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Die Erfindung betrifft einen Wippschalter mit einer schwenkbar gelagerten Schaltwippe, die ausgehend von ihrer Neutralstellung zumindest in eine erste und eine zweite, einander bezüglich der Neutralstellung gegenüberliegende Funktionsstellungen schwenkbar ist, in denen durch die Schaltwippe jeweils Schaltdome einer Domschaltmatte gespannt werden, wobei jeder Funktionsstellung zwei Schaltdome zugeordnet sind, an denen jeweils die Fußfläche eines Schaltbalkens überbrückend anliegt, und wobei zum Spannen der Schaltdome die Schaltwippe außermittig jeweils auf die Kopffläche des Schaltbalkens einwirkt. Die Erfindung betrifft zudem eine Auswertevorrichtung mit einem einen derartigen Wippschalter.
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Ein derartiger Wippschalter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 06 777 A1 bekannt. Dieser Wippschalter ist insbesondere als Fensterheberschalter in Kraftfahrzeugen verwendbar und erlaubt durch Ziehen oder Drücken eines Wippelements in jeder Betätigungsrichtung durch Einwirkung auf Schaltdome einer Domschaltmatte das Auslösen von zwei Schaltfunktionen. Nach dem Loslassen geht das Wippelement wieder in seine Ausgangsstellung zurück, wodurch auch die Schaltdome in ihre Ausgangslage zurückkehren und die gerade betätigte Schaltfunktion unterbrechen. Der in diesem Dokument beschriebene Wippschalter hat also die Funktion eines mehrstufigen Tastschalters und weist keine stabilen Schaltstellungen auf. Um einen Wippschalter mit mehreren stabilen Schaltstellungen zu schaffen, ist es bekannt, ein mit der Schaltwippe verbundenes federbelastetes Rastelement an einer Rastkurve zu führen. Ein derartiger Wippschalter ist in den
5 und
6 skizziert. Die Herstellung und besonders die Montage derartiger Rastelemente ist allerdings relativ aufwendig. Darüber hinaus ergibt sich durch das Zusammenwirken von Rastelement und Rastkurve bei Betätigung der Schaltwippe eine Geräuschentwicklung, die in vielen Fällen unerwünscht ist.
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Es stellte sich die Aufgabe, einen Wippschalter mit mehreren stabilen Schaltstellungen zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist und der sich durch eine geringe Geräuschentwicklung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Neutralstellung die Schaltwippe derart auf die beiden Schaltbalken einwirkt, dass jeweils einer der beiden, jeder Funktionsstellung zugeordneten Schaltdome gespannt ist.
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Es stellte sich die weitere Aufgabe, eine mit einem derartigen Wippschalter verwendbare Auswertevorrichtung zu schaffen, welche die Neutralstellung der Schaltwippe erkennen kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die beiden in der Neutralstellung gespannten Schaltdome elektrisch jeweils einen Schaltkontakt schließen, aus deren gemeinsamen Betätigung eine Auswerteschaltung die Neutralstellung der Schaltwippe erkennt.
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Das Spannen eines Schaltdoms der Domschaltmatte bewirkt im allgemeinen, dass der Schaltdom gegen einen Schaltungsträger gepresst wird und dort einen elektrischen Kontakt schließt. Zum Spannen des Schaltdoms einer Domschaltmatte ist über die Schaltwippe eine gewisse Betätigungskraft aufzubringen. Der gespannte Schaltdom erzeugt danach eine Rückstellkraft, die zwar im allgemeinen kleiner als die zuvor zum Spannen aufgebrachte Betätigungskraft ist, aber dennoch die Schaltwippe wieder in Richtung ihrer Ausgangslage drückt. Um die Schaltwippe in einer stabilen Schaltstellung zu halten, werden daher üblicherweise geeignet ausgebildete Rastmittel vorgesehen.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, die Betätigungs- und Rückstellkräfte von beiden Funktionsstellungen des Wippschalters zugeordneten Schaltdomen über die Schaltwippe miteinander zu koppeln. Wie nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert wird, wirken hierbei die Betätigungs- und Rückstellkräfte mehrerer Schaltdome der Domschaltmatte derart zusammen, dass die Schaltwippe sowohl in der Neutralstellung als auch in den beiden Funktionsstellungen des Wippschalters eine stabile Stellung einnimmt.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wippschalters,
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2 bis 4 drei Schaltstellungen des erfindungsgemäßen Wippschalters in einer schematischen Darstellung,
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5 und 6 zwei Schaltstellungen eines Wippschalters nach dem Stand der Technik.
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In den der 5 und 6 ist ein Wippschalter nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Wippschalter weist eine Schaltwippe 1' auf, die an einer Lagerachse 10 verschwenkbar gelagert ist.
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Die 5 zeigt den Wippschalters in seiner Neutralstellung. Zwei Anformungen (14a, 14b) stehen in berührendem Kontakt zu zwei Schaltdomen (6a', 6b'). In der dargestellten Neutralstellung ist keiner der Schaltdome (6a', 6b') vorgespannt und entsprechend ist keine Schaltfunktion ausgelöst.
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In der 6 ist der Wippschalter in einer seiner beiden Funktionsstellungen dargestellt. Die Schaltwippe 1 ist hier im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die Anformung 14b den Schaltdom 6b' spannt, so dass dieser einen nicht dargestellten Schaltkontakt schließt.
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Der gespannte Schaltdom 6b' erzeugt dabei eine Rückstellkraft auf die Schaltwippe 1'. Damit die Schaltwippe 1' ihre Schaltstellung beibehält und der durch den Schaltdom 6b geschlossene Schaltkontakt geschlossen bleibt, wird die Schaltwippe 1' durch Rastelemente in der jeweiligen Betätigungsstellung gehalten, und zwar speziell durch eine feststehende Rastkurve 11, an der ein an der Schaltwippe 1' gelagerter und mit einer Feder 12 belasteter Raststift 13 anliegt. Zum Verschwenken der Schaltwippe 1' aus einer ihrer Funktionsstellungen in die Neutralstellung oder aus der Neutralstellung in eine Funktionsstellung ist daher jeweils eine Kraft zum Verschieben des federbelasteten Raststifts 13 entlang der Rastkurve 11 aufzubringen. Der Übergang des Raststifts 13 von einer Raststellung zu einer anderen ist haptisch und zumeist auch akustisch deutlich wahrnehmbar.
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Einen sanfteren Übergang zwischen verschiedenen stabilen Schaltstellungen erreicht ein erfindungsgemäß aufgebauter Wippschalter allein durch die Schaltdome der Domschaltmatte. Eine Explosionsansicht eines solchen Wippschalters ist in der 1 skizziert.
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Der erfindungsgemäße Wippschalter besitzt eine Schaltwippe 1, die an Lagerachsabschnitten 10 schwenkbar gelagert ist, welche an einem Gehäuse 8 angeformt sind. Innerhalb des Gehäuses 8 sind zwei Schaltbalken (4a, 4b) erkennbar, die über einstückig angeformte federnde Stege 9 mit dem Gehäuse 8 verbunden sind.
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Die Schaltbalken (4a, 4b) liegen jeweils mit ihrer Fußfläche überbrückend an zwei Schaltdomen (5a, 6a bzw. 5b, 6b) einer Domschaltmatte 2 an. Unterhalb der Domschaltmatte 2 ist eine Leiterplatte 3 angeordnet, welche, hier nicht dargestellte elektrische Kontaktflächen aufweist, welche durch die Schaltdome (5a, 6a, 5b, 6b) miteinander verbunden werden können.
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Die Kopfflächen der Schaltbalken (4a, 4b) weisen jeweils einen außermittig angeformten Betätigungssteg auf (7a, 7b), über den die Schaltwippe 1 den zugehörigen Schaltbalken (4a, 4b) betätigt. Die außermittige Anordnung der Betätigungsstege (7a, 7b) teilt die Schaltbalken (4a, 4b) jeweils in einen kürzeren und einen längeren Hebelarm. Hierdurch wird erreicht, dass die durch den Schaltbalken (4a, 4b) betätigten Schaltdome (5a, 6a bzw. 5b, 6b) stets nacheinander ansprechen. So wird, konstruktiv identisch aufgebaute Schaltdome vorrausgesetzt, bei einer Kraftbeaufschlagung durch die Schaltwippe 1 stets der Schaltdom (5a bzw. 5b) unterhalb des kürzeren Hebelarms vor dem Schaltdom (6a bzw. 6b) unterhalb der längeren Hebelarmseite kollabieren.
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Es sei im folgenden vorrausgesetzt, dass die Rückstellkraft eines gespannten Schaltdoms (5a, 6a, 5b, 6b) stets kleiner ist als die zum Spannen des Schaltdoms (5a, 6a, 5b, 6b) erforderliche Betätigungskraft. Des weiteren sei, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, angenommen, dass alle Schaltdome (5a, 6a, 5b, 6b) der Domschaltmatte 2 konstruktiv gleich aufgebaut sind und insbesondere die gleiche Kraftcharakteristik aufweisen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die 2 bis 4 keine weiteren Ansichten des in der 1 skizzierten Wippschalter darstellen, sondern lediglich schematisch dessen Funktionsprinzip verdeutlichen sollen.
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Die 2 zeigt den Wippschalter in seiner Neutralstellung. Die Schaltwippe 1 wirkt über beide Betätigungsstege (7a, 7b) symmetrisch auf die Schaltbalken (4a, 4b) ein, und zwar mit einer Kraft, durch den jeder Schaltbalken (4a, 4b) jeweils einen der Schaltdome (5a, 5b) in den gespannten (”kollabierten”) Zustand versetzt.
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Auf jeder Seite der Schaltwippe 1 befindet sich somit jeweils ein gespannter Schaltdom (5a, 5b) und jeweils ein ungespannter Schaltdom (6a, 6b). Die beiden gespannten Schaltdome (5a, 5b) üben über die Betätigungsstege (7a, 7b) jeweils eine Rückstellkraft auf die Schaltwippe 1 aus. Da diese Rückstellkräfte aber genau entgegengesetzt gleich sind, ist die dargestellte Neutralstellung der Schaltwippe 1 stabil.
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Die beiden Funktionsstellungen des Wippschalters, die in den 3 und 4 dargestellt sind, werden durch eine manuelle Betätigung der Schaltwippe 1 und zwar durch eine Kraftbeaufschlagung der rechten bzw. linken Seite der Schaltwippe 1 erreicht.
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Ausgehend von der Neutralstellung gemäß 2, wird bei einer Kraftbeaufschlagung der rechten Seite der Schaltwippe 1 über den Betätigungssteg 7b und den Schaltbalken 4b auch der noch ungespannte Schaltdom 6b gespannt. Gleichzeitig wird auf der Gegenseite über den an die Schaltwippe 1 gekoppelten Betätigungssteg 7a und den Schaltbalken 4a der gespannte Schaltdom 5a entlastet, wobei der Betätigungssteg 7a in, zumindest berührendem, Kontakt mit dem Schaltbalken 4a verbleibt. Hierdurch ergibt sich die in der 3 dargestellte Situation, dass die beiden Schaltdome (5b, 6b) auf der rechten Seite gespannt und die beiden Schaltdome (5a, 6a) auf der linken Seite entspannt sind. Gemäß der Vorraussetzung, dass die Rückstellkraft eines gespannten Schaltdoms stets kleiner ist als die zum Spannen des Schaltdoms erforderliche Betätigungskraft, reicht die Rückstellkraft der beiden gespannten Schaltdome (5b, 6b) zusammen nicht aus, um die beiden ungespannten Schaltdome (5a, 6a) zu betätigen.
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Die in der 3 dargestellte erste Funktionsstellung ist somit stabil; dasselbe gilt selbstverständlich auch für die symmetrisch gleiche zweite Funktionsstellung, die in der 4 skizziert ist.
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Der erfindungsgemäße Wippschalter ermöglicht es damit, aus einer stabilen Neutralstellung heraus zwei ebenfalls stabile Funktionsstellungen zu erreichen, ohne dass hierzu, insbesondere federbelastete, Rastelemente erforderlich sind.
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Die wesentliche Funktion der beiden in der Neutralstellung des Wippschalters gespannten Schaltdome (5a, 5b) besteht darin, eine stabile Neutralstellung der Schaltwippe 1 zu ermöglichen. Darüber hinaus können diese Schaltdome (5a, 5b) selbstverständlich, wie die anderen beiden Schaltdome (6a, 6b) auch, einen elektrischen Schaltkontakt auf der Leiterplatte 3 betätigen.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die beiden in der Neutralstellung des Wippschalters gespannten Schaltdome (5a, 5b) Schaltkontakte betätigen, aus deren gemeinsamen Betätigung eine mit dem Wippschalter verbundene Auswerteschaltung erkennen kann, dass sich der Wippschalter in seiner Neutralstellung befindet.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass diesen beiden Schaltdome (5a, 5b) kein Schaltkontakt zugeordnet ist, und sie somit ohne eine elektrische Funktion sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Schaltwippe
- 2
- Domschaltmatte
- 3
- Leiterplatte
- 4a, 4b
- Schaltbalken
- 5a, 5b
- Schaltdome (erste)
- 6a, 6b, 6a', 6b'
- Schaltdome (zweite)
- 7a, 7b
- Betätigungsstege
- 8
- Gehäuse
- 9
- federnde Stege
- 10
- Lagerachsabschnitte
- 10
- Lagerachse
- 11
- Rastkurve
- 12
- Feder
- 13
- Raststift
- 14a, 14b
- Anformungen
