DE102008024167B3

DE102008024167B3 - Zweistufig manuell betätigbaren elektrischen Schalter

Info

Publication number: DE102008024167B3
Application number: DE200810024167
Authority: DE
Inventors: Walter Bleuel
Original assignee: TEETRONIC GmbH
Current assignee: TEETRONIC GmbH
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-05-20

Abstract

Manuell betätigbarer elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist einen um eine stationäre Drehachse (3) schwenkbaren äußeren Bedienhebel (1), einen unterhalb des Bedienhebels (1) angeordneten Betätiger (9), sowie zwei unterhalb des Betätigers (9) zu beiden Seiten der Drehachse (3) angeordnete beabstandete Schaltkontakte (8) auf. Der Bedienhebel (1) und der Betätiger (9) sind wechselweise zu beiden Seiten der Drehachse (3) mit Andrücknocken (12) bzw. Andrückflächen (13) versehen, mittels derer in einer ersten Schaltstufe eine Drehbewegung des Bedienhebels (1) in eine Schwenkbewegung des Betätigers (9) umgewandelt wird, durch die einer der Schaltkontakte (8) betätigt wird. In einer zweiten Schaltstufe ist der Betätiger (9) durch weiteres Schwenken des Bedienhebels (1) in der gleichen Drehrichtung über diese mittlere gekippte Zwischenstellung hinaus in einer gegenläufigen Kippbewegung in eine zur Ausgangsstellung parallele Endstellung drückbar, in der er beide Schaltkontakte (8) betätigt. Der Bedienhebel (1) und der Betätiger (9) weisen im zentralen Bereich seiner Drehachse (3) von den Andrücknocken (12) und Auflageflächen (13) getrennte, mit Spiel ineinandergreifende Übertragungselemente auf, die die gegenläufige Kippbewegung der zweiten Schaltstufe bewirken, wobei der betätigte Andrücknocken (12) in Bezug auf die Schwenkbewegung des Bedienhebels (1) kinematisch außer Eingriff gelangt. Dadurch kann insbesondere die Haptik des Schalters verbessert ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zweistufig manuell betätigbaren elektrischen Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine stationäre Drehachse schwenkbaren äußeren Bedienhebel, einem unterhalb des Bedienhebels angeordneten Betätiger, sowie mit zumindest zwei unterhalb des Betätigers zu beiden Seiten der Drehachse angeordneten beabstandeten Schaltkontakten, die durch den Betätiger in der gleichen Richtung betätigbar sind und deren Betätigungsachsen eine zur Drehachse senkrechte Funktionsebene definieren, in der sich die funktionswesentlichen Schalterkonturen und -bewegungen abbilden,
wobei der Bedienhebel und der Betätiger wechselweise zu beiden Seiten der Schwenkachse Andrücknocken bzw. Andrückflächen aufweisen, mittels derer in einer ersten Schaltstufe eine Drehbewegung des Bedienhebels in eine Schwenkbewegung des Betätigers umgewandelt wird, durch die einer der Schaltkontakte betätigt wird,
wobei der Betätiger durch Lager- und Führungselemente des Schalters in der Funktionsebene gegen seitliches Verschieben gesichert ist,
wobei in einer zweiten Schaltstufe der Betätiger durch weiteres Schwenken des Bedienhebels in der gleichen Drehrichtung über diese mittlere gekippte Zwischenstellung hinaus in einer gegenläufigen Kippbewegung in eine zur Ausgangsstellung parallele Endstellung drückbar ist, in der er beide Schaltkontakte (3) betätigt.
Ein derartiger Schalter ist z. B. durch die DE 10 2006 040 304 A1 bekannt geworden. In den 15 bis 17 und den zugehörigen Beschreibungsteilen ist ein manuell betätigbarer elektrischer Schalter mit zumindest zwei in gleicher Richtung betätigbaren beabstandeten Schaltkontakten, deren Betätigungsachsen eine Funktionsebene definieren. Ein gemeinsamer wippenartiger Be tätiger ist auf seiner Unterseite gegen die Schaltkontakte drückbar. Auf der den Schaltkontakten abgewandten Seite des Betätigers sind im Bereich der Schaltkontakte feste Stützlager angeordnet sind, an denen sich der Betätiger unter Federdruck entgegen der Eindrückrichtung um jeweils eine zur Funktionsebene senkrechte Achse schwenkbar abstützt. Der Betätiger ist bei wechselnden Bedienrichtungen wechselweise von den beiden Stützlagern abhebbar. Oberhalb des Betätigers ist ein um eine zentrale Drehachse schwenkbarer Bedienhebel abgeordnet, der zu beiden Seiten der Drehachse zwei an den Betätiger wechselweise andrückbare Nocken aufweist die zwischen dem Schaltkontakten und der Drehachse angeordnet sind. Der Betätiger ist mit entsprechenden Ablaufkonturen versehen. Der Bedienhebel ist in zwei Stufen zunächst in eine teilweise gekippte Mittelstellung und darüber hinaus in eine vollständig gekippte Endstellung schwenkbar. In der Mittelstellung des Bedienhebels wird der Betätiger mittels des zugeordneten Nockens zunächst auf einer Seite gegen den zugeordneten ersten Schaltkontakt gedrückt. Beim Schwenken des Bedienhebels in seine Endstellung wird der Betätiger über diese gekippte Zwischenstellung hinaus gegenläufig in eine zur Ausgangsstellung parallele Endstellung gedrückt, in der er von beiden Stützlagern abgehoben ist und beide Schaltkontakte betätigt. Dabei ist es jedoch schwierig, mit möglichst geringen Bedienkräften für beide Stellungen eine deutliche Schnappwirkung von guter Haptik zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die Haptik des Schalters zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Durch die von den Andrücknocken und Andrückflächen getrennten, mit Spiel ineinandergreifenden Übertragungselemente, die unmittelbar am Bedienhebel bzw. am Betätiger ausgebildet sein können. Damit wird ohne zusätzliche Konstruktionsteile ein zusätzliches Übertragungsmittel geschaffen, das kinematisch zumindest teilweise von den Andrücknocken und den Andrückflächen entkoppelt ist. Durch das kinematische Spiel zwischen den Übertragungselementen ist möglich, die beiden Teile während der ersten Schaltstufe voneinander zu entkoppeln, so dass hierbei nur die Andrücknocken wirksam werden, die in der zweiten Schaltstufe kinematische außer Eingriff gelangen. Somit wird die zweite Schwenkstufe von der ersten zu entkoppelt und die gewünschte Haptik eingestellt. Insbesondere ist es möglich, die Hebelverhältnisse so auszubilden, dass auch für die zweite Schaltstufe ein relativ großer Drehwinkel des Bedienhebels erreicht wird.
Durch einen symmetrischen Aufbau der Funktionsteile des Schalters ist es möglich, den Schalter aus seiner mittleren Ausgangslage heraus in gleicher Weise in entgegengesetzten Richtungen zweistufig zu betätigen, wobei zuerst der eine bzw. andere Schaltkontakt betätigt wird. In der Endstellung sind jeweils beide Schaltkontakte aktiviert. Die beiden gleichen Endstellungen können durch eine externe elektrische Schaltung unterschieden werden, in der die vorangegangenen unterschiedlichen Schaltstellungen berücksichtigt werden. Dadurch ist es möglich, mit nur zwei Schaltkontakten vier unterschiedliche Nutzsignale zu erzeugen.
Nach einer vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 weist der Bedienhebel einen zentralen zahnartigen Vorsprung und der Betätiger eine entsprechende Vertiefung auf. Diese Verzahnung ist geeignet, den Bedienhebel in entgegengesetzter Schwenkrichtung zu betätigen und diese Bewegung auf den Betätiger zu übertragen.
Durch eine anderer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 können vor allem die quer zur Eindrückrichtung wirkenden Betätigungskräfte jeweils im Drehpunkt des Betätigers mit geringem Reibmoment abgefangen werden, so dass die Haptik kaum beeinträchtigt wird.
Durch andere Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 4 und 5 wird erreicht, dass der Andrücknocken des Bedienhebels in der zweiten Schaltstufe am Sattel leichtgängig vorbei gleiten kann und dabei aber die entsprechende Seite des Betätigers in der eingedrückten Stellung hält. Der Kraftabfall beim Übergang in die zweite Schaltstufe ergibt einen deutlich wahrnehmbaren Schnappeffekt.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird eine reibungsarme Kopplung zwischen dem Bedienhebel und dem Betätiger erreicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen mittleren Längsschnitt entlang der Linie I-I in
2 durch einen Schalter in einer Ausgangsstellung,
2 einen Querschnitt durch den Schalter entlang der Linie II-II in 1,
3 den Schalter nach 1 in einer ersten Funktionsstellung,
4 den Schalter nach 1 in einer zweiten Funktionsstellung,
Nach den 1 und 2 befindet sich ein manuell bedienbarer Schalter in einer unbetätigten Ausgangsstellung, in der sich ein wippenartiger Bedienhebel 1 mit seiner oberen Bedienseite 2 in einer waagerechten Winkelstellung befindet. Der Bedienhebel 1 ist um eine zentrale stationäre Drehachse 3 schwenkbar gelagert und durch endseitiges Drücken in eine bzw. eine entgegengesetzte Richtung schwenkbar. Die strichpunktierte Linie deutet eine andere Form des Bedienhebels an, in der die beiden Schwenkbewegungen durch Drücken oder Ziehen bewirkt werden können.
Die in 1 gezeigte Schnittebene stellt eine zur Drehachse 3 senkrechte Funktionsebene dar, in der sich die nachfolgend beschriebenen Lagebeziehungen und Bewegungen abbilden. Auf einem unteren Boden 4 eines Gehäuses 5 des Schalters ist eine Leiterplatte 6 und darauf eine Schaltmatte 7 mit Kontaktdomen angebracht, die als Schaltkontakte 8 dienen und zu beiden Seiten der Drehachse 3 in der Nähe der beiden Stirnenden der Schaltmatte 7 angeordnet sind. Die mittleren Betätigungsachsen der beiden Schaltkontakte 8 sind hier durch die Bewegungspfeile markiert und liegen hier in der Funktionsebene. Zwischen den Schaltkontakten 8 und dem oberen Bedienhebel 1 befindet sich ein Betätiger 9 der mit seiner Unterseite auf den Schaltkontakten 8 aufliegt und diese durch Absenken in der Pfeilrichtung unmittelbar betätigt.
Der Betätiger weist an seinen Stirnenden seitlich quer abstehende Zapfen 10 auf, die in hakenförmige Stützlager 11 in einer Seitenwand des Gehäuses 5 eingreifen und durch die Federkraft der Schaltkontakte 8 nach oben gegen die Stützlager 11 gedrückt sind. Über den Schaltkontakten 8 sind am Bedienhebel Andrücknocken 12 ausgebildet, die an sattelartigen Auflageflächen 13 des Betätigers 9 aufliegen. Die schmalen schrägen Auflageflächen 13 sind annähernd auf die Drehachse 3 ausgerichtet und gehen zu Schaltermitte hin über eine gerundete Kante in eine Gleitschräge 14 für den Andrücknocken 12 über. Der teilzylindrische Andrücknocken 12 geht nach außen hin in eine Stützschräge 15 übergeht, die annähernd senkrecht zur Auflagefläche 13 verläuft.
Unterhalb der Drehachse 8 ist am Bedienhebel 1 ein nach unten weisender zahnartiger Vorsprung 16 ausgebildet, der mit seitlichem kinematischem Spiel in eine entsprechende Vertiefung 17 des Betätigers 9 hineinragt. Um unterschiedliche Schaltzustände zu erreichen, kann der Bedienhebel 1 rechts- oder linksdrehend geschwenkt werden.
In den 3 und 4 ist lediglich die rechtsdrehende Variante dargestellt. Durch die symmetrische Ausformung der Funktionsteile ist in gleicher Weise auch eine Linksdrehung möglich.
3 zeigt den Bedienhebel 1 in einer teilweise geschwenkten Zwischenstellung, in der der Betätiger 9 am rechten Stirnende nach unten gedrückt ist und dadurch den rechten Schaltkontakt 8 betätigt. Während des Schwenkvorgangs bleibt der Abdrücknocken 12 mit der Auflagefläche 13 in Eingriff und gleitet dabei nach innen bis in den gerundeten Übergangsbereich zur Gleitschräge 14. Die Stützschräge 15 ist derart ausgeformt, dass sie auch bei einer weiteren Rechtsdrehung des Bedienhebel an der Gleitschräge anliegt und ein Rückfedern des rechten Stirnendes des Betätigers verhindert, so dass der rechte Schaltkontakt 8 sicher gedrückt bleibt. Der Vorsprung 16 ist während der ersten Drehstufe soweit geschwenkt worden, dass er in der Zwischenstellung gerade an der linken Seitenflanke der Vertiefung 17 anliegt.
Beim weiteren Schwenken des Bedienhebels 1 in die in 4 gezeigte Endstellung gelangt der Andrücknocken in den Bereich der Gleitschräge 14. Dabei verringert sich die Betätigungskraft, wodurch die beiden Schaltstufen haptisch deutlich unterschieden werden können. Der Vorsprung 16 wird nun unter Anlage an der linken Flanke der Vertiefung 17 soweit nach links geschwenkt, dass der Betätiger 9 gegenläufig zur ersten Schaltstufe um die rechten Zapfen 10 nach links verdreht wird und den linken Schaltkontakt 8 betätigt. Sowohl bei einer Recht- als auch bei einer Linksdrehung des Bedienhebels sind die Schaltzustände der Endstellungen zwar gleich, sie können aber durch Berücksichtigung der vorangegangenen unterschiedlichen Schaltzustände in einer Auswerteschaltung z. B. einer Zentralsteuerung unterschieden werden.

1: Bedienhebel
2: Bedienseite
3: Drehachse
4: Boden
5: Gehäuse
6: Leiterplatte
7: Schaltmatte
8: Schaltkontakt
9: Betätiger
10: Zapfen
11: Stützlager
12: Andrücknocken
13: Auflagefläche
14: Gleitschräge
15: Stützschräge
16: Vorsprung
17: Vertiefung

Claims

Manuell betätigbarer elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem um eine stationäre Drehachse (3) schwenkbaren äußeren Bedienhebel (1), einem unterhalb des Bedienhebels (1) angeordneten Betätiger (9), sowie mit zumindest zwei unterhalb des Betätigers (9) zu beiden Seiten der Drehachse (3) angeordneten beabstandeten Schaltkontakten (8), die durch den Betätiger (9) in der gleichen Richtung betätigbar sind und deren Betätigungsachsen eine zur Drehachse (3) senkrechte Funktionsebene definieren, in der sich die funktionswesentlichen Schalterkonturen und -bewegungen abbilden, wobei der Bedienhebel (1) und der Betätiger (9) wechselweise zu beiden Seiten der Drehachse (3) Andrücknocken (12) bzw. Andrückflächen (13) aufweisen, mittels derer in einer ersten Schaltstufe eine Drehbewegung des Bedienhebels (1) in eine Schwenkbewegung des Betätigers (9) umgewandelt wird, durch die einer der Schaltkontakte (8) betätigt wird, wobei der Betätiger (9) durch Lager- und Führungselemente des Schalters in der Funktionsebene gegen seitliches Verschieben gesichert ist und wobei in einer zweiten Schaltstufe der Betätiger (9) durch weiteres Schwenken des Bedienhebels (1) in der gleichen Drehrichtung über diese mittlere gekippte Zwischenstellung hinaus in einer gegenläufigen Kippbewegung in eine zur Ausgangsstellung parallele Endstellung drückbar ist, in der er beide Schaltkontakte (8) betätigt. dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienhebel (1) und der Betätiger (9) im zentralen Bereich seiner Drehachse (3) von den Andrücknocken (12) und Auflageflächen (13) getrennte, mit Spiel ineinandergreifende Übertragungselemente aufweisen, die die gegenläufige Kippbewegung der zweiten Schaltstufe bewirken und dass dabei der betätigte Andrücknocken (12) in Bezug auf die Schwenkbewegung des Bedienhebels (1) kinematisch außer Eingriff gelangt.
Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Übertragungselemente durch einen in die Richtung des Betätigers (9) ragenden zahnartigen Vorsprung (16) des Bedienhebels (1) sowie durch eine Vertiefung (17) des Betätigers (9) gebildet sind und dass der Vorsprung (16) mit seitlichem Spiel in die Vertiefung (17) des Betätigers (9) derart eingreift, dass er unter Anlage an einer Seitenflanke der Vertiefung (17) die gegenläufige Kippbewegung des Betätigers (9) bewirkt.
Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager- und Führungselemente aus den Schaltkontakten (8) benachbarten, zur Funktionsebene senkrecht abstehenden seitlichen Zapfen des Betätigers und komplementären Stützlagern eines Gehäuses des Schalters bestehen, dass die Stützlager entgegen der Betätigungsrichtung wirkende obere Anschläge für die federnd angedrückten Zapfen bilden und dass sich an die nach unten offenen Stützlager kulissenartige Führungsnuten für die Zapfen anschließen.
Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der am Bedienhebel (1) ausgebildete Andrücknocken (12) während der initialen Schwenkbewegung der ersten Schaltstufe an der sattelartigen Auflagefläche (13) des Betätigers (9) anliegt und dass sich an den Sattel zur Schaltermitte hin in eine Gleitschräge (14) für den Andrücknocken (12) während der gegenläufigen Kippbewegung anschließt.
Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausgangsstellung des Schalters die ebene Auflagefläche (13) zur Drehachse (3) hin ausgerichtet ist, dass der teilzylindrische Andrücknocken (12) nach außen hin in eine Stützschräge (15) übergeht, die annähernd senkrecht zur Auflagefläche (13) verläuft, und dass die z. B. annähernd senkrecht zur Auflagefläche (13) verlaufende Gleitschräge (14) derart angeordnet ist, dass die Stützschräge (15) an der Gleitschräge (14) entlang gleitet und der Betätiger (9) im Bereich des zugeordneten Schaltkontakts (8) in seiner Höhenlage annähernd unverändert bleibt.
Schalter nach Anspruch einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zahnartige Vorsprung (16) und die Vertiefung (17) in der Art einer Wälzverzahnung ineinander greifen.