestens einem Gehäuse, einem schwenkbar gelagerten Bedienknopf, einem am Bedienknopf befestigten Federelement, einem elektrischen Kontaktsystem, einem Mittel, dass ein schaltendes Einwirken auf das Kontaktsystem ermöglicht, wobei das Mittel zwischen dem Kontaktsystem und der Feder gehalten ist und das Mittel mittels der Kraft der Feder auf das Kontaktsystem einwirkt.

Um in Kraftfahrzeugen bewegbare Komponenten, wie beispielsweise Seitenscheiben oder ein Schiebedach, zu steuern, werden vielfach Wippschalter eingesetzt, die es dem Bediener ermöglicht eine bestimmte Position anzufahren. Ein gattungsgemäßes Bedienelement besteht hierbei aus einem schwenkbar im Gehäuse gelagerten Bedienknopf, der auf ein Kontaktelement, wie beispielsweise einen mechanischen Schließer oder einen Taster wirkt.

Aus der DE 199 53 046 A1 ist ein elektrischer Schalter mit einem Gehäuse, mit einem im Gehäuse befindlichen Kontaktsystem, mit einem in einer Öffnung im Gehäuse angeordneten, teilweise aus dem Gehäuse herausragenden Betätigungsorgan zum schaltenden Einwirken auf ein Kontaktsystem bekannt. In einer der beschriebenen Ausführungsvarianten wirkt das Betätigungsorgan, dass in diesem Fall den Bedienknopf bildet auf ein Kontaktsystem, dass aus einem elektrischen Kontakt gebildet ist. Hierbei ist eine Druckfeder in dem Bedienknopf gehalten, wobei die Druckfeder auf eine Kugel wirkt, mittels der wiederum ein Kontakt des Kontaktsystems schließbar ist. Ein derartiger elektrischer Schalter ist relativ träge und mit hohen mechanischen Toleranzen ausgestattet.

Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise bei einer elektronisch betätigbaren Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs, ist es notwendig, die Betätigung eines Betätigungselementes wie zum Beispiel einer Schaltwippe redundant zu ermitteln. Dies erfolgt beispielsweise mithilfe mehrerer Schaltmittel, die bei der Betätigung im Wesentlichen gleichzeitig geschaltet werden. Durch Toleranzen der Schaltmittel schalten diese jedoch nicht sicher bei der gleichen Auslenkung des Betätigungselementes.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem mehrere Schaltmittel bei Betätigung eines Betätigungselementes innerhalb einer gewissen Zeitspanne schalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bedienknopf um eine im Gehäuse gelagerte Achse schwenkbar ist und dass das Mittel eine schwenkbar im Gehäuse gelagerte Schaltwippe ist, wobei das Federelement an der Schaltwippe befestigt ist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des elektrischen Schalters, der auch als Wippschalter bezeichenbar ist, ist ein Wippschalter bereitgestellt, der sehr hohe Reaktionszeiten aufweist, und da das Federelement erst nach dem Überschreiten einer Kraft zum Auslösen des Kontaktsystems auf die Schaltelemente wirkt. Die Wirkung tritt bedingt durch eine am Schaltelement angeordnete Kugelrast schlagartig ein, so dass schnelle Reaktionszeiten in den Schaltelementen realisierbar sind. Als Koppelglied zwischen dem Bedienknopf und der Schaltwippe kommt ein zweites Federelement zum Einsatz. Durch die Verwendung einer handelsüblichen Schraubenfeder, die am Bedienknopf und der Schaltwippe befestigt ist, ist ein einfacher und kostengünstiger Aufbau gewährleistet.

Bei den Schaltmitteln handelt es sich beispielsweise um einen Schalter, einen Taster, einen Nullkraftschalter oder einen Kontaktdom.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

1: Die Seitenansicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Schalter und

2: eine Ansicht auf die prinzipielle Skizze gemäß der 1 aus Richtung des Pfeils P.

Der erfindungsgemäße Wippschalter 1 besteht aus einem Bedienknopf 2, einer zwischen einer Schaltwippe 3 und dem Bedienknopf 2 angeordneten Schraubenfeder 4, unterhalb der Arme 5, 6 der Schaltwippe 3 angeordneten Schaltelementen 7, 8, einer an die Schaltwippe 3 angeformten Verlängerung 9 und einem unteren Gehäuseteil 10, in das eine Ausnehmung beziehungsweise Nut 11 eingeformt ist. An das untere Gehäuseteil 10 ist gleichzeitig ein Stecker 12 angeformt, der den Kontakt zu der in den elektrischen Schaltern 1 eingebauten Leiterplatte 13 herstellt. An den unteren Gehäuseteil 10 sind Rastnasen 14 angeformt, mittels derer ein gestrichelt dargestelltes Gehäuse 15 mit dem Gehäuseboden 10 verbindbar ist.

Die Schaltwippe 3 besitzt einerseits eine einstückig angeformte und in Richtung des unteren Gehäuseteils 10 weisende Verlängerung 9 und einen Aufnahmestift 26 zur form- und/oder kraftschlüssigen Aufnahme der Schraubenfeder 4. Die Schaltwippe 3 ist um einen Lagerpunkt 16 im Gehäuse 15 in Richtung des Pfeils P schwenkbar. Das in Richtung des unteren Gehäuseteils 10 weisende Ende 17 der Verlängerung 9 bildet eine Kugelrast mit der Nut 11. Der Querschnitt der Nut 11 ist im Wesentlichen V-förmig, wobei die Flanken der Nut 11 mindestens zwei verschiedene Steigungen aufweisen. Bevorzugt nehmen die Steigungen der Flanken ausgehend von der Spitze der Nut 11 ab. In der in 1 dargestellten Mittelstellung der Schaltwippe 3 wird eine erhöhte Mittenrast in der Nut 11 erzielt.

Verschiedene Ausführungen von Kugelrasten sind im Stand der Technik bekannt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht diese aus einer in der Verlängerung 9 federnd aufgenommenen Kugel oder einem federnd gelagerten Stift. Die Schaltwippe 3 ist beispielsweise aus Kunststoff und als Spritzteil herstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind unterhalb der Arme 5, 6 der Schaltwippe 3 Sprungschalter eingesetzt, die wiederum sehr geringe Reaktionszeiten aufweisen und ein verzögerungsfreies Schalten des Wippschalters ermöglichen. Die Sprungschalter 7, 8 sind über elektrische Kontakte 18 mit der Leiterplatte 13 verbunden. In 1 nicht erkennbar sind hinter den Sprungschaltern 7 und 8 weitere Sprungschalter angeordnet, die bei einer Betätigung des Bedienknopfes 2 über eine Schwelle hinaus im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Sprungschalter 7 oder 8 schalten und die Betätigung des Bedienknopfes 2 somit redundant feststellen.
Wird nun mittels zum Beispiel eines Fingers eines Bedieners eine Kraft F auf den Bedienknopf 2 ausgeübt, so schwenkt der Bedienknopf 2 um seinen Lagerpunkt 19, so dass die an den Bedienknopf 2 angeformte stiftartige Aufnahme 20 in Richtung des Pfeils B bewegt wird. Den ersten Teil der Bewegung der stiftartigen Aufnahme 20 des Bedienknopfs 2 wird durch eine elastische Verformung der Schraubenfeder 4 aufgenommen. Insbesondere durch die Spannkraft der Schraubenfeder 4 wird die Schaltwippe 3 während der ersten Drehbewegung des Bedienknopfs in der Ruhestellung verbleiben. Die Schaltwippe 3 wird hierbei durch die Verlängerung 9 und insbesondere durch das in der Nut 11 geführte Ende 17 gehalten. Ab einer gewissen Auslenkung des Bedienknopfes 2 und einer Kraft in der Schraubenfeder 4 bewegt sich das Ende 17 über eine der Flanken der Nut 11. Nach dem Überschreiten einer festgelegten Auslenkung und damit dem Überschreiten einer definierbaren Grenzkraft bewegt sich das Ende 17 der Verlängerung 9 über eine Knickstelle 28 der Flanke der Nut 11, was zu einer schlagartigen, sehr schnellen Bewegung der Schaltwippe 3 führt. Dabei schaltet die Schaltwippe 3 mittels ihrer Arme 5, 6 unmittelbar eines der Schaltelemente 7 oder 8.
In dem Fall, in dem der Bedienknopf 2 in Richtung des Pfeils F betätigt wird, bewegt sich die stiftartige Aufnahme 20 in Richtung des Pfeils B, wodurch der Aufnahmestift 26 um den Drehpunkt 16 ebenfalls in Richtung des Pfeils B bewegt wird und somit das Schaltelement 8 geschaltet wird. Durch die erfindungsgemäßen Ausbildung der Schaltwippe 3 und der an die Schaltwippe angeformte Verlängerung, die mit der Nut 11 zusammenwirkt, wird ein sehr schnelles Auslösen der Taster 7, 8 möglich.
Erfindungsgemäß sind als Schaltelemente selbstverständlich Taster, Sprungschalter und vergleichbare elektrische Bauelemente einsetzbar. Erfindungswesentlich ist der konstruktive Aufbau aus Federelement 4 und Schaltwippe 3 sowie der dazugehörigen Kugelrast in der Nut 11, der ein plötzliches Umschlagen der Schaltwippe 3 bei Erreichen einer vorgegebenen Auslenkung des Bedienknopfes 2 bewirkt.
Wie in der 2 dargestellt, ist neben dem Schaltelement 8 ein weiteres Schaltelement 27 angeordnet. Durch das schlagartige Kippen der Schaltwippe 3 wird sichergestellt, dass ein gleichzeitiges Schalten der Taster 8, 27 erzielt wird. In ersten Versuchen hat sich herausgestellt, dass ein Schalten innerhalb von zehn Millisekunden möglich ist. Dies führt zu dem erfindungsgemäßen Vorteil, dass ein redundantes Auswerten des elektrischen Schalters 1 ermöglicht wird. Analog sind weitere Schaltelemente gleichzeitig mit dem Schaltelement 7 schaltbar.
Wie aus der 2 ersichtlicht, erstreckt sich die Schaltwippe 3 über die gesamte Breite des elektrischen Schalters 1, so dass auch mehr als die hier gezeigten zwei Schaltelemente 8, 27 nebeneinander in eine Schaltrichtung anordbar sind. Die Schaltwippe 3 wird hierzu in den Lagerpunkten 16 in Stützen 21, 22 im unteren Gehäuseteil 10 gehalten.
Durch eine Aussparung 23 in der Schaltwippe 3 ist es darüber hinaus möglich, ein Lichtleitelement 24 im elektrischen Schalter 1 zu befestigen. Das Lichtleitelement 24 wird hierzu beispielsweise mittels einer auf der Leiterplatte 13 befestigten LED 25 ausgeleuchtet. Das Lichtleitelement besteht hierbei aus dem üblichen für Lichtleitelemente 24 verwendeten Werkstoff.
Anstatt der Schraubenfer 4 kann auch ein anderes elastisches Element zur Verbindung des Bedienknopfes 2 mit der Schaltwippe 3 verwendet werden. Durch diese elastische Verbindung wird sichergestellt, dass der Bediener die Schaltwippe 3 nicht in einer Position halten kann, in der beispielsweise das Schaltelement 8 schaltet, das Schaltelement 27 jedoch nicht. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Schalters 1 sind eine, zwei oder mehr Betätigungsrichtungen realisierbar.

Claims

Elektrischer Schalter für ein Kraftfahrzeug bestehend aus mindestens einem Gehäuse (10, 15), einem schwenkbar gelagerten Bedienknopf (2), einem am Bedienknopf (2) befestigten Federelement (4), einem elektrischen Kontaktsystem, einem Mittel (3) das ein schaltendes Einwirken auf das Kontaktsystem ermöglicht, wobei das Mittel (3) zwischen dem Kontaktsystem und dem Federelement (4) gehalten ist und das Mittel mittels der Kraft der Feder auf das Kontaktsystem einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienknopf (2) um eine im Gehäuse (10, 15) gelagerte Achse (19) schwenkbar ist und das Mittel (3) eine schwenkbar im Gehäuse (10, 15) gelagerte Schaltwippe (3) ist, wobei das Federelement (4) an der Schaltwippe (3) befestigt ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Schaltwippe (3) eine Verlängerung (9) angeformt ist, die in einer gefederten kugel- oder zylinderförmigen Form (17) endet und das Ende (17) der Verlängerung (9) in einer V-förmigen Nut (11) geführt ist, so dass das Ende (17) der Verlängerung (9) über die Schenkel der V-förmigen Nut (11) führbar ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb eines jeden Arms (5, 6) der Schaltwippe (3) mindestens ein Schaltelement (7, 8, 9) im Gehäuse (10, 15) befestigt ist.
Elektrischer Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (7, 8, 9) ein Sprungschalter (7, 8, 9) ist.
Elektrischer Schalter nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sprungschalter (7, 8, 9) nebeneinander und unterhalb jedes Arms (5, 6) der Schaltwippe (3) im Gehäuse befestigt sind.
Elektrischer Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) eine Schraubenfeder (4) ist, die kraft- oder formschlüssig mit dem Bedienknopf (2) und der Schaltwippe (3) verbunden ist.