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Die
Erfindung bezieht sich auf einen manuell betätigbaren elektrischen Schalter
mit zumindest zwei in gleicher Richtung betätigbaren beabstandeten Schaltkontakten,
deren Betätigungsachsen
eine Funktionssebene definieren und wobei ein gemeinsamer Betätiger gegen
die Schaltkontakte drückbar ist.
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Durch
die
DE9421644 U ist
ein Schalter mit vier Schaltdomen einer Schaltmatte bekannt geworden,
von den jeweils zwei durch ein leistenförmiges Betätiger schaltbar sind, der an
beiden Enden auf den Schaltdomen aufliegt. Auf der gegenüberliegenden
Seite des Betätigers
ist exzentrisch ein Druckstift angeordnet, der den Betätiger gegen
die Schaltdome drückt.
Durch die ungleiche Kraftverteilung wird in einer ersten Stufe zunächst der
benachbarte Schaltdom betätigt
und danach in einer zweiten Stufe mit erhöhtem Kraftaufwand der andere.
Das andere Kontaktpaar kann in ähnlicher
Weise in einer entgegengesetzten Bedienrichtung betätigt werden.
Dadurch ist es möglich,
z.B. einen Fensterheber in zwei Richtungen in jeweils zwei unterschiedlichen
Geschwindigkeitsstufen zu betreiben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltkontakte in einer
Weise zu betätigen,
die auf unterschiedlich bedienbare Schalter bei hoher Funktionssicherheit
anwendbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Der
auf einer breiten Basis abgestützte
Betätiger
ist zwischen den Schaltkontakten und den Widerlagern in seiner Ausgangsstellung spielfrei
und unter Vorspannung definiert gehalten, ohne dass dafür irgendein
Rastmittel oder eine weiteres z.B. mittleres, in seiner Lage überbestimmtes Schwenklager
benötigt
wird,. Ein Schnappeffekt ergibt sich z.B. aus der Haptik der z.B.
Schaltdome einer Schaltmatte ausgebilde ten Schaltkontakte ohne störende Überlagerung
mit einem zusätzlichen
Rasteffekt. Durch die nahe Anordnung der Widerlager an den Schaltkontakten
kann eine genaue Lagebeziehung mit kleinen Toleranzen der Schaltwege
mit hoher Funktionssicherheit eingehalten werden. Beim Schwenken
des Betätigers
in einer Richtung wird dieser von einem der Widerlager abgehoben
und gegen den zugeordneten ersten Schaltkontakt gedrückt. Der
andere Schaltkontakt bleibt dabei weitgehend unbeeinflusst und hält den Betätiger sicher
am Widerlager, das somit eine Schwenkachse für den Betätiger darstellt. Beim Wechsel
der Betätigungsrichtung
bildet der erste Schaltkontakt mit dem zugehörigen Widerlage die Schwenkachse
und das andere Ende des Betätigers
wird von seinem Widerlager abhoben und drückt den anderen Schaltkontakt
zusammen.
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Durch
die breite Stützbasis
wird bei vorgegebenem Schaltweg der Schaltwinkel des Betätigers erheblich
kleiner als bei einem z.B. mittig gelagerten Kipphebel, was eine
geringere Winkeldeformation des Schaltdomes ergibt. Der Betätiger kann
daher leicht in unterschiedlicher Weise betätigt werden, ohne die Widerlager
und die Lage der Schaltkontakte zu verändern, was die Herstellung
und Montage des Schalters begünstigt.
Die gleich bleibende Betätigung
ermöglicht
es, unterschiedliche Schaltertypen in einer Montageeinheit mit einer
gemeinsamen die Schaltkontakte tragenden Leiterplatte besonders
vorteilhaft zusammenzufassen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 19 gekennzeichnet:
Die
Lagerelemente nach Anspruch 2 mit den Federelementen nach Anspruch
3 definieren, die spielfreie Lage der Schwenkachsen.
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Die
Widerlager nach Anspruch 4 können
unmittelbar durch die Betätigungselemente
gebildet werden.
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Die
Widerlager nach Anspruch 5 können
den Schaltkontakten definiert zugeordnet werden.
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Die
Drehlagerelemente nach den Ansprüchen
6 bis 8 umgreifen sich gegenseitig weitgehend bilden eine stabile
Drehachse für
das jeweils unbetätigte
Ende des Betätigers.
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Der
Schalter nach Anspruch 9 ermöglicht eine
weitgehende Entkopplung des Bedienelementes vom Betätiger für unterschiedliche
Bedienarten.
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Der
Betätiger
nach Anspruch 10 ermöglicht es,
eine zur Kontaktebene parallele Antriebsbewegung in der Art eines
Kurbeltriebs in eine senkrechte Schaltbewegung unmittelbar umzuwandeln,
was eine baulich günstige
Anordnung der Schaltkontakte ermöglicht.
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Die
Lichtquelle nach Anspruch 11 vorteilhaft auf einer die Schaltkontakte
tragenden Leiterplatte angeordnet sein. Der z.B. einen lichtleitenden
Einsatz aufweisende Betätiger überträgt das Licht
weitgehend zentral auf das Bedienelement.
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Der
die lineare Bewegung des Schiebers nach Anspruch 12 und die Schwenkbewegung
des Kipphebels nach Anspruch 13 werden in ähnlicher Weise auf den Betätiger übertragen.
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Der
kombinierte Schalter nach Anspruch 14 lässt sich mit einem gemeinsamen
verschieb- und kippbaren Bedienelement betätigen. Er kann z.B. zu Verstellung
einer Lenksäule
in Länge
und Höhe
dienen. Die unterschiedlichen Bedienbewegungen werden entkoppelt
auf die auf einer gemeinsamen Leiterplatte zusammengefassten Schaltkontakte übertragen,
wobei das Gleitstück
die Verschiebebewegung des mittelbar wirkenden Betätigers abfängt, aber dessen
Kippbewegung übertragt.
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Die
Weiterbildungen nach den Ansprüchen 15
bis 17 ermöglichen
es, zunächst
einen der Schaltkontakte in einer ersten Schalt stufe zu betätigen, wobei
der Kipphebel in einer Zwischenstellung gehalten werden kann. Beim
weiteren Verschwenken des Kipphebels wird der Betätiger gegen
die Federkraft des zweiten Schaltkontakts auch aus dem anderen Widerlager
herausbewegt, so dass beide Schaltkontakte betätigt werden, was eine zweite
Schaltstufe darstellt. Bei umgekehrter Betätigung des Kipphebels wird
zunächst
der andere Schaltkontakt betätigt.
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Diese
unterschiedliche Schaltfolge kann in der Schalteinrichtung nach
Anspruch 18 erkannt werden, die dann trotz gleicher Endstellung
unterschiedliche Nutzsignale ausgibt. Durch die Halbierung der Anzahl
der Schaltkontakte verringert sich der Verdrahtungsaufwand entsprechend.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch einen elektrischen Schalter entlang der Linie
I-I in 2,
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2 bis 4 einen
Längsschnitt
durch den Schalter in verschiedenen Schaltstellungen entlang der
Linie II-II in 1,
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5 und 6 einen
Längsschnitt
durch einen anderen Schalter in verschiedenen Schaltstellungen,
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7 bis 9 einen
Längsschnitt
durch einen Kombinationsschalter in verschiedenen Schaltstellungen,
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10 bis 14 einen
Längsschnitt
durch einen Stufenschalter in verschiedenen Schaltstellungen,
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15 bis 17 einen
Längsschnitt
durch einen anderen Stufenschalter in verschiedenen Schaltstellungen,
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18 einen
Längsschnitt
durch einen weiteren Stufenschalter,
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19 bis 21 einen
Längsschnitt
durch einen Tastenschalter in verschiedenen Schaltstellungen,
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22 und 23 einen
Längsschnitt
durch einen Kippschalter in verschiedenen Schaltstellungen.
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Die 1 bis 4 zeigen
einen Schalter mit einer in einem Gehäuse gelagerten längliche
Leiterplatte 1, auf deren Oberseite eine Lichtquelle 2 und
als Schaltdome einer Schaltmatte ausgebildete Schaltkontakte 3 in
den Eckbereichen der Leiterplatte 1 angeordnet sind. Die
Leiteplatte 1 mit den Schaltkontakten 3 ist von
einem Betätiger 4 überdeckt
dessen flache Unterseite auf den Schaltkontakten unter Vorspannung
aufliegt. Jeweils zwei der stirnseitig eng benachbarten Schaltkontakte
bilden zur erhöhten
Schaltsicherheit und besseren Haptik ein Schaltkontaktpaar 3 von
gleicher Schaltfunktion. Bei geringeren Sicherheitsanforderungen
ist auch möglich, die
beiden Schaltkontakte 3 durch jeweils einen in der Stirnseitenmitte
angeordneten Schaltkontakt zu ersetzen. Die Längsachse des Betätigers 4 und
die Betätigungsrichtung
der Schaltkontakte 3 definieren eine Funktionsebene.
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Im
Schaltergehäuse
sind auf der den Schaltkontakten 3 abgewandten Seite des
Gehäuses
Widerlager 5 in der Art von Anschlägen vorgesehen, gegen die der
Betätiger 4 durch
die Federkraft der Schaltkontakte 3 gedrückt ist.
Die Widerlager 5 können
nicht nur an einer Gehäusewand,
sondern auch an durch eine große
Leiterplatte hindurchragende Laschen ausgebildet sein. Sie sind
aber so gestaltet, dass der Betätiger 4 in
die Richtung der Leiterplatte 1 auslenkbar ist, um die
Schaltkontakte 3 zu betätigen. Der
Betätiger 4 weist
im Bereich der Schaltkontakte 3 bzw. der Stirnseiten längsseitig
seitlich abstehende halbzylindrische Zapfen 6 auf, die
in zur Leiterplatte 1 hin offenen Lagermulden des Widerlagers 5 radial und
axial gehalten sind. Die Lagermulden und die Zapfen 6 bilden
jeweils eine zur Funktionsebene senkrechte Achse, um die der Betätiger 4 schwenkbar
derart gelagert ist, dass das jeweils andere Zapfenpaar 6 aus
seinem Widerlager 5 heraus ausgelenkt werden kann, um die
zugehörigen
Schaltkontakte 3 wechselweise zu betätigen, wie diese in den 3 und 4 zu
erkennen ist. Die Lagerflächen des
Widerlagers 5 können
halbrund oder polygonal derart ausgebildet sein, dass sie auch längsgerichtete
Schubkräfte
des Betätigers 4 reibungsarm
aufnehmen.
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In
der Mitte des Betätigers 5 ragt
ein lichtleitender Einsatz senkrecht zu Leitplatte 1 durch
den Betätiger 5 hindurch
und bildet auf der anderen Seite einen hebelartigen Vorsprung 7 mit
einem gerundeten verdickten Endabschnitt, der in einen zur Leitplatte 1 senkrechten
Schlitz 8 eines als wippenartiger Kipphebel 9 ausgebildeten
Bedienelementes eingreift und ein Schwenklager 10 bildet.
Der Kipphebel 9 ist mit eine Schwenkachse bildenden Lagerzapfen 11 oberhalb
des Schwenklagers 10 im Gehäuse schwenkbar gelagert und
befindet sich nach 2 in einer waagerechten mittleren
Ausgangsstellung, in der keiner der Schaltkontakte 3 betätigt ist.
Nach den 3 und 4 ist der
Kipphebel jeweils in eine Arbeitstellung von entgegengesetzter Neigung
verschwenkt, in der jeweils eines der Schaltkontaktpaare 3 betätigt ist
Der Abstand zwischen den Lagerzapfen 11 und dem Schwenklager 10 stellt
einen Hebel dar, der die Kippbewegung in eine Querbewegung des Schlitzes 8 umwandelt,
der das Schwenklager entsprechend auslenkt. Diese Auslenkbewegung wird
in eine Schwenkbewegung des Betätigers 4 derart
umgewandelt, dass er an einem Ende aus dem Widerlager 5 heraustritt
und mit seinem anderen Ende im anderen Widerlager abgestützt bleibt,
das somit die Drehachse bildet. Der lichtleitende Einsatz steht
mit seinem unteren Ende über
der z.B. als LED ausgebildeten Lichtquelle 2 und überführt deren
Licht in Kipphebel 9, der auf seiner Oberseite mit einer durchbrochenen
Abdeckschicht versehen ist. Statt des Einsatzes kann der Vorsprung
auch mit dem Betätiger
einstückig
und durchgehend hohl in der Art eines Lichtkastens ausgebildet sein.
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In
den 5 bis 20 ist die Drehachse mit dem
Widerlager und den Lagerzapfen zu besseren Anschauung vereinfacht
dargestellt, können
aber die gleiche Form aufweisen wie in den 1 und 2.
In allen diesen Ausführungsformen
kann der Betätiger 4 wechselweise
in den beiden Richtungen um jeweils eine der Drehachsen geschwenkt
und ausgelenkt werden, so dass die auf der Leiterplatte 1 angeordneten
Schaltkontakte 3 unabhängig
von der Bedienbewegung stets in der gleichen Weise betätigt werden
können,
wobei in den 12 14 und 17 zusätzliche
Schaltstellungen dargestellt sind. In den 21 bis 23 ist
die Lagerung des Betätigers
abgewandelt, seine Funktionsweise im Hinblick auf die Betätigung der
Schaltkontakte 3 jedoch annähernd unverändert.
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Nach
den 5 und 6 ist der Betätiger 4 mit
dem Vorsprung 7 einstückig
verbunden, der mit seinem Schwenklager 10 in den Schlitz 8 eines
in der Längsrichtung
der Leiterplatte 1 bewegbaren Schiebers 12 eingreift,
der sich nach 5 in seiner mittleren Ausgangslage
befindet und entweder nach rechts oder links verschoben werden kann.
Dabei wird der Betätiger
jeweils um eine der Drehachsen verschwenkt, um eines der Schaltkontaktpaare 3 zu betätigen
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Die 7 bis 9 zeigen
einen Kombinationsschalter für
zwei unterschiedliche Schaltfunktionen mittels eines als Schwenkhebel
und Schieber betätigbaren
Bedienkörpers 13,
der in einem Schlitten 14 schwenkbar gelagert ist, der
im Gehäuse
in der Längsrichtung
der Leiterplatte 1 verschiebbar geführt ist. Der Schlitten 14 ist über einen
Schlitz und ein Schwenklager 10 des Vorsprungs 7 mit
dem einem der im Gehäuse
gelagerten Betätiger 4 ähnlich wie nach 5 gekoppelt.
Der Schalter einen weiteren Betätiger 4 auf,
der an Widerlagern 5 des Schlittens 14 abgestützt und
zusammen mit diesen verschiebbar ist. Dieser Betätiger 4 sitzt mit
seiner den Schaltkontakten zugewandten Unterseite auf einem flachen unverschiebbaren
ab kippbaren Gleitstück 15 auf, das
auf den Schaltkontakten 3 aufliegt und diese betätigt, indem
es die Schenkbewegung des Betätigers 4 auf
die stationären
Schaltkontakte 3 der Leiterplatte 1 überträgt. Dieser
Betätigers 4 Ist ähnlich wie
nach 2 mit dem schwenkbaren Bedienkörper über den Schlitz 8 und
das Schwenklager 10 gekoppelt und durch dessen Schenkbewegung
betätigbar.
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In
der Schaltstellung nach 8 ist der Bedienkörper 13 mit
dem Schlitten 14 nach rechts verschoben, so dass der rechts
dargestellte Betätiger 4 entsprechend
geschwenkt worden ist und den rechten Schaltkontakt betätigt. In
der Schaltstellung nach 9 ist der Bedienkörper 13 entgegen
dem Uhrzeigersinn gekippt, so dass der links dargestellte Betätiger 4 mit
dem Gleitstück 15 entsprechend
geschwenkt worden ist und den linken Schaltkontakt betätigt.
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Bei
einem weiteren Schalter nach den 10 bis 14 ist
der Betätiger 4 durch
zwei zur Leiterplatte 1 senkrechte in deren Längsrichtung
mittig hintereinanderliegende stiftartige Schubelement 16 mit
einem weiteren Kipphebel 9' ausgebildeten Bedienelement
gekoppelt. Der Abstand der Schubelemente zum jeweils benachbarten
Widerlager 5 beträgt
etwas 1/3 des Abstands zwischen den Widerlagern. Beim Kippen des
Kipphebels 9' in
eine Richtung (11) wird eines der Schubelemente 16 gegen
den Betätiger 4 gedrückt, dieser
wird aus dem benachbarten Widerlager 5 bis zum Anschlag
des zugeordneten Schaltelementes 3 ausgelenkt, während das
andere Ende zunächst
in seiner Ausgangsstellung verbleibt. Das zusätzliche Absenken des anderen
Endes des Betätigers 5 erfordert
aufgrund des längeren
Hebelabstands einen erhöhten
Kraftaufwand, so dass die entsprechende Zwischenstellung leicht
gehalten werden kann. Beim weiteren Kippen des Kipphebels 9' in die in 12 gezeigte
Stellung wird auch das andere Ende des Betätigers 4 abgesenkt
und der entsprechende Schaltkontakt 3 betätigt. Die
Widerlager 5 sind durch seitliche Begrenzungen so ausgebildet,
dass der Betätiger 5 auch
dabei hinreichend reibungsarm gelagert ist.
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Durch
den Wechsel der Bedienrichtung nach den 13 und 14 wird
zunächst
der gegenüberliegende
Schaltkontakt 3 betätigt.
In der Endstufe werden ebenfalls beide Schaltkontakte 3 aktiviert. Die
beiden gleichen Endstellungen können
durch eine externe elektrische Schalteinrichtung unterschieden werden,
indem die vorangegangenen unterschiedlichen berücksich tigt werden. Dadurch
ist es möglich,
mit nur zwei Schaltkontakten vier unterschiedliche Nutzsignale zu
erzeugen.
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Der
Schalter nach den 15 bis 17 hat die
gleiche Funktionsweise wie der nach 10. Unter
Wegfall der Schubstücke
wird hier die Bedienbewegung eines weiteren Kipphebels 9'' über zwei an einen weiteren
Betätiger 4' wechselweise
zu beiden Seiten der Schwenkachse 10 andrückbare Nocken 17 übertragen,
wobei der Betätiger 4' und mit den
kinematischen und statischen Erfordernissen angepassten, durch entsprechende
Erhöhungen 18 und/oder
Vertiefungen gebildete Ablaufkurven versehen ist. Die Nocken 17 betätigen den
Betätiger 4' in ähnlicher
Weise wie die Schubelemente nach 10, wobei
die strichpunktierte Linie eine entgegengesetzte Schaltstellung
andeutet.
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Beim
weitgehend gleichen Schalter nach 18 ist
der wippenartige Kipphebel 9'' zu einem Schwenkhebel
mit einem einseitig freiragenden Schwenkarm 19 abgewandelt
ist.
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In
den 19 und 20 ist
ein weiterer Schalter von ähnlicher
Funktionsweise wie der nach 2 gezeigt.
Der Betätiger
ist hier aber nicht durch ein Schenklager eines Vorsprungs mit dem
Kipphebel gekoppelt, sondern mittels zweier von einer flachen Bedienwippe 20 abstehender
Erhebungen 21, die in der Nähe der Widerlager 5 an
der Oberseite des Betätigers 4 anliegen.
Beim Kippen der Bedienwippe z.B. in die in 20 gezeigte
Stellung wird der Betätiger 3 gegen
den zugehörigen
Schaltkontakt gedrückt.
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Nach
den 21 bis 23 sind
die Bedienelemente als Tasten 22 ausgebildet, deren untere gewölbte Enden
in entsprechende muldenartige Vertiefungen auf der Oberseite eines
weiteren Betätigers 4'' hineinragen und die Widerlager
bilden. Beim Eindrücken
einer der Tasten 22 in die in den 22 oder 23 gezeigte
Stellung bildet das untere Ende der jeweils anderen Taste 22 das
stationäre
Widerlager, um das der Betätiger 4'' gekippt wird. Die andere Taste
lenkt den Betätiger
unmittelbar gegen den zugehörigen
Schaltkontakt aus.
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- 1
- Leiterplatte
- 2
- Lichtquelle
- 3
- Schaltkontakt
- 4,
4', 4''
- Betätiger
- 5
- Widerlager
- 6
- Zapfen
- 7
- Vorsprung
- 8
- Schlitz
- 9,
9', 9''
- Kipphebel
- 10
- Schwenklager
- 11
- Lagerzapfen
- 12
- Schieber
- 13
- Bedienkörper
- 14
- Schlitten
- 15
- Gleitstück
- 16
- Schubelement
- 17
- Nocke
- 18
- Erhöhung
- 19
- Schwenkarm
- 20
- Bedienwippe
- 21
- Erhebungen
- 22
- Taste