DE102006056270B4

DE102006056270B4 - Manuell betätigbarer elektrischer Wippschalter

Info

Publication number: DE102006056270B4
Application number: DE200610056270
Authority: DE
Inventors: Walter Bleuel; Paul Bou Saleh; Dirk Vogel
Original assignee: TEETRONIC GmbH
Current assignee: TEETRONIC GmbH
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: DE102006056270A1

Abstract

Manuell betätigbarer elektrischer Wippschalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit
– einem Gehäuse (9),
– einer schwenkbaren großflächigen Bedienwippe (8);
– und zumindest vier Schaltkontakten (4), die auf einer zur Bedienwippe (8) annähernd parallelen Kontaktebene angeordnet sind, wobei die Schaltkontakte (4) jeweils paarweise in sich kreuzenden Achsen angeordnet sind,
– wobei die Bedienwippe (8) um Schwenkachsen (17) in sich kreuzenden Bedienrichtungen schwenkbar ist und wobei jeder Bedienrichtung der Bedienwippe (8) zwei Schwenkachsen (17) zugeordnet sind, die jeweils zueinander parallel und parallel zur Kontaktebene zwischen den Schaltkontakten (4) und dem Zentrum der Bedienwippe (8) angeordnet sind,
– wobei die Schwenkachsen (17) durch stationäre Lagerelemente des Gehäuses (9) und durch annähernd senkrecht zur Kontaktebene bewegbare Lagerelemente der Bedienwippe (8) gebildet sind,
– wobei die bewegbaren Lagerelemente bei unbetätigter Bedienwippe (9) an den stationären Lagerelementen unter Federspannung anliegen und wobei die bewegbaren Lagerelemente bei Betätigung der Bedienwippe in...

Description

Manuell betätigbarer elektrischer Schalter mit einem Gehäuse, einer schwenkbaren Bedienwippe und zumindest zwei durch diese betätigbaren beabstandeten Schaltkontakten, die in einer zur Bedienwippe annähernd parallelen Kontaktebene angeordnet sind, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug, wobei eine zur Kontaktebene parallele Schwenkachse der Bedienwippe zwischen den Schaltkontakten angeordnet ist, wobei zumindest zwei der zur Kontaktebene und zueinander parallelen beabstandeten Schwenkachsen vorgesehen sind, die durch stationäre Lagerelemente des Gehäuses gebildet sind und durch annähernd senkrecht zur Kontaktebene bewegbare Lagerelemente der Bedienwippe gebildet sind, wobei die bewegbaren Lagerelemente in einer Ausgangsstellung der Bedienwippe an den stationären Lagerelementen unter Federspannung anliegen und wobei die bewegbaren Lagerelemente bei wechselnden Bedienrichtungen wechselweise von den stationären Lagerelementen senkrecht zur Kontaktebene abhebbar sind.
Ein derartiger Bedienschalter ist durch die DE 22 59 052 A1 bekannt geworden. Danach weist ein einfacher länglicher Wippschalter ein rahmenartiges Gehäuse auf, in dem die längliche Bedienwippe schwenkbar gelagert ist. An beiden Längsseiten der Bedienwippe sind seitlich abstehende Lagerzapfen angesetzt, die in Langlöcher des Gehäuses eingreifen und zusammen mit diesen die Lagerelemente bilden, wobei die Lagerzapfen als bewegbare Lagerelemente und die Langlöcher als stationäre Lagerelemente dienen. Die Bedienwippe betätigt über senkrecht zur Bedienoberfläche stehende Stößel des Schalters nicht näher dargestellte Schaltelemente.
Durch die US 4843200 ist ein Wippschalter mit einer ähnlich gelagerten Bedienwippe bekannt geworden, die jedoch nur mittelbar über eine Schaltwippe auf die Schaltkontakte einwirkt.
Die DE 10 359 172 A1 zeigt in den 9 bis 12 einen Bedienschalter mit mehreren einzelnen einseitig schwenkgelagerten tastenartigen Bedienelementen, die mit jeweils einem Schaltkontakt gekoppelt und unabhängig voneinander betätigbar sind.
Durch die DE 10 2004 035 321 A1 sowie die DE 41 41 844 A1 sind bei Wippschaltern ferner als Lagerelemente dienende Rastnasen und Rasthaken bekannt geworden.
Durch die US 5957273 A ist ein Bedienschalter mit einer längliche Bedienwippe bekannt geworden, die um eine zentrale Schwenkachse aus einer mittleren Ausgangsstellung in entgegengesetzte Richtungen schwenkbar ist, um jeweils ein Schaltkontaktpaar zu betätigen. Die Schaltkontakte sind auf der Schalterunterseite in einer Kontaktebene als Schaltdome einer elastomeren Schaltmatte ausgebildet und senkrecht zur Kontaktebene betätigbar. Die zentrale Lagerung bedingt eine kurze Hebellänge. Der erforderliche Schalthub kann daher nur durch einen relativ großen Schwenkwinkel erzeugt werden. Dies bedeutet, dass andere Seite der Bedienwippe entsprechend hoch aus dem Schalter herausgeschwenkt wird. Derartige Schaltdome haben einen Schnappeffekt durch den beim Eindrücken eine anfangs hohe Federkraft nach Erreichen des Druckpunktes erheblich abfällt. Nachteilig ist dabei, dass die Rückstellkraft weitgehend auf diesem Niveau bleibt und dass sich somit die Rückstellung verzögert.
Durch die US 2006243568 A ist ferner ein multifunktionaler Flächenschalter bekannt geworden, dessen kreisrunde Bedienwippe auf einem Kardangelenk gelagert und in kreuzenden Richtungen schwenkbar ist, um einen entsprechenden der in der Kontaktebene sternförmig verteilten Schaltkontakte zu betäti gen. Auch hier befindet sich die jeweilige Schwenkachse im Zentrum der Bedienwippe, was einen großen Schwenkwinkel erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom bekannten Schalter nach der DE 22 59 052 A1 , die Funktion des Schalters zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Schalter weist zumindest ein zusätzliches Schwenkachsenpaar auf, das sich quer, insbesondere senkrecht zum anderen erstreckt. Dadurch kann zumindest eine weiter Schaltrichtung für die Betätigung von zusätzlichen Schaltkontakten gewonnen werden. Die Mitte zwischen den Schwenkachsen stellt die gemeinsame Hebelmitte dar, um die der Schalter vorzugsweise symmetrisch aufgebaut ist. Bei einem einfachen Kreuzschalter mit 4 Schaltkontakten und zwei Hebelrichtungen bilden dann die Schwenkachsen ein Quadrat. Es sind aber auch zusätzliche Hebelrichtungen unter 60° oder 45° mit 6 bzw. 8 einzeln betätigbaren, sternförmig verteilten Schaltkontakten möglich. Dabei bilden jeweils zwei einander gegenüberliegende Seiten des Polygons eines der Schwenkachsenpaare. Zur Erhöhung der Schaltsicherheit können auf jeder Hebelseite die Schaltkontakte auch gedoppelt sein.
Eine große Stützlänge der Lagerelemente ergibt für jeden Hebel eine deutliche Vorzugsrichtung, die eine ungewollte Betätigung zwischen zwei Hebelrichtungen deutlich spürbar werden lässt. Bei einer Betätigung der Bedienwippe des Kreuzschalters in einer Hebelrichtung werden die beiden in der Hebelmitte angeordneten Schaltkontakte der anderen Hebelrichtung leicht zusammengedrückt, ohne dabei dem Schaltpunkt nahe zu kommen. Dadurch erhöht sich die Rückstellkraft der Bedienwippe. Dies ist insbesondere bei als Kontaktdome ausgebildeten Schaltkontakten von Vorteil, die nach dem Umschnappen eine geringe Rückstellkraft aufweisen, während die beiden mittleren, nur leicht zusammengedrückten Schaltkontakte ihr höheres Kraftniveau behalten und die Rückstellkraft deutlich erhöhen, wohingegen die Eindrückkraft relativ wenig erhöht wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 gekennzeichnet:
Beim Schalter nach Anspruch 2 sind die Hebelverhältnisse im Hinblick auf die Abstützung und Betätigung optimiert. Da die Schwenkachse dem der Eindrückseite gegenüberliegenden Kontakt benachbart ist, wird die Bedienwippe nur geringfügig angehoben und bleibt innerhalb des Federbereichs des vorgespannten Schaltkontakts.
Die Lagerelemente nach Anspruch 3 können giesstechnisch günstig ausgeformt und zusammengefügt werden. Ein seitliches Ausweichen parallel zur Kontaktebene kann durch eine knappe wechselseitige Überlappung senkrecht zur Kontaktebene vermieden werden.
Der Träger nach Anspruch 4 stellt ein einfaches zentrales gemeinsames Stützteil für die beweglichen Lagerelemente dar.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird die Stützlänge der Schwenkachsen maximiert und eine Verkippen der Bedienwippe schräg zu den Schwenkachsen erschwert.
Die Rasthaken und Rastnasen nach Anspruch 6 ermöglichen einen einfachen Montagevorgang durch Aufclipsen der Bedienwippe auf den zentralen Träger. Es ist auch möglich, beide Lagerelemente als seitlich nachgiebige kürzere Rasthaken auszubilden und dadurch die Bauhöhe des Schalters zu verringern.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 ist es möglich, einen von der Bedienwippe unabhängigen Drucktastenschalter zu integrieren, bei dem der hohle zentrale Träger als Gehäuseteil für die Funktionsteile dient. Der zugehörige zusätzliche Schaltkontakt ist entsprechend zentral in der Kontaktebene angeordnet.
Durch die Anschläge nach Anspruch 8 wird die gleichzeitige Betätigung benachbarter Schaltkontakte verhindert, wobei die z. B. stiftartigen Anschläge in der Mitte der Verbindungslinie zwischen den beiden Schaltkontakten angeordnet sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen Wippschalter in einer Ausgangsstellung,
2 den Wippschalter nach 1 in einer Funktionsstellung,
3 ein Funktionsschema des Wippschalters nach 2,
4 einen Schnitt durch den Wippschalter entlang der Linie IV-IV in 1.
Ein Wippschalter nach den 1, 2 und 4 weist eine in der Draufsicht quadratische Bedienwippe 8 auf, um deren Zentrum vier der Schaltkontakte 4 in einem zur Bedienwippe 8 diagonalen Viereck am Boden eines im wesentlichen quadratischen Gehäuses 9 verteilt sind. Die Bedienwippe 8 ist hier am Gehäuse 9 mittels sich wechselseitiger hintergreifender Rasthaken 10 der Bedienwippe 8 und fester Rastnasen 11 des Gehäuses 9 gehalten, wobei einander zugewandte Schultern 18 und 19 der Rastnasen 11 und der Rasthaken 10 die Schwenkachsen 17 bilden. Die Rastnasen 11 sind an einem in der Gehäusemitte angeordneten Träger 12 ausgebildet, der einstückig mit dem Gehäuse 9 verbunden ist.
Die Rastnasen 11 und die seitlich federnd auslenkbaren Rasthaken 10 bilden dabei je ein annähernd geschlossenes Quadrat, so dass auch die zur Kontaktebene parallelen Schwenkachsen 17 paarweise ein entsprechendes Quadrat bilden. Dadurch ist es möglich, die Bedienwippe 8 in zwei sich kreuzenden Richtungen zu schwenken und jeden der Schaltkontakte 4 über die Vorsprünge 5 einzeln zu betätigen. An die Bedienwippe 8 sind nahe den Trägerecken jeweils in der Mitte zwischen zwei Schaltkontakten 4 stiftförmige Anschläge 13 angesetzt, die durch Aufsetzen auf den Gehäuseboden bzw. auf eine sich im Quadrat erstreckende Schaltmatte 14 die Schwenkbewegung der Bedienwippe 8 derart begrenzen, das bei diagonaler Betätigung der Bedienwippe ein gleichzeitiges Schalten zweier Schaltkontakte 4 verhindert wird.
Das Funktionsschema nach 3 zeigt die Bewegungen der Funktionsstellen der Bedienwippe aus der waagerechten Lage nach 4 in die gekippte Lage nach 5, wobei die strichpunktierte Linie für eine zentral einfach gelagerte bekannte Bedienwippe z. B. nach der DE 10 2004 035 321 A1 steht. Das eingedrückte Wippenende ist um die Strecke a nach unten gedrückt, so dass der erforderliche Schaltweg b zur Betätigung des benachbarten Schaltkontakts erreicht wird. Da die Schwenkachse 17 auf der gegenüberliegenden Seite der Wippenmitte liegt, werden die mittleren Schaltkontakte 4 nur geringfügig um die Strecke c zusammengedrückt und der Vorsprung 5 für den unbetätigten Schaltkontakt um den Weg d geringfügig angehoben. Das andere Wippenende wird aus dem Gehäuse um die Strecke e herausgehoben, die erheblich kleiner ist als die Strecke a. Im Vergleich zu der mittig gelagerten bekannten Bedienwippe wird deutlich, dass deren Bewegungshöhe und Schwenkwinkel erheblich größer sind als bei einem Schalter nach der Erfindung.

Claims

Manuell betätigbarer elektrischer Wippschalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit – einem Gehäuse (9), – einer schwenkbaren großflächigen Bedienwippe (8); – und zumindest vier Schaltkontakten (4), die auf einer zur Bedienwippe (8) annähernd parallelen Kontaktebene angeordnet sind, wobei die Schaltkontakte (4) jeweils paarweise in sich kreuzenden Achsen angeordnet sind, – wobei die Bedienwippe (8) um Schwenkachsen (17) in sich kreuzenden Bedienrichtungen schwenkbar ist und wobei jeder Bedienrichtung der Bedienwippe (8) zwei Schwenkachsen (17) zugeordnet sind, die jeweils zueinander parallel und parallel zur Kontaktebene zwischen den Schaltkontakten (4) und dem Zentrum der Bedienwippe (8) angeordnet sind, – wobei die Schwenkachsen (17) durch stationäre Lagerelemente des Gehäuses (9) und durch annähernd senkrecht zur Kontaktebene bewegbare Lagerelemente der Bedienwippe (8) gebildet sind, – wobei die bewegbaren Lagerelemente bei unbetätigter Bedienwippe (9) an den stationären Lagerelementen unter Federspannung anliegen und wobei die bewegbaren Lagerelemente bei Betätigung der Bedienwippe in wechselnde Bedienrichtungen wechselweise von den zugehörigen stationären Lagerelementen senkrecht zur Kontaktebene abheben.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden einer Schwenkrichtung zugeordneten Schwenkachsen (17) dem halben Abstand zwischen den beiden Schaltkontakten (4) entspricht.
Schalter einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stationären und beweglichen Lagerelemente als sich wechselweise hintergreifende und voneinander abhebbare Schultern (18, 19) ausgebildet sind, die sich parallel zur Kontaktebene erstrecken.
Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die stationären Lagerelemente umlaufend an einem zentral zwischen den Schaltkontakten (4) angeordneten, fest mit dem Gehäuse (9) verbundenen Träger (12) derart ausgebildet sind, dass jeweils die einander diametral gegenüberliegenden stationären Lagerelemente mit den zugehörigen bewegbaren Lagerelementen eines der Schwenkachsenpaare (17) bilden.
Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stationären Lagerelemente in ihrer Erstreckung parallel zur Kontaktebene ein Polygon bilden und dass die Länge der Lagerelemente in der Richtung der Schwenkachsen (17) der Seitenlänge der zugehörigen Polygonseite entspricht.
Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stationären Schultern (18) an seitlich federnd auslenkbaren Rasthaken (10) ausgebildet sind, die die an Rastnasen (11) des Gehäuses (9) ausgebildeten Schultern (19) hintergreifen.
Schalter nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) rahmenartig und als Element zur Aufnahme und Führung eines zentralen Druckschalters (16) ausgebildet ist.
Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Polygonecken des Trägers (12) Anschläge (13) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Bedienwippe (8) angeordnet sind.