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Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Bedienelement, das um eine Hauptschwenkachse hin und her verschwenkbar ist, und mit ersten und zweiten Schaltdomen, die durch Verschwenken des Bedienelements um die Hauptschwenkachse in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung betätigbar sind.
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Derartige elektromechanische Schalter kommen insbesondere bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, beispielsweise in Form von Verriegelungsschaltern, Schiebedachschaltern oder Fensterheberschaltern. Sie umfassen ein Bedienelement, das in zwei Schwenkrichtungen verschwenkt werden kann, um jeweils mindestens einen ersten bzw. mindestens einen zweiten Schaltdom aus einer Unterbrecherstellung in eine Kontaktstellung zu bewegen. In der Kontaktstellung wird ein elektrischer Kontakt geschlossen, so dass ein Steuersignal bereitgestellt werden kann, beispielsweise um einen Antriebsmotor für ein Schiebedach oder für ein Fenster des Kraftfahrzeuges zu aktivieren. Die Betätigung der Schaltdome hat möglichst in senkrechter Richtung zu erfolgen, da ansonsten die Schaltdome beschädigt werden können und ein zuverlässiger Schaltvorgang nicht in allen Fällen gewährleistet ist. Andererseits sollen derartige elektromechanische Schalter eine möglichst geringe Baugröße aufweisen. Dies erschwert jedoch die Beaufschlagung der Schaltdome mit einer senkrecht einwirkenden Betätigungskraft.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektromechanischen Schalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er eine kompakte Bauform aufweist und die Schaltdome dennoch mit einer möglichst senkrechten Betätigungskraft beaufschlagt werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einem elektromechanischen Schalter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Bedienelement und den Schaltdomen ein Schwenkglied angeordnet ist, das um eine erste und eine zweite Nebenschwenkachse verschwenkbar ist, wobei das Schwenkglied zur Betätigung eines Schaltdomes um diejenige Nebenschwenkachse verschwenkbar ist, die den größeren Abstand zu diesem Schaltdom aufweist.
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Die Schwenkbewegung des Bedienelements wird beim erfindungsgemäßen Schalter über ein Schwenkglied auf die Schaltdome übertragen. Die jeweilige Schwenkachse des Schwenkgliedes ist hierbei in einem möglichst großen Abstand zum jeweils zu betätigenden Schaltdom angeordnet, so dass die vom Schwenkglied ausgeübte Betätigungskraft praktisch senkrecht zum Schaltdom ausgerichtet ist. Hierzu umfasst das Schwenkglied eine erste und eine zweite Nebenschwenkachse und das Schwenkglied wird beim Verschwenken des Bedienelements jeweils um diejenige Nebenschwenkachse verschwenkt, die den größeren Abstand zu diesem Schaltdom aufweist. Der größere Abstand der Nebenschwenkachse zu dem jeweils zu betätigenden Schaltdom ermöglicht es, die Betätigungskraft, die vom Schwenkglied auf den Schaltdom ausgerichtet wird, im Wesentlichen senkrecht zum Schaltdom auszurichten. Der erfindungsgemäße Schalter zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus und dennoch weist er eine lange Lebensdauer auf, da die Gefahr einer Beschädigung der Schaltdome durch eine schräg auf diese einwirkende Betätigungskraft sehr gering ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Nebenschwenkachsen jeweils auf einer Seite der Hauptschwenkachse angeordnet. Insbesondere kann die Hauptschwenkachse bezogen auf eine Draufsicht auf den Schalter mittig zwischen den beiden Nebenschwenkachsen positioniert sein.
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Günstig ist es, wenn die Nebenschwenkachsen parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Bevorzugt verlaufen die Nebenschwenkachsen parallel zur Hauptschwenkachse.
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Eine besonders kompakte Bauform wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, dass die ersten und zweiten Schaltdome bezogen auf eine Draufsicht auf den Schalter zwischen den Nebenschwenkachsen angeordnet sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Nebenschwenkachsen an einander abgewandten ersten und zweiten Endbereichen des Schwenkgliedes angeordnet sind.
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Von Vorteil ist es, wenn das Schwenkglied relativ zu den Schaltdomen unverschieblich gehalten ist. Eine Verschiebung des Schwenkgliedes ist somit nicht möglich, vielmehr kann das Schwenkglied lediglich um die erste und die zweite Nebenschwenkachse verschwenkt werden.
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Zur unverschieblichen Lagerung des Schwenkgliedes kann ein Gehäuse des elektromechanischen Schalters Anschlagelemente ausbilden, die die Bewegung des Schwenkgliedes limitieren.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Schaltdome das Schwenkglied mit einer auf das Bedienelement gerichteten Rückstellkraft beaufschlagen. Insbesondere eine federelastische Rückstellkraft ist von Vorteil. Gibt der Benutzer das Bedienelement frei, so kann dieses von den Schaltdomen über das Schwenkglied in eine Ausgangsstellung verschwenkt werden, in der sämtliche Schaltdome ihre jeweilige Unterbrecherstellung einnehmen.
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Die Nebenschwenkachsen sind in der Ausgangsstellung des Bedienelements vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die parallel zu einer Leiterplatte des elektromechanischen Schalters ausgerichtet ist. Auf der Leiterplatte kann eine Schaltmatte des Schalters angeordnet sein, die die Schaltdome aufweist.
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Zur Übertragung der Bewegung des Bedienelements auf das Schwenkglied kommen bevorzugt Gleitflächen zum Einsatz, die das Schwenkglied auf beiden Seiten der Hauptschwenkachse aufweist, und das Bedienelement weist Gleitglieder auf, die an den Gleitflächen anliegen. Wird das Bedienelement um die Hauptschwenkachse verschwenkt, so gleitet in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung des Bedienelements mindestens ein Gleitglied an einer Gleitfläche des Schwenkgliedes entlang. Dies hat dann zur Folge, dass das Schwenkglied um eine Nebenschwenkachse verschwenkt, so dass ein Schaltdom seine Kontaktstellung einnimmt.
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Von Vorteil ist es, wenn das Schwenkglied zwei senkrecht zur Hauptschwenkachse ausgerichtete Längsholme aufweist, die über zwei Querholme miteinander verbunden sind, wobei die Querholme jeweils auf einer Seite der Hauptschwenkachse angeordnet sind. Das Schwenkglied bildet bei einer derartigen Ausführungsform einen Rahmen aus. Die Schaltdome können bezogen auf eine Draufsicht auf den Schalter innerhalb des Rahmens positioniert sein.
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Die Querholme des Schwenkgliedes sitzen vorzugsweise auf den Schaltdomen auf. Die Betätigung der Schaltdome erfolgt somit beim Verschwenken des Bedienelementes über die Querholme des Schwenkgliedes.
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Es kann vorgesehen sein, dass beim Verschwenken des Bedienelementes in eine erste Schwenkrichtung nur ein einziger erster Schaltdom bzw. nur ein einziger zweiter Schaltdom in seine Kontaktstellung überführt wird. Besonders günstig ist es, wenn der Schalter zwei Schaltstufen aufweist, indem er zwei erste und zwei zweite Schaltdome umfasst, wobei durch Verschwenken des Bedienelementes die beiden ersten Schaltdome bzw. die beiden zweiten Schaltdome nacheinander betätigbar sind. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Antriebsmotor für ein Schiebedach in einer gewünschten Richtung und in einer gewünschten Betriebsart angesteuert werden. In einer ersten Schaltstufe, bei der lediglich ein Schaltdom seine Kontaktstellung einnimmt, kann der Antriebsmotor so lange in einer Öffnungs- oder Schließrichtung manuell angesteuert werden, bis der Benutzer das Bedienelement wieder freigibt, und in einer zweiten Schaltstufe, bei der zwei Schaltdome ihre Kontaktstellung einnehmen, kann der Antriebsmotor das Schiebedach selbsttätig vollständig öffnen bzw. vollständig schließen.
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Kommen jeweils zwei erste Schaltdome und zwei zweite Schaltdome zum Einsatz, so ist es, günstig, wenn den beiden ersten Schaltdomen und den beiden zweiten Schaltdomen jeweils eine Schaltwippe zugeordnet ist, die durch Verschwenken des Bedienelementes vom Schwenkglied mit einer außermittig auf die Schaltwippe einwirkenden Betätigungskraft beaufschlagbar ist. Je nachdem, wie weit der Benutzer das Bedienelement in einer Schwenkrichtung verschwenkt, wird von der Schaltwippe entweder nur ein Schaltdom oder aber nachfolgend auch ein zweiter Schaltdom in seine Kontaktstellung überführt.
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Das Schwenkglied liegt günstigerweise auf den Schaltwippen auf, die ihrerseits auf den Schaltdomen aufsitzen können. Die Schaltdome üben über die Schaltwippen eine Rückstellkraft auf das Schwenkglied aus, über das das Bedienelement in eine Ausgangsstellung überführt wird, sofern der Benutzer das Bedienelement freigibt.
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Zur Erzielung einer möglichst kompakten Bauform des erfindungsgemäßen Schalters ist es von Vorteil, wenn die Schaltwippen schräg zur Hauptschwenkachse ausgerichtet sind.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Schaltwippen parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Um zuverlässig jeweils einen gewünschten Schaltvorgang auslösen zu können, ist es günstig, wenn das Schwenkglied senkrecht zu den Schaltwippen ausgerichtete und auf den Schaltwippen aufliegende Anlageabschnitte aufweist.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bedienelement ausgehend von einer Nullstellung in einer Verschieberichtung senkrecht zur Hauptschwenkachse hin und her verschiebbar und der Schalter weist Kontaktelemente auf, die durch Verschieben des Bedienelementes zwischen einer Kontaktstellung und einer Unterbrecherstellung hin und her bewegbar sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann der Benutzer das Bedienelement nicht nur um die Hauptschwenkachse hin und her verschwenken, um einen bestimmten Schaltvorgang auszulösen, sondern er kann das Bedienelement auch senkrecht zur Hauptschwenkachse verschieben, um weitere Schaltvorgänge zu aktivieren. Je nachdem, in welche Richtung der Benutzer das Bedienelement verschiebt, wird jeweils mindestens ein Kontaktelement in eine Kontaktstellung bewegt, so dass ein gewünschtes Steuersignal ausgelöst werden kann. Bei Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schalters als Schiebedachschalter gibt dies dem Benutzer die Möglichkeit, nicht nur das Schiebedach zu öffnen oder zu schließen, sondern der Benutzer kann das Schiebedach zusätzlich in eine Schrägstellung überführen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Benutzer zusätzlich zum Schiebedach ein Sonnenrollo öffnen oder schließen kann.
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Den durch Verschieben des Bedienelements bewegbaren Kontaktelementen sind günstigerweise Druckpunkterzeugungselemente zugeordnet, die im Abstand zu den Kontaktelementen angeordnet und in Verschieberichtung des Bedienelementes mit einer Schiebekraft beaufschlagbar sind. Über die Druckpunkterzeugungselemente wird dem Benutzer beim Verschieben des Bedienelementes eine haptisch erfassbare Rückmeldung gegeben. Dies erleichtert die Bedienung des elektromechanischen Schalters, ohne dass der Benutzer den Schalter im Blick halten muss.
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Die Druckpunkterzeugungselemente können in ähnlicher Form ausgestaltet sein wie die Schaltdome, im Unterschied zu den Schaltdomen weisen die Druckpunkterzeugungselemente jedoch keine Schaltkontakte auf. Ausgehend von einer mechanisch stabilen Form gehen die Druckpunkterzeugungselemente bei Beaufschlagung mit einer Schiebekraft, sofern diese einen vorgegebenen Wert überschreitet, schlagartig in eine zweite mechanische Form über. Gibt der Benutzer das Bedienelement wieder frei, so gehen die Druckpunkterzeugungselemente selbsttätig wieder in ihre erste, mechanisch stabile Form über.
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Das Bedienelement ist günstigerweise an einem Schiebeteil um die Hauptschwenkachse verschiebbar gelagert, das relativ zum Schwenkglied verschiebbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen das Schiebeteil und das Schwenkglied miteinander zusammenwirkende Führungselemente auf. Die Führungselemente ermöglichen eine Führung des Schiebeteils relativ zum Schwenkglied.
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Das Schiebeteil wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung von Anschlagelementen des Gehäuses des elektromechanischen Schalters abgestützt. Die Anschlagelemente können die Bewegung des Schwenkgliedes limitieren und gleichzeitig Stützen für das Schiebeteil ausbilden, so dass das Schiebeteil lediglich in Verschieberichtung verschoben, nicht aber zusätzlich verschwenkt werden kann.
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Günstig ist es, wenn das Schiebeteil zu beiden Seiten der Hauptschwenkachse Führungsschlitze aufweist, die jeweils von einem Führungssteg des Schwenkgliedes durchgriffen sind.
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Die Führungsstege weisen bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an ihren über das Schiebeteil überstehenden Enden jeweils eine Gleitfläche auf, an der ein Gleitglied des Bedienelementes anliegt. Über die Führungsstege kann das Bedienelement das Schwenkglied mechanisch kontaktieren, indem Gleitglieder des Bedienelementes an den Gleitflächen der Führungsstege gleitend anliegen. Wird das Bedienelement um die Hauptschwenkachse verschwenkt, so gleitet in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung jeweils mindestens ein Gleitglied an einem Führungssteg entlang und übt hierbei auf den Führungssteg eine Betätigungskraft aus, so dass das Schwenkglied um eine Nebenschwenkachse verschwenkt wird und dabei mindestens einen Schaltdom betätigt. Wird das Bedienelement jedoch nicht verschwenkt sondern nur verschoben, so kann das Schiebeteil relativ zu den Führungsstegen des Schwenkgliedes versetzt werden, um ein elektrisches Kontaktelement in eine Kontaktstellung zu überführen. Gleichzeitig kann mindestens ein Druckpunkterzeugungselement betätigt werden, über das der Benutzer eine haptische Rückmeldung erhält.
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Bevorzugt ist die Schwenkbewegung des Bedienelements außerhalb der Nullstellung blockiert. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann das Bedienelement in seiner Nullstellung verschwenkt werden, wie dies voranstehend erläutert ist. Außerhalb der Nullstellung ist jedoch ein Verschwenken des Bedienelements nicht möglich.
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Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schiebeteil eine Schwenkbewegung des Bedienelements außerhalb der Nullstellung blockiert.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters mit einem verschwenkbaren Bedienelement und einem Schwenkglied;
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2: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 1 ohne das Bedienelement;
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3: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 1 ohne das Bedienelement und ohne das Schwenkglied;
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4: eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters mit einem Bedienelement und einem Schwenkglied, wobei der Schalter zweistufig geschaltet werden kann;
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5: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 4 ohne das Bedienelement;
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6: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 4 ohne das Bedienelement und ohne das Schwenkglied;
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7: eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters mit einem Bedienelement und einem Schwenkglied, wobei das Bedienelement um eine Hauptschwenkachse verschwenkt und in einer Verschieberichtung verschoben werden kann;
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8: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 7 ohne das Bedienelement;
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9: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 7 ohne das Bedienelement und ohne ein Schiebeteil, und
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10: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 7 ohne das Bedienelement, das Schiebeteil und das Schwenkglied.
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In den 1 bis 3 ist schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Er kann beispielsweise einen Verriegelungsschalter für ein Kraftfahrzeug ausbilden. Durch Betätigung des Schalters 10 können die Türen des Kraftfahrzeugs wahlweise verriegelt oder entriegelt werden. Der Schalter 10 umfasst ein Bedienelement 12, das um eine Hauptschwenkachse 14 hin und her verschwenkt werden kann. Das Bedienelement 12 ist an einem Gehäuse des Schalters 10 schwenkbar gelagert. Das Gehäuse ist nur auszugsweise dargestellt. Es umfasst eine Bodenwand 16, an deren Unterseite ein Kabelschacht 18 angeformt ist. Eine Deckenwand sowie Seitenwände des Gehäuses sind in den 1 bis 3 zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellt. Auf der Bodenwand 16 liegt eine Leiterplatte 20 flächig auf und auf der Leiterplatte 20 ist eine dem Fachmann an sich bekannte Schaltmatte 22 angeordnet, die einen ersten Schaltdom 23 und einen zweiten Schaltdom 24 umfasst. Die Schaltdome 23, 24 sind in üblicher Weise kegelstumpfartig ausgestaltet und tragen innenseitig einen elektrisches Kontaktelement, das durch Beaufschlagen der Schaltdome mit einer senkrecht einwirkenden Betätigungskraft so weit in Richtung auf die Leiterplatte 20 versetzt werden kann, dass das Kontaktelement ein an der Leiterplatte angeordnetes Kontaktfeld kontaktiert, so dass ein Steuersignal ausgelöst werden kann. Derartige Schaltdome 23, 24 sind dem Fachmann an sich bekannt und bedürfen daher vorliegend keiner näheren Erläuterung.
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Auf den Schaltdomen 23, 24 liegt ein rahmenartiges Schwenkglied 26 auf, das zwei Längsholme 28, 29 und zwei Querholme 30, 31 aufweist. Über die beiden Querholme 30, 31 sind die beiden Längsholme 28, 29 einstückig miteinander verbunden. Der Querholm 30 liegt auf dem ersten Schaltdom 23 auf und der Querholm 31 liegt auf dem zweiten Schaltdom 24 auf.
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Der Längsholm 28 weist an seinen Enden jeweils einen Achsstummel 33, 34 auf und der Längsholm 29 weist in entsprechender Weise an seinen Enden jeweils einen Achsstummel 36, 37 auf. Der Achsstummel 33 des Längsholms 28 ist fluchtend zum Achsstummel 36 des Längsholms 29 ausgerichtet und der Achsstummel 34 des Längsholms 28 ist fluchtend zum Achsstummel 37 des Längsholms 29 ausgerichtet. Die Achsstummel 34 und 37 definieren eine erste Nebenschwenkachse 38 und die Achsstummel 33 und 36 definieren eine zweie Nebenschwenkachse 40 des Schwenkglieds 26. Darauf wird nachfolgend noch näher eingegangen. Die Schaltdome 23 und 24 sind zwischen den beiden Nebenschwenkachsen 38 und 40 angeordnet. Die Nebenschwenkachsen 38 und 40 verlaufen parallel zur Hauptschwenkachse 14.
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Den Achsstummeln 33, 34, 36 und 37 benachbart bildet das Gehäuse des elektromechanischen Schalters 10 jeweils ein L-förmiges Anschlagelement aus. Die Anschlagelemente sind identisch ausgebildet. In 1 sind drei Anschlagelemente 42, 43, 44 erkennbar. Sie umfassen jeweils einen senkrecht zur Leiterplatte 20 ausgerichteten ersten Anschlagschenkel 46 und einen parallel zur Leiterplatte 20 ausgerichteten zweiten Anschlagschenkel 47. Das rahmenartige Schwenkglied 26 ist zwischen den ersten Anschlagschenkeln 46 der Anschlagelemente angeordnet, wobei die Achsstummel 33, 34, 36 und 37 jeweils von einem zweiten Anschlagschenkel 47 überdeckt werden. Von den Schaltdomen 23 und 24 wird das Schwenkglied 26 mit einer relativ zur Leiterplatte 20 senkrecht nach oben gerichteten Rückstellkraft beaufschlagt, so dass die Achsstummel 33, 34, 36 und 37 an der Unterseite der zweiten Anschlagschenkel 47 anliegen.
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An den Enden der Querholme 30, 31 weist das Schwenkglied 26 jeweils einen relativ zur Leiterplatte 20 senkrecht nach oben ausgerichteten Führungssteg 48, 49, 50, 51 auf. Die Führungsstege 48, 49, 50, 51 sind identisch ausgestaltet und weisen auf ihrer der Leiterplatte 20 abgewandten Oberseite jeweils eine parallel zur Leiterplatte 20 ausgerichtete ebene Gleitfläche 53 auf. Auf den Gleitflächen 53 sitzt das Bedienelement 12 jeweils mit einem Gleitglied in Form eines Gleitnockens 54 auf.
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Wird das Bedienelement 12 um die Hauptschwenkachse 14 in Richtung auf den ersten Schaltdom 23 verschwenkt, so gleiten die Gleitnocken 54 an den Gleitflächen 53 der Führungsstege 48 und 50 entlang, die an die Enden des auf dem ersten Schaltdom 23 angeordneten Querholmes 30 angeformt sind. Dies hat zur Folge, dass das Schwenkglied 26 um die erste Nebenschwenkachse 38 verschwenkt wird. Die erste Nebenschwenkachse 38 ist auf der dem ersten Schaltdom 23 gegenüberliegenden Seite der Hauptschwenkachse 14 angeordnet und weist einen größeren Abstand zum ersten Schaltdom 23 auf als die zweite Nebenschwenkachse 40. Der Querholm 30 übt dadurch auf den ersten Schaltdom 23 eine im Wesentlichen senkrecht zur Schaltmatte 22 und senkrecht zur Leiterplatte 20 ausgerichtete Betätigungskraft aus, unter deren Wirkung der erste Schaltdom 23 schlagartig aus seiner in der Zeichnung dargestellten Unterbrecherstellung in seine Kontaktstellung übergeht, so dass ein erstes Steuersignal ausgelöst werden kann. Wird das Bedienelement 12 anschließend vom Benutzer wieder freigegeben, so übt der erste Schaltdom 23 eine Rückstellkraft auf den Querholm 30 aus, so dass das Schwenkglied 26 um die erste Nebenschwenkachse 38 so weit nach oben verschwenkt, bis die Achsstummel 33 und 36 wieder an der Unterseite der zweiten Anschlagschenkel 47 der Anschlagelemente 42 und 43 anliegen. Hierbei wird das Bedienelement 12 über die Führungsstege 48 und 50 wieder in die in 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückverschwenkt.
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Wird das Bedienelement 12 ausgehend von seiner in 1 dargestellten Ausgangsstellung um die Hauptschwenkachse 14 in Richtung auf den zweiten Schaltdom 24 verschwenkt, so gleiten die Gleitnocken 54 an den Gleitflächen 53 der Führungsstege 49 und 51 entlang, wobei das Schwenkglied 26 um die zweite Nebenschwenkachse 40 verschwenkt wird. Die zweite Nebenschwenkachse 40 ist auf der dem zweiten Schaltdom 24 gegenüberliegenden Seite der Hauptschwenkachse 14 angeordnet und weist einen größeren Abstand zum zweiten Schaltdom 24 auf als die erste Nebenschwenkachse 38. Dies hat zur Folge, dass der Querholm 31 auf den zweiten Schaltdom 24 eine im Wesentlichen senkrecht zur Schaltmatte 22 und senkrecht zur Leiterplatte 20 ausgerichtete Betätigungskraft ausübt, unter deren Wirkung der zweite Schaltdom 24 schlagartig in seine Kontaktstellung übergeht, so dass ein zweites Steuersignal ausgegeben werden kann.
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Das rahmenartige Schwenkglied 26 ist zwischen den Anschlagelementen 42, 43, 44 des in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuses relativ zu den Schaltdomen 23, 24 unverschiebbar gehalten, es kann aber je nach Schwenkrichtung des Bedienelements 12 um die erste Nebenschwenkachse 38 oder um die zweite Nebenschwenkachse 40 verschwenkt werden, die jeweils in einem großen Abstand zu dem jeweils zu betätigenden Schaltdom 23, 24 angeordnet sind. Die erste Nebenschwenkachse 38 nimmt einen großen Abstand zum ersten Schaltdom 23 ein und in entsprechender Weise nimmt die zweite Nebenschwenkachse 40 einen großen Abstand zum zweiten Schaltdom 24 ein, obwohl der elektromechanische Schalter 10 insgesamt eine sehr kompakte Bauform aufweist. Eine Beaufschlagung der Schaltdome 23 und 24 kann im Wesentlichen nur senkrecht zur Leiterplatte 20 und zur Schaltmatte 22 erfolgen, so dass eine Beschädigung der Schaltdome 23, 24 auch nach langer Betriebsdauer des Schalters 10 vermieden werden kann. Der Schalter 10 zeichnet sich daher durch eine große Lebensdauer aus.
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In den 4, 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 60 belegt ist. Der Schalter 60 ist weitgehend identisch ausgebildet wie der voranstehend unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 beschriebene Schalter 10. Für identische Bauteile werden daher in den 4, 5 und 6 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den 1 bis 3 und zur Vermeidung von Wiederholungen wird bezüglich dieser Bauteile auf die voranstehenden Erläuterungen Bezug genommen.
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Auch beim Schalter 60 kommt ein rahmenartiges Schwenkglied 26 zum Einsatz mit zwei Längsholmen 28, 29 und zwei Querholmen 30, 31. Das Schwenkglied 26 des Schalters 60 kann ebenfalls um eine erste Nebenschwenkachse 38 und um eine zweite Nebenschwenkachse 40 verschwenkt werden. Hierzu kommt ein Bedienelement 12 zum Einsatz, das um eine parallel zu den Nebenschwenkachsen 38, 40 ausgerichtete Hauptschwenkachse 14 verschwenkt werden kann. Das Bedienelement 12 ist auch beim Schalter 60 an einem in den 4, 5 und 6 nur auszugsweise dargestellten Gehäuse schwenkbar gelagert und umfasst Gleitnocken 54, die an Gleitflächen 53 des Schwenkgliedes 26 gleitend anliegen.
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Im Unterschied zu dem voranstehend beschriebenen Schalter 10 umfasst der in den 4, 5 und 6 dargestellte Schalter 60 zwei erste Schaltdome 61, 62 und zwei zweite Schaltdome 63, 64. Den beiden ersten Schaltdomen 61, 62 ist eine erste Schaltwippe 66 zugeordnet, die auf den ersten Schaltdomen 61, 62 aufsitzt, und den zweiten Schaltdomen 63, 64 ist eine zweite Schaltwippe 68 zugeordnet, die auf den zweiten Schaltdomen 63, 64 aufsitzt. Die beiden Schaltwippen 66, 68 sind parallel zueinander und schräg zur ersten Hauptschwenkachse 14 ausgerichtet. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauform realisiert werden. In Längsrichtung der ersten Schaltwippe 66 außermittig liegt der Querholm 30 mit einem Anlageabschnitt 69 auf. In entsprechender Weise liegt auf der zweiten Schaltwippe 68 außermittig ein Anlageabschnitt 70 des Querholms 31 auf. Die Anlageabschnitte 69 und 70 sind senkrecht zur Schaltwippe 66 bzw. 68 ausgerichtet.
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Durch die Bereitstellung von zwei ersten Schaltdomen 61, 62 und zwei zweiten Schaltdomen 63, 64 kann der Schalter 60 in jeder Schwenkrichtung des Bedienelements 12 zweistufig geschaltet werden. Wird das Bedienelement 12 in Richtung auf die ersten Schaltdome 61, 62 um die Hauptschwenkachse 14 verschwenkt, so übt der Querholm 30 mit seinem Anlageabschnitt 69 außermittig eine Betätigungskraft auf die erste Schaltwippe 66 aus. Dies hat zur Folge, dass die beiden ersten Schaltdome 61 und 62 nacheinander ihre Kontaktstellung einnehmen, um ein gewünschtes Steuersignal auszulösen. Die Schwenkbewegung des Schwenkgliedes 26 erfolgt hierbei um die erste Nebenschwenkachse 38, die auf der den ersten Schaltdomen 61, 62 abgewandten Seite der Hauptschwenkachse 14 angeordnet ist.
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Wird das Bedienelement 12 in Richtung auf die zweiten Schaltdome 63, 64 um die Hauptschwenkachse 14 verschwenkt, so übt der Querholm 31 über seinen Anlageabschnitt 70 außermittig eine Betätigungskraft auf die zweite Schaltwippe 68 aus. Dies hat zur Folge, dass die beiden zweiten Schaltdome 63, 64 nacheinander in ihre Kontaktstellung übergehen. Die Schwenkbewegung des Schwenkglieds 26 erfolgt hierbei um die zweite Nebenschwenkachse 40, die auf der den zweiten Schaltdomen 63, 64 abgewandten Seite der Hauptschwenkachse 14 angeordnet ist.
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Auch der in den 4, 5 und 6 dargestellte elektromechanische Schalter zeichnet sich somit durch eine sehr hohe Lebensdauer und durch eine kompakte Bauform aus. Die Gefahr, dass die ersten Schaltdome 61, 62 oder die zweiten Schaltdome 63, 64 bei einer Betätigung des Schalters 60 beschädigt werden, ist sehr gering, da sie aufgrund der Anordnung der Nebenschwenkachsen 38 und 40 praktisch mit einer vertikal ausgerichteten Betätigungskraft beaufschlagt werden.
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In den 7 bis 10 ist eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Schalters schematisch dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 80 belegt ist. Der Schalter 80 ist weitgehend identisch ausgestaltet wie der voranstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 dargestellte Schalter 60. Für identische Bauteile werden daher in den 4 bis 10 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den 4, 5 und 6 und bezüglich dieser Bauteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die voranstehenden Ausführungen Bezug genommen.
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Der Schalter 80 weist zwei erste Schaltdome 81, 82 und zwei zweite Schaltdome 83, 84 auf, die durch Verschwenken des Schwenkgliedes 26 um die erste Nebenschwenkachse 38 bzw. um die zweite Nebenschwenkachse 40 nacheinander in ihre Kontaktstellung überführt werden können. Die Nebenschwenkachsen 38 und 40 sind hierbei in entsprechender Weise wie bei den voranstehend genannten Ausführungsformen an den einander abgewandten Endbereichen des Schwenkgliedes 26 angeordnet. Die Hauptschwenkachse 14 ist beim Schalter 80 ebenso wie bei den Schaltern 60 und 10 mittig zwischen den Nebenschwenkachsen 38, 40 positioniert und parallel zu diesen ausgerichtet.
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Beim Schalter 80 ist den ersten Schaltdomen 81, 82 eine erste Schaltwippe 86 zugeordnet und den zweiten Schaltdomen 83, 84 ist eine zweite Schaltwippe 88 zugeordnet. Wiederum sind die Schaltwippen 86, 88 parallel zueinander und schräg zur Hauptschwenkachse 14 ausgerichtet und mit Hilfe von Anlageabschnitten 89, 90 der Querholme 30 bzw. 31 können die Schaltwippen 86, 88 außermittig mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Leiterplatte 20 und senkrecht zur Schaltmatte 22 ausgerichteten Betätigungskraft beaufschlagt werden.
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Das Bedienelement 12 der voranstehend erläuterten Schalter 10 und 60 kann lediglich um die Hauptschwenkachse 14 verschwenkt werden, eine zusätzliche Bewegung des Bedienelementes 12 ist bei diesen Schaltern jedoch nicht möglich. Im Gegensatz dazu kann das Bedienelement 12 des Schalters 80 zusätzlich ausgehend von einer in 7 dargestellten Null- oder Mittenstellung in einer senkrecht zur Hauptschwenkachse 14 ausgerichteten Verschieberichtung 92 hin und her verschoben werden. Das Bedienelement 12 des Schalters 80 ist zu diesem Zwecke an Lagerelementen 93, 94 eines Schiebeteils 96 verschwenkbar gelagert. Das Schiebeteil 96 umfasst eine Schiebeplatte 98, von der die Lagerelemente 93, 94 senkrecht nach oben abstehen und die auf den zweiten Anschlagschenkeln 47 der Anschlagelemente 42, 43, 44 des Gehäuses des Schalters 80 gleitend aufliegt. Die Schiebeplatte 98 weist Führungsschlitze 100, 101, 102 und 103 auf, die von den Führungsstegen 48, 49, 50, 51 des Schwenkgliedes 26 durchgriffen werden. Die Gleitflächen 53 der Führungsstege 48, 49, 50, 51 überragen die Schiebeplatte 98 und können in identischer Weise, wie dies voranstehend bei den Schaltern 10 und 60 erläutert wurde, von den Gleitnocken 54 des Bedienelementes 12 kontaktiert werden. Das Schwenkglied 26 des Schalters 80 kann daher in der Nullstellung des Bedienelements 12 in identischer Weise wie das Schwenkglied 26 des Schalters 60 um die beiden Nebenschwenkachsen 38 und 40 verschwenkt werden, ohne dass die Schwenkbewegung vom Schiebeteil 96 beeinträchtigt wird. Bei Verschieben des Schiebeteils 96 zusammen mit dem Bedienelement 12 ist jedoch die Schwenkbewegung des Schwenkglieds 26 blockiert. Die Blockade erfolgt durch die Schiebeplatte 98 des Schiebeteils 96. Nimmt die Schiebeplatte 98 eine zur Nullstellung verschobene Position ein, so untergreift sie die nach oben ragenden T-förmigen Enden der Führungsstege 48, 49, 50, 51, so dass diese nicht mehr bewegt werden können und folglich das Schwenkglied 26 über die Führungsstege 48, 49, 50, 51 auch nicht mehr verschwenkt werden kann. Das Schiebeteil 96 kann relativ zum Schwenkglied 26 in Verschieberichtung 92 hin und her verschoben werden, um weitere Steuersignale auslösen zu können. Die Schiebeplatte 98 weist bezogen auf die Verschieberichtung 92 einander abgewandte vordere und hintere Endflächen 105, 106 auf, an die außermittig ein vorderer Vorsprung 108 bzw. ein hinterer Vorsprung 109 angeformt ist. Der vordere Vorsprung 108 liegt an einer vorderen Schaltbrücke 112 an, die in Verschieberichtung 92 von einem ersten Druckpunkterzeugungselement 114 und einem zweiten Druckpunkterzeugungselement 116 abgestützt ist. Die beiden Druckpunkterzeugungselemente 114, 116 sind nach Art von Schaltdomen ausgebildet, wobei sie allerdings keine elektrischen Kontaktelemente umfassen. Sie dienen lediglich dazu, dem Benutzer beim Verschieben des Bedienelementes 12 in Verschieberichtung 92 eine haptisch erfassbare Rückmeldung zu geben dahingehend, dass das Bedienelement 12 eine bestimmte Schaltstellung erreicht hat. Die Druckpunkterzeugungselemente 114 und 116 stützen sich an einer Stirnwand 118 des in den 7 bis 10 nur ausschnittsweise dargestellten Gehäuses des Schalters 80 ab.
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Die vordere Schaltbrücke 112 trägt an ihrem der Leiterplatte 20 zugewandten unteren Rand 120 im Abstand zueinander erste und zweite Kontaktelemente in Form von Schleifkontakten 121, 122, die an der der Bodenwand 16 abgewandten Oberseite 124 der Leiterplatte 20 entlang gleiten, wenn der Benutzer das Bedienelement 12 in Verschieberichtung 92 verschiebt. An der Oberseite 124 weist die Leiterplatte 20 an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellte elektrisch leitende Kontaktfelder auf, die von den Schleifkontakten 121, 122 elektrisch kontaktiert werden können, um Steuersignale auszulösen.
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Der hintere Vorsprung 109 liegt außermittig an einer hinteren Schaltbrücke 126 an, die von einem dritten Druckpunkterzeugungselement 128 und einem vierten Druckpunkterzeugungselement 130 abgestützt ist. Die dritten und vierten Druckpunkterzeugungselemente 128, 130 sind identisch ausgebildet wie die ersten und zweiten Druckpunkterzeugungselemente 114, 116 und dienen dazu, dem Benutzer beim Verschieben des Bedienelementes 12 entgegen der Verschieberichtung 92 ein haptisch erfassbares Rückmeldesignal bereitzustellen, das dem Benutzer signalisiert, dass das Bedienelement 12 eine bestimmte Schaltstellung eingenommen hat.
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Die hintere Schaltbrücke 126 trägt an ihrem der Leiterplatte 20 zugewandten unteren Rand 132 dritte und vierte Kontaktelemente in Form von Schleifkontakten 133, 134, die mit der hinteren Schaltbrücke 126 einstückig verbunden sind und an der Oberseite 124 der Leiterplatte 20 entlang gleiten, um in einer gewünschten Schaltstellung zugeordnete Kontaktfelder der Leiterplatte 20 zu kontaktieren.
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Wird das Bedienelement 12 des Schalters 80 in Verschieberichtung 92 nach vorne verschoben, so geht zunächst das erste Druckpunkterzeugungselement 114 von seiner in den 7 bis 10 dargestellten mechanisch stabilen Form schlagartig in seine mechanisch instabile Form über, in der es in Richtung auf die Stirnwand 118 einknickt. Hierbei werden die ersten Schleifkontakte 121 in eine Kontaktstellung bewegt, so dass vom Schalter 80 ein Steuersignal ausgelöst werden kann. Wird das Bedienelement 12 anschließend weiter in Verschieberichtung 92 bewegt, so geht auch das zweite Druckpunkterzeugungselement 116 schlagartig aus seiner in den 7 bis 10 dargestellten mechanisch stabilen Form in seine mechanisch instabile Form über, indem es in Richtung auf die Stirnwand 118 einknickt. Hierbei werden die zweiten Schleifkontakte 122 in eine Kontaktstellung bewegt, so dass ein Steuersignal ausgegeben werden kann. Gibt der Benutzer anschließend das Bedienelement 12 wieder frei, so üben die Druckpunkterzeugungselemente 114, 116 über die vordere Schaltbrücke 112 und den vorderen Vorsprung 108 eine Rückstellkraft auf das Schiebeteil 96 auf, so dass dieses zusammen mit dem daran gelagerten Bedienelement 12 wieder in seine in 7 dargestellte Ausgangsstellung zurückbewegt wird.
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Wird das Bedienelement 12 des Schalters 80 entgegen der Verschieberichtung 92 verschoben, so gehen nacheinander das dritte Druckpunkterzeugungselement 128 und das vierte Druckpunkterzeugungselement 130 ausgehend von ihrer in den 7 bis 10 dargestellten mechanisch stabilen Form schlagartig in ihre mechanisch instabile Form über, indem sie in Richtung auf eine Rückwand 138 des Gehäuses des Schalters 80 einknicken. Hierbei gehen die dritten und vierten Schleifkontakte 133, 134 nacheinander in ihre Kontaktstellung über, so dass vom Schalter 80 entsprechende Steuersignale ausgegeben werden können. Gibt der Benutzer anschließend das Bedienelement 12 wieder frei, so üben die dritten und vierten Druckpunkterzeugungselemente 128, 130 über die hintere Schaltbrücke 126 und den hinteren Vorsprung 109 eine Rückstellkraft auf das Schiebeteil 96 und das daran gelagerte Bedienelement 12 aus, so dass dieses anschließend wieder seine in 7 dargestellte Ausgangsstellung einnimmt.
