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Die
Erfindung betrifft einen Wippschalter oder -taster mit mehreren
beleuchtbaren Leuchtfeldern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der
EP 1 339 080 B1 ist
ein Taster bekannt, der im Lichtübertragungsweg
einen Lichtleiter aufweist. Sie beschreibt eine kardanische Lagerung einer
Toggletaste. Aus
DE
19704355 A1 ist ein Wippschalter bekannt, dessen Wippmechanik
eine zentral angeordnete, kugelgelenkartige Lagerung des Betätigungselements
aufweist. Die Lagerung des Betätigungsorgans
ist als Kugelgelenk ausgebildet.
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Bei
den bekannten Wippschaltern oder -tastern dieser Gattung befinden
sich zumeist der Anzahl der Schaltrichtungen entsprechend mehrere
beleuchtbare Symbole auf der Betätigungsfläche des Betätigungselements,
wobei mittels der Beleuchtung des Wippschalters oder -tasters bei
einem Tag- und Nachtdesign darstellbar ist. Dazu sind produktionsökonomisch
nachteilig, mehrere zugehörige
Lichtquellen auf der von der Betätigungsfläche abliegenden Seite
des Betätigungselements
(das heißt
von der Betätigungsfläche aus
gesehen, unter dieser befindlich) angeordnet. Beispielsweise sind
diese an der Unterseite des Betätigungselements
angebracht, wodurch das Betätigungselement
eine vergleichsweise hohe Bautiefe aufweist und die erforderliche
Stromversorgung für
die Lichtquellen hinderlich für
die Bewegung des Betätigungselements
ist, beziehungsweise eine aufwendige flexible Stromversorgung erfordert.
Sind die mehreren Lichtquellen an der Schalter- beziehungsweise
Tasterbasis angebracht, wird insbesondere bei vergleichsweise großen Betätigungselementen
und weit von der Schwenkachse des Betätigungselements entfernt angeordneten Lichtquelle
die Helligkeitsintensität
zwischen den jeweils zwei durch eine Verschwenkbewegung betroffenen
Leuchtfeldern sehr unterschiedlich. Dies liegt daran, dass sich
bei verschwenktem Betätigungselement
ein Leuchtfeld besonders nah an seiner Lichtquelle befindet, während das
andere, für
die entgegengesetzte Verschwenkrichtung vorgesehene Leuchtfeld sich
weit entfernt von seiner Lichtquelle befindet. Dies beeinträchtigt einerseits
die visuelle Erscheinung des betreffenden Schalters und andererseits
dessen Bediensicherheit.
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Ausgehend
von dem Wippschalter oder -taster der eingangs genannten Art liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Verschwenkbewegungen besonders
reibungsarm und leichtgängig
zu gestalten. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
1. Eine zugehörige,
vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des Anspruchs 11. Die Unteransprüche betreffen
jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen.
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Der
erfindungsgemäße Wippschalter
oder -taster umfasst unter anderem ein Betätigungselement mit einer Betätigungsfläche, das
mittels einer Wippmechanik gegenüber
einer Schalter- beziehungsweise Tasterbasis, beispielsweise gegenüber einem
Gehäuseunterteil
oder einem Gehäuseoberteil,
aus einer Ruhestellung in wenigstens eine Schaltstellung verschwenkbar
gelagert ist. Es ist ferner wenigstens ein an der Schalter- beziehungsweise
Tasterbasis angeordnetes Schaltelement vorgesehen, wobei mittels
einer Schaltmechanik durch die Bewegung von der Ruhestellung in
die Schaltstellung und umgekehrt ein Schaltvorgang des Schaltelements
ausgelöst
wird. Die Art des Schaltelements ist nicht wesentlich für die Erfindung,
und der Begriff ist daher weit auszulegen und ist nicht auf eine
bestimmte Schalterart eingeschränkt,
folglich kann es sich um einen diskreten, zwei Schaltzustände aufweisenden
Schalter oder Taster, oder ein Bauelement handeln, das ein dem Ausschlag
der Verschwenkbewegung entsprechendes Signal erzeugt, wie beispielsweise
ein Piezoelement oder ein Potentiometer handeln. Ein bevorzugtes
Einsatzgebiet sind Wippschalter oder -Taster in Kraftfahrzeugen.
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Es
ist erfindungsgemäß nur eine
an der Schalter- beziehungsweise Tasterbasis, das heißt im Allgemeinen
eine auf der der Betätigungsfläche abliegenden
Seite des Betätigungselements
angeordnete Lichtquelle vorgesehen, deren Licht über einen Lichtübertragungsweg
an zwei oder mehr, auf der Betätigungsfläche angeordnete
Leuchtfelder, wobei unter Leuchtfeldern beleuchtbare Symboliken
zu verstehen sind, wie numerische und alphanumerische Zeilen, Grafiken,
Piktogramme, geometrische Zeichen, et cetera, übertragen wird. Bei den Leuchtfeldern
handelt es sich beispielsweise um jeweils eine ein gewünschtes
Symbol wiedergebende, transparente oder durchscheinende Kunststofffläche, die
an dem äußeren Bereich
der Betätigungsfläche, einer der
möglichen
Verschwenkrichtungen des Betätigungselements
entsprechenden Stelle angeordnet ist. Der Lichtübertragungsweg umfasst beispielweise an
entsprechender Stelle im Schalter- beziehungsweise Tasterkörper vorgesehene
transparente oder transluzente Kunststoffe, die eine Übertragung
des Lichts von der Lichtquelle zu dem jeweiligen Leuchtfeld gestatten.
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Dadurch,
dass erfindungsgemäß trotz
der mehreren Leuchtfeldern lediglich eine Lichtquelle, beispielsweise
eine Glühlampe,
bevorzugt eine LED, vorgesehen ist, kann der erfindungsgemäße Wippschalter
oder -Taster preiswert hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung
zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Lichtquelle so angeordnet
ist, dass in Ruhestellung des Betätigungselements die Abstände zwischen
dem jeweiligen Leuchtfeld und der Lichtquelle im Wesentlichen gleich
ist. Dadurch wird eine unter den Leuchtfeldern besonders gleichmäßig verteilte
Lichtintensität
erreicht. Da die Verschwenkbewegung im Allgemeinen nur einige wenige
Grad umfasst, ändert
sich bei dieser Ausgangsgestaltung bei der Verschwenkung des Betätigungselements
die Abstände
vergleichsweise nur marginal und so wird auch eine nahezu gleichmäßige Intensitätsverteilung
in der verschwenkten Stellung erreicht. Dies erhöht die Bediensicherheit des Wippschalters
oder -Tasters.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lichtquelle, von der Betätigungsfläche aus
betrachtet, unter der durch die Verschwenkbewegung definierten Schwenk achse
angeordnet. Durch die Schwenkachsen nahe Anordnung der Lichtquelle, ändert sich
der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem betreffenden Lichtfeld
mit der Verschwenkbewegung und damit die Lichtintensität vorteilhaft
nur geringfügig.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Lichtübertragungsweg
einen Lichtleiter, um so für
eine möglichst
effektive Lichtübertragung
zu sorgen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung des Wippschalters oder -Tasters umfasst die
Wippmechanik und/oder die Schaltmechanik eine federnde Rückstellung
des Betätigungselements
in die Ruhelage.
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Die
Wippmechanik umfasst bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
eine, bevorzugt zentral angeordnete, kugelgelenkartige Lagerung
des Betätigungselements.
Dadurch wird eine besonders reibungsfreie und damit leichtgängige Betätigung erreicht
und bei Bedarf eine beliebige Betätigungsrichtung des Betätigungselements
ermöglicht.
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Zur
Erreichung einer besonders leichtgängigen Betätigung weist die kugelartige
Lagerung eine an der Schalter- beziehungsweise Tasterbasis angebrachte
Lagerpfanne auf, in die ein Halteelement des Betätigungselements mit kugelsegmentförmiger Oberfläche verschwenkbar
eingepasst ist und durch die Spitze eines an der Schalter- beziehungsweise Tasterbasis
angebrachten Konus gesichert ist. Die Spitze des Konus ist dabei
zur Betätigungsfläche des Betätigungselements
hin gerichtet. Dadurch wird erreicht, dass bei der Betätigung des
Wippschalters das Betätigungselement
beziehungsweise dessen Halteelement gegen den spitzen Konus gedrückt wird,
gleichzeitig wird die Auflage zwischen der kugelsegmentförmigen Oberfläche des
Kugelsegmentelements und der Lagerpfanne entlastet. Aufgrund der
spitzen Auflage bei gleichzeitiger Entlastung der Kugelpfannenauflage
erfolgt die Verschwenkung besonders reibungsarm und leichtgängig.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung ist der Lichtübertragungsweg strahlenförmig um
die kugelgelenkartige Lagerung des Betätigungselements geführt beziehungsweise
der Lichtleiter strahlenförmig von
der Lichtquelle ausgehend um die kugelgelenkartige Lagerung ausgestaltet.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung ist die Wippmechanik so ausgestaltet,
dass eine Verschwenkung des Betätigungselements
kreuzweise, das heißt
in vier Richtungen ermöglicht
und es sind zwei, bevorzugt vier, Schaltelemente vorgesehen. Dazu
weist gemäß einer
weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung die Wippmechanik vier kreuzweise
an der Schalter- beziehungsweise Tasterbasis angeordnete Auflagen
auf, wobei das Betätigungselement
bei Verschwenkbetätigung
an zwei der zugehörigen
Auflagen zum Aufliegen kommt, um zwei der vier möglichen Richtungen der Verschwenkbewegung
zu definieren. Dadurch wird eine besonders dauerhafte und belastbare
mechanische Vorgabe für
die Beschränkung
der Verschwenkbewegung auf vier Schwenkrichtungen erreicht. Es wird
ein sogenannter „Toggle”-Schalter
erhalten.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Schaltmechanik wenigstens
einen zwischen dem Betätigungselement
und dem Schalter angeordneten Stößel. Sind
mehrere Stößel vorgesehen,
sind diese vorteilhaft stegartig und einstückig untereinander verbunden.
So kann diese einfach, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren,
hergestellt und montiert werden.
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Erfindungsgemäß findet
der Wippschalter oder -Taster in einer seiner zuvor beschriebenen Ausführungsformen
vorteilhafte Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
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In
den beigefügten
Figuren ist eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Wipptasters
dargestellt, ohne die Erfindung auf die gezeigte Ausführungsform
zu beschränken,
wobei
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1 eine
perspektivische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Wipptasters
mit 4 möglichen
Verschwenkrichtungen des Betätigungselements,
auch 4-Wege-Taster oder „Toggleschalter” mit 4
Betätigungsrichtungen
genannt, ist,
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2 eine
Detailschnittansicht des erfindungsgemäßen Wipptasters aus 1 ist
und
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3 eine
weitere Detailschnittansicht des in 1 gezeigten
Wippschalters ist.
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In 1 ist
der erfindungsgemäße Wipptaster
gezeigt. Dieser weist ein Betätigungselement 1 mit
einer in dieser Darstellung oben liegenden Betätigungsfläche auf, die vier (drei sind
nur dargestellt) Symboliken 2 aus transparentem Kunststoff,
die ein Pfeilsymbol wiedergeben, aufweist. Das Betätigungselement 5 ist
gegenüber
der Schalterbasis, die durch das Gehäuseoberteil 3a und
das Gehäuseunterteil 3b sowie
das Innenteil 3c definiert wird, verschwenkbar. Dazu ist
das Betätigungselement 5 auf ein
Halteelement 5 aufgesetzt, das mittels einer kugelgelenkartigen
Lagerung an dem Gehäuseteil 3a und
dem Innenteil 3c verschwenkbar gelagert ist, was anhand
von 2 nachfolgend erläutert wird.
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Mittels
einer Schaltmechanik, die das Haltelement 5 mit seinen
vier kreuzförmigen
Auslegern und vier Stößel 6a umfasst,
wird die Bewegung des Betätigungselements 5 über die
Ausleger des Halteelements 5 auf die Stößel 6a je nach Betätigungsrichtung
auf eines der vier Schaltelemente 8, hier Taster übertragen.
Die Schaltelemente 8, beispielsweise SMD-Taster, sind auf
einer in dem Gehäuseteil 3b angeordneten
Platine 11 angebracht. Die vier Stößel 6a sind einteilig
in einem Spritzgussverfahren hergestellt, und daher über vier
Stege 6b miteinander verbunden. Die Schaltelemente 8 sorgen
nach einem Loslassen des Betätigungselements 1 über die
Stößel 6a und
die Ausleger des Halteelements 5 für dessen federnde Rückstellung
in die Ruhestellung. Mittels der durch die Verschwenkbewegung in
die Schaltstellung des Betätigungselements 1 ausgelösten Schaltvorgänge der
Schaltelemente 8 lässt
sich beispielsweise ein elektrischer Verbraucher, beispielsweise
ein Radio- oder CD-Abspielgerät
in einem Kraftfahrzeug, steuern. Auf der Platine 11 ist ebenfalls
eine Leuchtdiode als Lichtquelle 7 unter der kugelgelenkartigen
Lagerung des Betätigungselements 1 angeordnet.
Zur Übertragung
des Lichtes der Lichtquelle 7 zu den Leuchtfeldern 2 ist
ein strahlenförmiger
Lichtleiter 4 vorgesehen, dessen vier Arme, von der Lichtquelle 7 ausgehend,
die Lagerung des Betätigungselements 1,
beziehungsweise des Halteelements 5, umgreifend, sowie
Durchbrüche
in den Auslegern des Haltelements 5 durchgreifend, zu den
Leuchtfeldern 2 verlaufen. Dabei verbleibt jeweils ein
Spalt, wie deutlich in 2 zu erkennen ist, zwischen
dem freien Ende des Arms des Lichtleiters 4 und der Innenseite
des Betätigungselements 1,
damit dessen Bewegungsfreiheit gewahrt ist.
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2 zeigt
ferner im Detail die kugelgelenkartige Lagerung des Betätigungselements 1.
Diese umfasst eine an der Schalter- beziehungsweise Tasterbasis,
das heißt
dem Gehäuseteil 3a,
angebrachte Lagerpfanne 10, in die das Halteelement 5 des
Betätigungselements 1 mit
einer kugelsegmentförmiger
Oberfläche
verschwenkbeweglich eingepasst ist und durch die Spitze eines an
der Schalter- beziehungsweise
Tasterbasis, das heißt
dem Innenteil 3c angebrachten Konus 9 gesichert
ist. Die Spitze des Konus 9 ist dabei zur Betätigungsfläche des
Betätigungselements 5 hin,
das heißt
in der Darstellung nach oben, gerichtet und greift zur sicheren
Fixierung des Halteelements 5 in eine Aussparung des Halteelements 5 ein,
die ausreichend bemessen ist, dass die Verschwenkbewegung nicht
behindert ist.
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3 zeigt
im Detail einen der vier kreuzweise an der Tasterbasis, das heißt dem Gehäuseoberteil 3a angeordnete
und rippenförmig
ausgebildete Auflagen 12 auf, wobei das Betätigungselement 1 bei Verschwenkbetätigung an
zwei der zugehörigen
Auflagen 12 aufliegt, um zwei der vier möglichen
Richtungen der Verschwenkbewegung zu definieren.