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Die
Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbesondere einen Airbagdeaktivierungsschalter.
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Eine
derartige Schalteinrichtung wird in der
DE 102 15 940 A1 beschrieben
und dient als Airbagdeaktivierungsschalter zur Unterbrechung eines
Airbag-Zündstromkreises, insbesondere für einen
Beifahrerairbag. Die bekannte Schalteinrichtung weist zur Gewährleistung
einer hohen Zuverlässigkeit einen redundanten Aufbau mit
mehreren Schaltelementen auf. Die Schaltelemente sind elektrisch
leitend mit einer Platine bzw. gedruckten Schaltung verbunden und
stehen dadurch mit weiteren auf der Platine angebrachten elektrischen
Bauelementen in Verbindung. An der Platine sind Kontaktzungen angebracht,
die aus dem Gehäuse der Schalteinrichtung herausgeführt
sind und die eine Steckverbindung mit einem Steckverbinder des Kabelbaums
eines Kraftfahrzeugs ermöglichen. Bei der bekannten Schalteinrichtung
sind die Schaltelemente handelsübliche, in großen
Stückzahlen hergestellte Mikroschalter, die mit ihren Anschlussfahnen
mit Leiterbahnen auf der Platine verlötet sind.
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Um
einen Schaltvorgang der bekannten Schalteinrichtung zu bewirken,
steckt ein Benutzer einen Schlüssel in einen entsprechend
ausgeführten Schlitz und dreht mit Hilfe des Schlüssels
ein als Schließzylinder ausgeführtes Betätigungsglied.
Das Betätigungsglied ist mit einer Nockenanordnung zur mechanischen
Ansteuerung der Schaltelemente versehen, so daß durch die
Rotationsbewegung des Schließzylinders der Schaltzustand
der Schaltelemente geändert wird. Mit einer derartigen
Schalteinrichtung werden Airbageinrichtungen in Kraftfahrzeugen
je nach Bedarf aktiviert oder deaktiviert. In Anbetracht der großen Bedeutung
eines Airbags für die Sicherheit von Kraftfahrzeugpassagieren
werden an einen Airbagdeaktivierungsschalter hohe Anforderungen
hinsichtlich seiner Funktionssicherheit gestellt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schalteinrichtung zur
Verfügung zu stellen, die bei hoher Funktionssicherheit
eine kostengünstigere Herstellung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch Schalteinrichtungen nach den Ansprüchen
1 und 15 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist
eine Schalteinrichtung vorgesehen die einem Schalterraum aufweist,
der von einem Gehäuseoberteil, einem Gehäuseunterteil und
einem relativbeweglich an dem Gehäuseoberteil und/oder
dem Gehäuseunterteil aufgenommenen Betätigungsglied
begrenzt wird, wobei in dem Schalterraum ein Schaltelement angeordnet
ist, das gekapselt in einem Schaltgehäuse aufgenommen ist und
das zumindest zwei Anschlussfahnen aufweist, die elektrisch leitend
mit Kontaktzungen verbunden sind, wobei die Kontaktzungen für
eine elektrische Verbindung der Anschlussfahnen mit einem Steckverbinder
aus dem Schaltraum herausgeführt sind und wobei das Betätigungsglied
zur Auslösung eines Schaltvorgangs mit dem Schaltelement
in Wirkverbindung bringbar ist. Mit einem derart einfachen Aufbau
kann die Schalteinrichtung kostengünstig hergestellt werden.
In den Unteransprüchen sind verschiedene Ausgestaltungen
der Erfindung angegeben, die einzeln oder in Kombination bei der
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung verwirklicht
werden können.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einer
Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zumindest eine Kontaktzunge
unmittelbar mit einer der Anschlussfahnen des Schaltelements verbunden
ist. Eine solche Verbindung wird bei den üblicherweise
aus Metall hergestellten Kontaktzungen und Anschlussfahnen durch
Umformen, insbesondere durch Falzen, Verstemmen oder Nieten, oder
durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch
Löten oder Schweißen, verwirklicht. Durch die
unmittelbare Verbindung der Kontaktzunge mit der Anschlussfahne
wird eine Verbesserung der Ausfallsicherheit der Schalteinrichtung
erreicht. Bei der oben erwähnten, bekannten Schalteinrichtung sind
die Kontaktzunge und die Anschlussfahne jeweils an einer Platine
angelötet und über eine oder mehrere Leiterbahnen
der Platine miteinander verbunden. Somit liegen zwischen Kontaktzunge
und Anschlussfahne mehrere Lötverbindungen vor (Kontaktzunge-Platine
und Platine-Anschlussfahne). Erfindungsgemäß ist
eine direkte Kopplung zwischen Kontaktzunge und Anschlussfahne vorgesehen,
so dass an Stelle mehrerer Lötverbindungen nur jeweils eine
elektrisch leitende Verbindung geschaffen werden muß. Zudem
entfällt das Risiko einer Unterbrechung der Leiterbahnen
auf der Platine vollständig.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine
zweite Kontaktzunge unmittelbar mit einer zweiten Anschlussfahne
des Schaltelements verbunden ist. Dadurch kann vollständig
auf eine Platine verzichtet werden. Die elektrische Anbindung des
Kabelbaums an das Schaltelement erfolgt durch die unmittelbaren
Verbindungen zwischen den Anschlussfahnen und den zugeordneten Kontaktzungen.
Hiermit wird die Ausfallsicherheit der Schalteinrichtung weiter
erhöht, da die Anzahl von fehleranfälligen Verbindungsstellen
reduziert wird. Außerdem werden damit auch die Herstellungskosten
für die Schalteinrichtung reduziert, da die Konstruktion,
Herstellung, Prüfung, Lagerhaltung und Verarbeitung der Platine
entfällt.
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Die
bei bekannten Schalteinrichtungen verwendeten Lötverbindungen
zwischen den Kontaktzungen, der Platine und den Anschlussfahnen
können Probleme im Hinblick auf die Langzeitstabilität aufwerfen.
Hier spielen die Reinigung der Lötstelle nach dem Lötvorgang
und Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit eine erhebliche Rolle.
Bei einer direkten, durch Umformen und/oder stoffschlüssiges
Verbinden, insbesondere Verschweißen, hergestellten elektrischen
Verbindung zwischen den Anschlussfahnen und den Kontaktzungen werden
derartige Probleme erheblich reduziert. Somit kann auf eine redundante Auslegung
der Schalteinrichtung verzichtet werden.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eine zweite
Kontaktzunge mit einem an einer zweiten Anschlussfahne angebrachten
elektrischen Bauteil verbunden ist. Das elektrische Bauteil ist
insbesondere ein Widerstand, ein Kondensator oder eine Diode und
bestimmt vorgebbare elektrische Eigenschaften für die elektrische
Verbindung zwischen dem Kabelbaum und dem Schaltelement.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen
den Kontaktzungen und/oder den Anschlussfahnen wenigstens ein elektrisches
Bauteil eingeschleift ist. Hierbei sind alle Kombinationsmöglichkeiten
umfasst, d. h. das elektrische Bauteil kann ausschließlich
zwischen Kontaktzungen oder ausschließlich zwischen Anschlussfahnen
oder zwischen einer Kontaktzunge und einer Anschlussfahne angeordnet
und jeweils elektrisch verbunden sein. Durch Vorsehen des elektrischen Bauteils
zwischen den Kontaktzungen und/oder den Anschlussfahnen kann unabhängig
von der Schaltposition des Schaltelements durch Anlegen einer elektrischen
Spannung zwischen den Kontaktzungen ein Ruhestrom fließen.
Dieser Ruhestrom wird vom Airbagsteuergerät zur Überprüfung
der elektrischen Verbindung zwischen der Schalteinrichtung und dem Kabelbaum
genutzt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen
den Anschlussfahnen und den Kontaktzungen wenigstens eine gedruckte Schaltung
angeordnet ist, die wenigstens ein elektrisches Bauteil aufweist.
Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn zwischen den Anschlussfahnen und
den Kontaktzungen mehrere elektrische Bauteile eingeschleift, also
mit den Anschlussfahnen und/oder den Kontaktzungen elektrisch verbunden werden
sollen. Bei Verwendung von oberflächenmontierbaren Bauteilen
(SMD-Bauteile/surface-mount-device-Bauteile) und einer gedruckten Schaltung
kann eine besonders kostengünstige elektrische Schaltungsanordnung
in der Schaltungseinrichtung verwirklicht werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an zumindest einem der
Gehäuseteile Rastmittel zur relativbeweglichen Aufnahme
des Betätigungsglieds vorgesehen und an zumindest einem
der Gehäuseteile ist zumindest eine Riegelzunge zur Festlegung der
Rastmittel in einer Rastposition vorgesehen. Die Rastmittel sind
als formschlüssig wirkende Schnappnasen für einen
Eingriff in einen Hinterschnitt am Betätigungsglied ausgebildet.
Die Rastmittel ermöglichen eine relativbewegliche, vorzugsweise
drehbewegliche, Anbringung des Betätigungsglieds am oberen
und/oder unteren Gehäuseteil, wobei eine sichere Verrastung
des Betätigungsglieds durch die Rastmittel von großer
Bedeutung ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
die Rastmittel nach Verrasten des Betätigungsglieds ihrerseits
durch eine oder mehrere Riegelzungen in der Rastposition festzulegen.
Damit wird nach Erzielen der Verrastung des Betätigungsglieds
eine spätere elastische Deformation der Rastmittel, die
zu einem unerwünschten Aufheben der Rastverbindung mit
dem Betätigungsglied führen könnte, durch
Blockieren des entsprechenden Bewegungsraums für die Rastmittel
verhindert.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das
Schaltelement formschlüssig am Gehäuseunterteil
aufgenommen, insbesondere verrastet, ist. Damit wird eine kostengüns tige
und zuverlässige Festlegung des Schaltelements ermöglicht.
Am Gehäuseunterteil sind an das Schaltmittel angepasste,
federelastische Rastnasen angebracht, die ein, insbesondere werkzeugloses,
Verrasten des Schaltelements ermöglichen. Bei einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird das Schaltelement zusätzlich
durch die unmittelbare mechanische und elektrische Verbindung zwischen den
am Schaltelement vorgesehenen Anschlussfahnen und den Kontaktzungen,
die ihrerseits im Gehäuseunterteil fest angebracht sind,
abgestützt. Dadurch wird insgesamt eine Festlegung des
Schaltelements mit hoher Zuverlässigkeit erreicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist am Gehäuseoberteil
ein Stützsteg zwischen gegenüberliegenden Gehäusewänden
ausgebildet, der als Widerlager für das Betätigungsglied
dient. Damit wird eine stabile Lagerung des Betätigungsglieds
relativbeweglich zu den Gehäuseteilen, insbesondere zum Gehäuseoberteil,
ermöglicht. Vorzugsweise ist der Stützsteg mit
einer konzentrisch zur Betätigungsachse des Betätigungsglieds
ausgerichteten Lagereinrichtung, die insbesondere als kreiszylindrischer Durchbruch
oder als zylindrischer Zapfen ausgebildet ist, ausgestattet. Zudem
kann der Stützsteg zur Stabilisierung des Gehäuseoberteils
dienen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Betätigungsglied
und dem Stützsteg eine vorgespannte Druckfeder angeordnet.
Mit Hilfe der Druckfeder kann das Betätigungsglied in eine erste
Schaltposition vorgespannt sein, aus der es bei Aufbringen einer
vom Benutzer eingeleiteten Betätigungskraft ausgelenkt
wird, um in eine zweite Schaltposition bewegt zu werden und um Zwischenstellungen
zu vermeiden.
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In
weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass gegenüberliegende
Berührflächen des Betätigungsglieds und
des Gehäuseoberteils und/oder des Gehäuseunterteils
jeweils eine Flächennor male mit einer Komponente in Federkraftrichtung
der Druckfeder aufweisen. Durch eine derartige Ausrichtung der gegenüberliegenden
Berührflächen kann unter Einwirkung der Federkraft
ein Drehmoment auf das Betätigungsglied bewirkt werden.
Dadurch bewegt sich das Betätigungsglied selbsttätig
in eine der vorgebbaren Schaltpositionen. Damit können
undefinierte Zwischenstellungen für die Schalteinrichtung
vermieden werden. Dies ist bei einer Verwendung als Airbagdeaktivierungsschalter
von großer Bedeutung, da hier entweder eine Aktivierung
oder eine Deaktivierung des Airbags erreicht und mit entsprechenden Anzeigemitteln
auch angezeigt werden soll, während undefinierte Zwischenzustände
vermieden werden müssen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuseoberteil
mit dem Gehäuseunterteil einstückig über
zumindest einen elastisch deformierbaren Schwächungsbereich
verbunden ist. Ein derartiger Schwächungsbereich ermöglicht
eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuseoberteil und dem
einstückig angeformten Gehäuseunterteil, ohne
zu einer plastischen Deformation des Gehäuseoberteils und
des Gehäuseunterteils zu führen. Eine derartige
Verbindung wird auch als Filmscharnier bezeichnet. Ein Filmscharnier
wird bei der Herstellung des Gehäuseoberteils mit dem Gehäuseunterteil
im Kunststoffspritzgussverfahren verwirklicht. Anschließend
kann das Gehäuseunterteil mittels des Filmscharniers derart
an das Gehäuseoberteil herangeschwenkt werden, dass dadurch
der Schalterraum bereits nahezu vollständig begrenzt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlussfahnen
einstückig mit den jeweils zugeordneten Kontaktzungen ausgebildet
sind. Das Schaltelement ist dabei mit Anschlussfahnen versehen,
die hinsichtlich ihrer Dimensionierung unmittelbar als Kontaktzungen
zum Aufstecken eines Steckers eines Kabelbaums verwendet werden
können. Dadurch kann eine weitere Reduzierung einer Ausfallwahrscheinlichkeit für
die Schalteinrichtung erzielt werden, da eine Schaffung von elektrischen
Verbindungen zwischen den Anschlussfahnen und den Kontaktzungen
entfällt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind elektrische Bauteile als
bedrahtete Bauelemente ausgeführt. Im Gegensatz zu oberflächenmontierbaren
SMD-Bauteilen (surface-mount-device-Bauteil) erfordern bedrahtete
Bauelemente, die langgestreckte Metalldrähte als elektrische
Kontakte aufweisen, keine Platine zur Bereitstellung entsprechender
Kontaktflächen, sondern können auch bei industrieller Massenfertigung
kostengünstig unmittelbar an Anschlussfahnen und Kontaktzungen
angebracht werden. Vorzugsweise sind die Anschlussfahnen und Kontaktzungen
jeweils mit Bohrungen versehen, die ein Hindurchstecken der Kontaktdrähte
ermöglichen. Somit kann bereits vor Durchführung
eines Löt- oder Schweißvorgangs zwischen elektrischem
Bauteil und Anschlussfahne bzw. Kontaktzunge durch Umformen des
Kontaktdrahtes eine mechanische Festlegung des Bauteils erreicht
werden. Dadurch ist eine besonders zuverlässige elektrische
Verbindung gewährleistet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Schalteinrichtung aus
einem Gehäuseoberteil, einem Gehäuseunterteil,
einem relativbeweglich am Gehäuseoberteil und/oder am Gehäuseunterteil
aufgenommenen Betätigungsglied und einem Schaltelement,
das gekapselt in einem Schaltgehäuse aufgenommen ist und
das zwei Anschlussfahnen aufweist, sowie einer gedruckten Schaltung
für eine elektrisch leitende Verbindung der Anschlussfahnen
mit Kontaktzungen. Mit diesen Bestandteilen ist ein besonders einfacher
Aufbau der Schalteinrichtung gewährleistet. Die in den
Ansprüchen 7 bis 12 angeführten zusätzlichen
Merkmale der Schalteinrichtung gemäß Anspruch
1 können in gleicher Weise auch bei der Schalteinrichtung
gemäß Anspruch 15 verwirklicht werden.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung
näher beschrieben. In dieser zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung einer Schalteinrichtung in einer ersten Schaltposition;
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2 eine
Draufsicht auf die Schalteinrichtung gemäß der 1;
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3 eine
Schnittdarstellung der Schalteinrichtung gemäß den 1 und 2 in
einer zweiten Schaltposition;
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4 eine
Schnittdarstellung eines Gehäuseoberteils der Schalteinrichtung;
und
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5 eine
teilweise geschnittene Darstellung der Schalteinrichtung gemäß den 1 bis 4.
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Eine
in den 1 und 3 in einer Schnittdarstellung
gezeigte, als Airbagdeaktivierungsschalter ausgeführte
Schalteinrichtung 10 weist ein Gehäuseoberteil 12 und
ein damit verbundenes Gehäuseunterteil 14 auf,
die zusammen mit einem Betätigungsglied 16 einen
Schalterraum 18 begrenzen.
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Das
Gehäuseoberteil 12 ist zylinderhülsenförmig
ausgebildet und weist an einer gemäß 1 obenliegenden
Stirnseite eine konzentrisch zur Mittelachse 62 des Gehäuseoberteils 12 angeordnete Bohrung 54 sowie
einen umlaufenden Ringbund 52 auf. An der Außenfläche
des Gehäuseoberteils 12 sind federelastische Rastklammern 88 zur
Verriegelung der Schalteinrichtung 10 in einem Gehäuse
oder in einem Armaturenbrett angebracht. In die Bohrung 54 ragen
Rastmittel 36 hinein. Diese sind zur relativbeweglichen
Aufnahme eines Betätigungsglieds 16 vorgesehen
und als abschnittsweise umlaufende, nach innen gewandte Ringseg mente
in der Art federelastischer Zungen ausgeführt. In endseitigen
Bereichen weisen die Rastmittel 36 radial nach innen ragende
Rastnasen auf.
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Das
Betätigungsglied 16 ist in der Bohrung 54 dreh-
und schiebebeweglich aufgenommen und weist im wesentlichen eine
zur Mittelachse 62 rotationssymmetrische Gestalt auf, die
an die Bohrung 54 sowie an die Rastmittel 36 angepasst
ist. Am Betätigungsglied 16 ist ein zylinderhülsensegmentförmiges Steuerglied 64 einseitig
angeformt, das für die Ansteuerung eines an einem Schaltelement 20 vorgesehen
Schaltzapfens 66 ausgebildet ist (vgl. auch 5).
Das Betätigungsglied 16 weist jeweils endseitig
einen ringförmig umlaufenden Bund 68, 70 auf. Der
gemäß 1 obenliegende ringförmige
Bund 68 ist zur umfangsseitigen Anlage an der Bohrung 54 vorgesehen
und ermöglicht eine Drehlagerung des Betätigungsglieds 16 am
Gehäuseoberteil 12. Der untenliegende ringförmige
Bund 70 des Betätigungsglieds 16 liegt
in der in 1 dargestellten Schaltposition
mit seiner dem oberen Bund 68 zugewandten, ringförmigen
Stirnfläche an den Rastmitteln 36 an. Damit wird
eine einseitige axiale Festlegung des Betätigungsglieds 16 bewirkt,
so dass das Betätigungsglied 16 nicht nach oben
aus der Bohrung 54 hinaustreten kann.
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Ausgehend
vom oberen ringförmigen Bund 68 erstreckt sich
ein Lagerdorn 72, der abschnittsweise kegelstumpfförmig
und daran anschließend zylinderabschnittsförmig
ausgebildet ist. Der Lagerdorn 72 ist jeweils stirnseitig
mit Ausnehmungen 74, 76 versehen. Die obere Ausnehmung 74 weist
einen rechteckigen Querschnitt zum Einstecken eines nicht dargestellten
Schlüssels, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Zündschlüssels,
auf. Die untere Ausnehmung 76 ist zur Materialeinsparung
vorgesehen und weist einen zylindrischen Querschnitt auf.
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Für
eine zusätzliche Drehlagerung des Betätigungsglieds 16 ist
an dem Gehäuseoberteil 12 ein senkrecht zur Zeichnungsebene
der 1 verlaufender Stützsteg 40 vorgesehen,
der mit einer in 4 näher dargestellten
zylindrischen Bohrung 78 zur Aufnahme des zylindrischen
Abschnitts des Lagerdorns 72 versehen ist. Dabei ist gemäß den 1 und 3 der
zylindrische Abschnitt des Lagerdorns 72 in seiner axialen
Erstreckung derart bemessen, dass eine Verlagerung des Betätigungsglieds 16 nach
unten gegen die Federwirkung einer Druckfeder 42, die sich
am Stützsteg 40 und am Betätigungsglied 16 abstützt,
möglich ist. Eine Wegbegrenzung für die Linearbewegung
nach unten wird durch den Übergang zwischen dem zylindrischen
und dem kegelabschnittsförmigen Bereich des Lagerdorns 72 gewährleistet.
Eine Wegbegrenzung für das Betätigungsglied 16 in
linearer Richtung nach oben wird durch die obenstehend bereits beschriebene
Wirkverbindung zwischen den Rastmitteln 36 und der nach
oben gewandten ringförmigen Stirnfläche des Bunds 70 sichergestellt.
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Die
Rastmittel 36 werden beim Montieren des Betätigungsglieds 16 in
das Gehäuseoberteil 12 durch den ringförmigen
Bund 70 elastisch nach außen ausgelenkt. Anschließend
können sie in den vom Bund 68 und vom Bund 70 begrenzten
Ringraum 80 einschnappen und somit die Beweglichkeit des
Betätigungsglieds 16 in axialer Richtung begrenzen.
Um eine unerwünschte, neuerliche Auslenkung der Rastmittel 36 nach
Montage des Betätigungsglieds 16 in das Gehäuseoberteil 12 zu
verhindern, wird ein ringförmiger, umlaufender Bewegungsraum 82 zwischen den
Rastmitteln 36 und der zylinderhülsenförmigen Wand
des Gehäuseoberteils 12 zumindest teilweise von
am Gehäuseunterteil 14 angebrachten Riegelzungen 38 ausgefüllt.
Dadurch kann eine neuerliche nach außen gerichtete Bewegung
der Rastmittel 36 vermieden werden, womit eine unerwünschte
Entriegelung des Betätigungsglieds 16 aus dem
Gehäuseoberteil 12 verhindert wird.
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Das
Gehäuseunterteil 14 weist eine verstärkt ausgeführte
Bodenplatte 56 auf, an deren Unterseite ein hülsenförmiger
Kragen 58 mit rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme eines
nicht dargestellten Steckverbinders angeformt ist. An der Bodenplatte 56 sind
die nach oben abragenden, stegförmigen Riegelzungen 38 angebracht,
die wie in der 1 erkennbar im Längsschnitt
leicht keilförmig sind. An einer Breitseite der Bodenplatte 56 ist
eine trapezförmige Halteplatte 60 angeformt, die
sich wie die Riegelzungen 38 ebenfalls nach oben erstreckt
und die zur Anbringung des als Mikroschalter ausgeführten Schaltelements 20 vorgesehen
ist. Die Bodenplatte 56 wird von zwei metallischen Kontaktzungen 28, 30 durchsetzt,
die in einen nach unten offenen, vom Kragen 58 und der
Bodenplatte 56 berandeten Steckraum hineinragen und für
eine elektromechanische Ankopplung des nicht dargestellten Steckverbinders vorgesehen
sind. Die Kontaktzungen 28, 30 ragen oberhalb
der Bodenplatte 56 in den Schalterraum 18 und
sind elektrisch mit dem Schaltelement 20 in nachstehend
näher beschriebener Weise verbunden.
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Das
an der trapezförmigen Halteplatte 60 angebrachte
Schaltelement 20 weist zwei Anschlussfahnen 24, 26 auf,
die aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind und die mit
einem im Inneren des Schaltergehäuses 22 vorgesehenen,
nicht näher dargestellten Federkontaktmechanismus elektrisch leitend
verbindbar sind. Der Federkontaktmechanismus wird durch den Schaltzapfen 66 angesteuert
und ist zwischen einer elektrisch leitenden und einer elektrisch
nicht leitenden Stellung verstellbar.
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Die
erste Anschlussfahne 24 ist endseitig mit einer nicht bezeichneten,
ringförmigen Lötöse versehen, in die
die ebenfalls aus einem metallischen Material hergestellte erste
Kontaktzunge 28 eingesteckt ist. Eine elektromechanische
Verbindung zwischen der ersten Anschlussfahne 24 und der
ersten Kontaktzunge 28 wird durch Umformen eines nicht
dargestellten Abschnitts der Kontaktzunge 28 erreicht, die
somit formschlüssig mit der Lötöse der
ersten Anschlussfahne 24 verbunden ist. Darüber
hinaus wird eine nicht dargestellte Lötverbindung zur stoffschlüssigen
Kopplung der Anschlussfahne 24 mit der Kontaktzunge 28 hergestellt.
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Die
zweite Anschlussfahne 26 weist ebenfalls eine endseitig
angebrachte, ringförmige Lötöse auf,
in die Anschlussdrähte 48 eines ersten und eines zweiten
ohmschen Widerstands 32, 34 eingesteckt, umgeformt
und verlötet sind. Während der erste ohmsche Widerstand 32 mit
seinem zweiten Anschlussdraht an einer Lötöse
der zweiten Kontaktzunge 30 elektrisch angebunden ist,
ist der zweite Widerstand 34 mit seinem zweiten Anschlussdraht an
der ersten Kontaktzunge 28 angebracht. Dadurch liegen in
Abhängigkeit von der Schaltposition des Schaltelements 20 zwei
vorgebbare, eindeutig definierte ohmsche Widerstandswerte zwischen
der ersten Kontaktzunge 28 und der zweiten Kontaktzunge 28 vor.
Die unterschiedlichen ohmschen Widerstandswerte können
durch eine nicht dargestellte Auswerteinrichtung abgefragt werden
und ermöglichen damit eine Detektion der Schaltposition
der Schalteinrichtung 10 sowie eine Überprüfung
der elektrischen Verbindung vom nicht dargestellten Kabelbaum zur
Schalteinrichtung 10.
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Die
in der 2 gezeigte Draufsicht auf das Gehäuseoberteil 12 zeigt
den Ringbund 52, die darin vorgesehene Bohrung 54,
sowie den parallel zur Zeichenebene der 2 verlaufenden
Stützsteg 40. Der Stützsteg 40 weist
in einem mittleren Bereich eine kreiszylindrische Kontur zur Abstützung
der wendelförmigen Druckfeder 42 und in der Darstellung
der 2 nach oben und nach unten abstehende, im Wesentlichen
rechteckige Stegabschnitte auf, die jeweils mit der zylinderhülsenförmigen
Wand des oberen Gehäuseteils 14 verbunden sind.
Der oben erwähnte Bewegungsraum 82 ist in dem
rechts angeordneten Teilschnitt der 2 näher
dargestellt.
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Weiterhin
ragen in die Bohrung 54 in radialer Richtung nach innen
ausgebildete, kreisringabschnittsförmige Steuerstege 84 hinein,
die in der Schnittdarstellung der 4 näher
dargestellt sind. Diese Steuerstege 84 weisen an ihrer
Unterseite eine dachförmige Abschrägung auf, die
als Berührfläche für eine ebenfalls dachförmige,
in der 4 gestrichelt dargestellte Führungskontur 86 dient.
Durch die vorgespannnte Druckfeder 42 wird eine in der
Darstellung der 4 nach oben gerichtete Kraft
auf die Berührflächen des Steuerstegs 84 ausgeübt,
wodurch eine in Umfangsrichtung des Betätigungsglieds 16 wirkende
Reaktionskraft hervorgerufen wird. Diese Reaktionskraft führt
zu einem Drehmoment, das eine eindeutige rotatorische Positionierung des
Betätigungsglieds 16 gegenüber dem Gehäuseoberteil 14 bewirkt.
Diese rotatorische Positionierung kann entweder die in 1 dargestellte
Schaltposition oder die in 3 dargestellte
Schaltposition sein. Jedenfalls wird durch das Zusammenwirken der Steuerstege 84,
der Führungskonturen 86 und der Druckfeder 46 eine
unerwünschte Zwischenstellung des Betätigungsglieds 16 relativ
zum Gehäuseoberteil 12 vermieden.
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In
der 5 sind die am Betätigungsglied 16 vorgesehenen
Führungskonturen 86 in einer seitlichen Darstellung
gezeigt, wobei sich das Betätigungsglied 16 in
der ersten Schaltposition für die Schalteinrichtung 10 befindet.
Dabei betätigt das Steuerglied 64 den Schaltzapfen 66,
der in der 5 gestrichelt dargestellt ist,
womit die erste Schaltfunktion des Schaltelements 20 ausgelöst
wird.
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Bei
der in den 1 bis 5 dargestellten Schalteinrichtung 10 ist
eine durch die Riegelzungen 38 gesicherte, relativbewegliche
Aufnahme des Betätigungsglieds 16 am Gehäuseoberteil 14 vorgesehen.
Die Rastmittel 36 sind durch die Riegelzungen 38 verriegelt,
wodurch eine hohe Funktionssicherheit der Schalteinrichtung 10 vorliegt.
Durch die dachförmigen Führungskonturen 86 in
Wirkverbindung mit der Druckfeder 42 werden unerwünschte
Zwischenstellungen des Betätigungsglieds 16 vermieden. Durch
die platinenlose, unmittelbare elektrische Verbindung der Anschlussfahnen 24, 16 mit
den Kontaktzungen 28, 30 muss nur eine geringe
Anzahl elektrischer Verbindungen hergestellt werden, um das Schaltelement 20 mit
einem Steckverbinder eines Kabelbaums zu verbinden. Somit wird eine Schalteinrichtung 10 bereitgestellt,
die bei geringeren Herstellungskosten eine geringere Wahrscheinlichkeit
für Herstellungsfehler und eine insgesamt verbesserte Ausfallsicherheit
aufweist.
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Bei
einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist zur Verbindung der Anschlussfahnen mit den Kontaktzungen eine
gedruckte Schaltung vorgesehen, die als Anordnung von metallischen
Leiterbahnen auf einem Trägermaterial, beispielsweise einem
glasfaserverstärkten Kunstharzmaterial, verwirklicht ist.
Auf der gedruckten Schaltung sind ein oder mehrere elektrische Bauteile
angeordnet, die zur Fehlerdiagnose der Schalteinrichtung und gegebenenfalls
zur Auslösung weiterer Schaltfunktionen vorgesehen sind.
Elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktzungen bzw. den Anschlussfahnen
und der gedruckten Schaltung werden durch Löt- und oder
Steckverbindungen verwirklicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die gedruckte Schaltung bereichsweise als Kontaktzungen
ausgeführte Platinenbereiche auf, die der unmittelbare
Ankopplung des vom Kabelbaum abzweigenden Steckverbinders dienen.
Mit einer derartigen Ausführung kann auf separat gestaltete
Kontaktzungen verzichtet werden, vielmehr ist die gedruckte Schaltung
die einzige Verbindung zwischen den Anschlussfahnen und dem Steckverbinder.
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Bei
einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der
Erfindung ist zumindest eine Anschlussfahne aus einem metalli schen
Material hergestellt, das eine geringere elektrische Leitfähigkeit
als die üblicherweise verwendeten Materialien für
die Kontaktzungen hat. Damit kann bei geeigneter geometrischer Gestaltung,
insbesondere als Stanzteil oder Laserzuschnitt, der für
die Ruhestrom-Kontrollschaltung erforderliche ohmsche Widerstand
zwischen den beiden Kontaktzungen bzw. Anschlussfahnen verwirklicht
werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind die beiden Kontaktzungen einstückig aus einem Material
mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit hergestellt
und weisen wenigstens einen, vorzugsweise wenigstens zwei Bereiche
mit vorgebbarem ohmschem Widerstand auf, die als Anschluss an die
zweite Anschlussfahne und als Strompfad für die Ruhestrom-Kontrollschaltung
dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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