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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrwegeschalter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Im Stand der Technik sind Mehrwegeschalter der vorliegenden Art bekannt, welche jeweils ein je in orthogonal zueinander verlaufenden Raumrichtungen schwenkbar gelagertes Betätigungselement aufweisen, wobei in Abhängigkeit einer Verschwenkstellung des Betätigungselements im Zusammenwirken mit Schaltkontakten des Mehrwegeschalters Schaltsignale erzeugt werden.
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Derartige Mehrwegeschalter offenbaren insbesondere die Druckschrift
DE 10 2008 034 602 B3 , die Druckschrift
DE 201 12 469 U1 , die Druckschrift
DE 39 30 754 C1 sowie die Druckschrift
DE 100 25 058 B4 . Diesen bekannten Lösungen gemein ist, dass erheblicher Bauraum zur Bildung der Mehrwegeschalter notwendig ist, bei den drei letztgenannten Lösungen zudem ein komplizierter und aufwändiger Aufbau, einhergehend mit hohen Kosten und hoher Fehleranfälligkeit.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Mehrwegeschalter vorzuschlagen, welcher einen einfachen und kostengünstigen Aufbau einhergehend mit sehr kompakten Abmessungen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Mehrwegeschalter, insbesondere ein mechanisch betätigbarer Mehrwegeschalter, welcher zum Einsatz im Kraftfahrzeug vorgesehen ist, z.B. um eine Cursor-Funktionalität bereitzustellen, z.B. für ein Autoradio, eine Außenspiegel-Einstelleinrichtung, eine Sitzeinstellvorrichtung oder auch ein Navigationssystem. Alternativ kann ein solcher Schalter z.B. in einem Joystick oder einem ähnlichen Nutzereingabegerät Verwendung finden.
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Der Mehrwegeschalter weist ein Betätigungsorgan bzw. Betätigungselement auf, welches, um Schaltvorgänge auszulösen, insbesondere zur Interaktion mit einem Nutzer bzw. einer Bedienperson vorgesehen ist. Ein Schaltvorgang wird hierbei insbesondere durch Betätigung des Betätigungselements in Form einer Kippbewegung desselben ausgelöst. Durch Betätigung des Betätigungselements können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Schaltstellungen des Mehrwegeschalters korrespondierend mit unterschiedlichen Schaltpunkten eingenommen werden.
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Der Mehrwegeschalter weist weiterhin eine Leiterplatte bzw. eine Platine auf, an welcher Schaltkontakte des Mehrwegeschalters gebildet sind, welche insbesondere über Leiterbahnen der Leiterplatte mit Anschlusskontakten des Schalters verbunden sind, i.e. zur Detektion von Schaltpunkten. Die Leiterplatte erstreckt sich flächig in einer Erstreckungsebene, i.e. einer Ebene, welche zu den insbesondere zwei flächigen Oberflächen der Leiterplatte parallel ist. Weiterhin umfasst der Mehrwegeschalter bevorzugt einen Trägerkörper, welcher die Leiterplatte, insbesondere unbeweglich, und das Betätigungselement, insbesondere relativ dazu kippbeweglich, haltert, insbesondere an einem Fußpunkt bzw. -abschnitt desselben. Alternativ ist denkbar, das Betätigungselement unmittelbar an der Leiterplatte kippbeweglich gelagert zu haltern.
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Die Leiterplatte kann kostengünstig aus einem Epoxydharzmaterial, z.B. FR4, gefertigt sein. Wie oben angedeutet, ist vorgesehen, dass die Leiterplatte Anschlusskontakte aufweist, welche eine elektrische Ankontaktierung des Mehrwegeschalters ermöglichen, und über welche die Schaltsignale am Mehrwegeschalter abgreifbar sind. Die Leiterplatte kann hierbei vorteilhaft als Bestandteil eines Steckverbinders wirken.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist an der sich flächig erstreckenden Leiterplatte wenigstens ein erstes Schaltkontaktpaar durch eine Kippbewegung des Betätigungselements in einer ersten, sich quer zu den flächigen Oberflächen der Leiterplatte erstreckenden Ebene selektiv schließbar, i.e. selektiv elektrisch leitfähig miteinander verbindbar. Ein Schaltvorgang entsprechend einem Schließen bzw. einem Trennen der Schaltkontakte des jeweiligen ersten Schaltkontaktpaares kann selektiv mittels der Kippbewegung des Betätigungselements ausgelöst werden.
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Ferner ist an der sich flächig erstreckenden Leiterplatte wenigstens ein zweites Schaltkontaktpaar durch eine Kippbewegung des Betätigungselements in einer zweiten, sich parallel zu den flächigen Oberflächen der Leiterplatte erstreckenden Ebene selektiv schließbar.
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Allgemein ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung hierbei mitumfasst, ein erstes und/oder zweites Schaltkontaktpaar durch je eine Kippbewegung des Betätigungselements sowohl mittelbar als auch unmittelbar durch dasselbe selektiv schließen zu können.
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Durch eine derart vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, einen äußerst kompakt bauenden Mehrwegeschalter mit einer Vielzahl von Kontaktwegen auf einfache Weise zu realisieren, welcher insbesondere äußerst kurze Schaltwege aufweist. In Abhängigkeit der Kippstellung des Betätigungselements in der ersten bzw. der zweiten Ebene, d.h. in Abhängigkeit der gekippten Relativstellung des Betätigungselements zur Leiterplatte, können verschiedene Schaltpunkte entlang jeweiliger Bewegungswege des Betätigungselements in der ersten oder zweiten Ebene durch Zusammenwirken jeweiliger Schaltkontakte mit dem Betätigungselement detektiert werden.
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Insbesondere kann auf einfache Weise auch eine Ruhestellung detektiert werden, z.B. durch ein zweites Schaltkontaktpaar, welches in der Ruhestellung geschlossen ist. In Abhängigkeit der Anzahl der Schaltkontakte entlang der vorgesehenen Bewegungswege des Betätigungselements in der ersten und der zweiten Ebene, welche zur Bildung von Schaltpunkten vorgesehen sind, kann der Mehrwegeschalter als Zwei- oder Drei-Wege-Schalter ausgeführt sein, bei bevorzugten Ausführungsformen jedoch auch als Vier- oder Fünf-Wege-Schalter oder z.B. mit mehr als fünf Kontaktwegen.
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Ein erstes und/oder ein zweites Schaltkontaktpaar kann bei einer Ausführungsform hierbei durch einen Schaltkontakt an der Leiterplatte und einen korrespondierenden Schaltkontakt an dem Betätigungselement gebildet sein. Die Schaltkontakte eines Schaltkontaktpaars können hierbei an der Leiterplatte geschlossen werden, i.e. elektrisch leiten, sobald der Schaltkontakt des Betätigungselements den Schaltkontakt an der Leiterplatte kontaktiert. Eine Kontaktierung erfolgt hierbei jeweils im Zuge einer Kippbewegung. Der Schaltkontakt am Betätigungselement ist hierbei insbesondere elektrisch mit einem Anschlusskontakt des Mehrwegschalters verbunden, z.B. via eines Leiterbahnabschnitts.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Mehrwegeschalters ist ein erstes und/oder ein zweites Schaltkontaktpaar je durch ein an der Leiterplatte angeordnetes Schaltkontaktpaar gebildet, i.e. je zwei an der Leiterplatte angeordnete Schaltkontakte. Die Schaltkontakte eines Schaltkontaktpaares schalten hierbei je korrespondierend mit einer bestimmten, einen Schaltpunkt kennzeichnenden Kippstellung des Betätigungselements selektiv durch, insbesondere durch eine leitende Überbrückung mittels des Betätigungselements und/oder infolge einer durch das Betätigungselement veranlassten Verlagerung aufeinander zu, in deren Zuge eine Kontaktierung aneinander erfolgt.
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Die Schaltkontakte eines ersten oder zweiten Schaltkontaktpaars können hierbei an der Leiterplatte geschlossen werden, sobald das Betätigungselement die Schaltkontakte je eines Schaltkontaktpaares elektrisch leitfähig verbindet.
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Bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl das wenigstens eine erste als auch das wenigstens eine zweite Schaltkontaktpaar an der Leiterplatte gebildet, insbesondere je sämtliche. Somit können die Schaltkontakte im Zuge der Leiterplattenfertigung günstig integriert werden. Angestrebt ist hierbei insbesondere, dass die Schaltkontaktpaare mit der Leiterplatte eine gemeinsame flächige Oberfläche ausbilden, so dass durch die Schaltkontaktpaare keine Hindernisse für eine Kippbewegung des Betätigungselements in der ersten oder zweiten Ebene erwachsen.
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Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist beidseitig der Leiterplatte, i.e. an beiden flächigen Oberflächen, wenigstens ein erstes und/oder wenigstens ein zweites Schaltkontaktpaar angeordnet, welches jeweils durch eine Kippbewegung des Betätigungselements in der ersten bzw. der zweiten Ebene selektiv schließbar ist. Somit lässt sich die Anzahl der Schaltpunkte gegenüber einer lediglich einseitigen Ausbildung von Schaltkontaktpaaren erhöhen oder eine Redundanz zur Verbesserung der Schaltsicherheit bzw. Schaltpunkterkennung durch Mehrfachabgriff erzielen.
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Besonders bevorzugt ist hierbei, in der ersten Ebene wenigstens zwei je die Bildung eines Schaltpunkts ermöglichender Schaltkontaktpaare zu bilden, insbesondere durch zwei je an einer flächigen Oberfläche der Leiterplatte gebildete, einander in der ersten Ebene bevorzugt überlappende Schaltkontaktpaare, welche je durch das Betätigungselement infolge einer Kippbewegung desselben, i.e. in einer ersten Kipprichtung in der ersten Ebene bzw. einer zweiten Kipprichtung in der ersten Ebene, schließbar sind.
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Daneben ist hierbei bevorzugt vorgesehen, wenigstens zwei Schaltpunkte für eine Kippbewegung des Betätigungselements in der zweiten Ebene durch wenigstens zwei zweite Schaltkontaktpaare zu bilden, welche je durch eine Kippbewegung des Betätigungselements in der zweiten Ebene in einer ersten Kipprichtung bzw. eine Kippbewegung in der zweiten Ebene in einer zweiten Kipprichtung schließbar sind. Durch je zwei Schaltpunkte in der ersten und der zweiten Ebene lässt sich auf einfache Weise ein Vier-Wege-Schalter bilden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist auch vorgesehen, dass der Mehrwegeschalter dazu ausgebildet ist, im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements in der ersten Ebene und/oder der zweiten Ebene das Betätigungselement mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Die Rückstellkraft ist vorgesehen, das Betätigungselement, z.B. nach Wegfall eines Nutzereingriffs in eine Ruhestellung, d.h. insbesondere eine ungekippte Stellung zurückzuführen. Hierzu weist der Mehrwegeschalter, insbesondere je erster und zweiter Ebene, wenigstens ein federelastisches Element auf, bevorzugt je zwei federelastische Elemente.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am Trägerkörper wenigstens ein federelastisches Element aufgenommen, z.B. je in einem Federlager, insbesondere ein erstes und ein zweites federelastisches Element, welches bei einer Kippbewegung des Betätigungselements in der zweiten Ebene mit diesem zur Erzeugung einer Rückstellkraft je zusammenwirkt. Hierzu kann das Betätigungselement wenigstens einen Vorsprung in Form z.B. eines Arms, insbesondere je einen Vorsprung je federelastischem Element aufweisen, welcher bei einer Kippbewegung in der zweiten Ebene gegen das am Trägerkörper aufgenommene federelastische Element wirkt. Das federelastische Element kann mittels einer Schraubendruckfeder oder zum Beispiel mittels eines gummiartigen Elements oder auf andere Weise gebildet sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Betätigungselement wenigstens ein Kontaktelement und/oder wenigstens ein Kontaktierelement aufweist, welche in Abhängigkeit der Kippstellung des Betätigungselements, d.h. im Zuge einer Kippbewegung in der ersten oder der zweiten Ebene, je ein selektives Schließen bzw. Öffnen von Schaltkontakten wenigstens eines Kontaktpaares ermöglichen.
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Bei einer vorteilhaft kostengünstig zu realisierenden Ausführungsform des Mehrwegeschalters weist derselbe ein insbesondere an dem Betätigungselement angeordnetes, elektrisch leitfähiges, Kontaktelement auf, welches durch das Betätigungselement bei einer Kippbewegung desselben in der zweiten Ebene zu einem selektiven Schließen des wenigstens einen zweiten Schaltkontaktpaars in der zweiten Ebene verlagerbar ist, i.e auf einer kreisbogenförmigen Bahn, insbesondere ein elektrisch leitfähiges Schleifelement. Das wenigstens eine zweite Schaltkontaktpaar kann hierbei wenigstens einen Kontaktpunkt und/oder wenigstens eine Schleifbahn je als Schaltkontakt in Form eines Schleifkontakts aufweisen, welche für ein selektives Schließen des Schaltkontaktpaares durch das Kontaktelement, insbesondere einem Kontaktelement in Form eines Schleifelements, überstreichbar bzw. elektrisch verbindbar sind. Die Schaltkontakte können bevorzugt mittels einer metallisierten Oberfläche an der Leiterplatte gebildet sein, z.B. durch eine Kupferschicht.
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Das Kontaktelement kann hierbei vorteilhaft, z.B. durch federelastische Biegung, auch zur Erzeugung einer Rückstellkraft bei einer Kippbewegung des Betätigungselements in der ersten Ebene ausgebildet sein. Das Kontaktelement ist bevorzugt klammerförmig gebildet, so dass es sich beidseitig der Leiterplatte an den flächigen Oberflächen derselben abstützen kann. Ferner ist vorgesehen, das Kontaktelement kostengünstig als Stanzbiegebauteil zu bilden, insbesondere aus einem Federblech, während das damit verbundene Betätigungselement z.B. kostengünstig und robust aus Kunststoff gefertigt werden kann, z.B. durch Spritzgießen. Das Kontaktelement kann auf einfache Weise durch Verrastung am Betätigungselement befestigt sein.
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Vorgesehen ist bevorzugt, das wenigstens eine erste Schaltkontaktpaar mittels einer Schnappscheibe, auch unter dem Begriff „Knackfrosch“ bekannt, zu bilden, welche durch das Betätigungselement betätigbar, i.e. schließbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, in der ersten Ebene beidseitig an den flächigen Oberflächen der Leiterplatte je wenigstens eine Schnappscheibe anzuordnen, wobei das erste Schaltkontaktpaar jeder Schnappscheibe einzeln bzw. separat vom jeweils ersten Schaltkontaktpaar der weiteren Schnappscheibe durch das Betätigungselement in Abhängigkeit dessen Kippstellung in der ersten Ebene schließbar ist. Zur Betätigung einer, insbesondere je Schnappscheibe kann das Betätigungselement vorteilhaft ein Kontaktierelement aufweisen, welches die Schnappscheibe mechanisch betätigen kann, bevorzugt eine Nase oder einen Vorsprung, welcher integral gebildet sein kann.
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Vorteilhaft ist das Betätigungselement als Bügel gebildet, insbesondere mit einem U-förmigem Querschnitt. Ein solcher kann die Leiterplatte umgreifen und mit beiden flächigen Oberflächen der Leiterplatte für Schaltvorgänge zusammenwirken. Eine Lagerung des Bügels für eine Kippbeweglichkeit ist mittels der Schenkel desselben vorgesehen, insbesondere mittels der freien Bügelenden, bevorzugt durch Ausbildung je einer Öse, welche mit kugeligen Lageroberflächen am Trägerkörper zusammenwirken können. Allgemein ist für eine Lagerung des Betätigungselements ein Kugelgelenk geeignet.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Schenkel des Bügels benachbart zu den flächigen Oberflächen der Leiterplatte erstrecken. Insbesondere erstrecken sich die Bügelschenkel in der Ruhestellung des Mehrwegeschalters bevorzugt parallel zu den flächigen Leiterplattenoberflächen, während der Bügelsteg benachbart zu einer Stirnseite der Leiterplatte angeordnet sein kann, insbesondere einer dem Trägerkörper abgewandten Stirnseite. Durch den Bügel, welcher sich mit der Leiterplatte gemeinsam erstreckt, wird die Bauform des Mehrwegeschalters trotz einer Vielzahl ermöglichter Schaltpunkte sehr kompakt gehalten.
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Vorgesehen ist weiterhin, ein wie vorstehend beschriebenes Kontaktelement zwischen den Schenkeln der Bügel, insbesondere benachbart zu dem Bügelsteg anzuordnen, und/oder auch ein wie vorstehend beschriebenes Kontaktierelement an wenigstens einem Bügelschenkel, insbesondere dessen Innenseite anzuordnen.
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Vorgesehen ist, dass die Leiterplatte Anschlusskontakte aufweist, welche sich vom Trägerkörper weg erstrecken, insbesondere an einer dem Betätigungselement entgegen gesetzten Seite des Trägerkörpers von diesem weg erstrecken. Die Anschlusskontakte sind insbesondere zu den Schaltkontaktpaaren geführt, um die Detektion der Schaltpunkte zu ermöglichen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Mehrwegeschalter dazu ausgebildet, in Abhängigkeit der Kippstellung des Betätigungselements in der ersten und/oder zweiten Ebene je wenigstens ein haptisches Signal auszugeben. Hierzu kann die Leiterplatte einen Rastsitz für eine Rastnase ausbilden, welche im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements in der zweiten Ebene, insbesondere korrespondierend mit einem Schaltpunkt, in den Rastsitz gelangt. Die Rastnase kann am Betätigungselement oder bevorzugt am Kontaktelement gebildet sein. Bei einer Kippbewegung des Betätigungselements in der zweiten Ebene kann eine jeweilige Schnappscheibe das haptische Signal generieren.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform eines Mehrwegeschalters gemäß der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch den Mehrwegeschalter ohne Kontaktelement und deckelndes Gehäuseteil, sowie Ebenen, in welchen das Betätigungselement des Mehrwegeschalters kippbeweglich ist;
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2 exemplarisch Bauelemente des Mehrwegeschalters;
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3 exemplarisch eine Teilbaugruppe des Mehrwegeschalters mit einem Trägerkörper, federelastischen Elementen sowie einer Leiterplatte mit Schaltkontakten;
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4 exemplarisch eine Teilbaugruppe des Mehrwegeschalters gemäß 3, wobei an der Teilbaugruppe zusätzlich das Kontaktelement angeordnet ist;
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5 exemplarisch eine Detailansicht, welche das Zusammenwirken des Kontaktelements mit zweiten Schaltkontaktpaaren verdeutlicht;
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6 exemplarisch eine Detailansicht, welche die Anordnung des Kontaktelements am Betätigungselement zeigt;
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7 exemplarisch eine Teilschnittansicht des Mehrwegeschalters, wobei der Schnitt in der ersten Ebene durch das Betätigungselement, den Trägerkörper und ein deckelndes Gehäuseelement geführt ist;
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8 exemplarisch den geschnittenen Mehrwegschalter gemäß 7 in einer weiteren Ansicht;
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9 exemplarisch eine weitere Ansicht des Mehrwegeschalters, wobei das Gehäuseelement in einer Schnittansicht dargestellt ist; und
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10 exemplarisch eine Ansicht der Unterseite des Mehrwegeschalters.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt exemplarisch einen Mehrwegeschalter 1, wobei der Mehrwegeschalter 1 ohne Gehäuseoberteil veranschaulicht ist. Der Mehrwegeschalter 1 weist ein Betätigungselement 2 auf, welches sowohl zu einer rotatorischen Bewegung bzw. einer Kippbewegung in einer ersten Richtung A’ und einer hierzu entgegen gesetzten zweiten Richtung A’’ in einer ersten Ebene A als auch zu einer Kippbewegung in einer ersten Richtung B’ und einer dazu entgegen gesetzten zweiten Richtung B’’ in einer zweiten Ebene B kippbeweglich an einem Trägerkörper 3 gelagert ist. Das Betätigungselement 2 kann durch einen Nutzereingriff an der dazu vorgesehenen Handhabe 2a in eine gekippte Stellung in der ersten A oder der zweiten B Ebene verbracht werden.
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Der Mehrwegeschalter 1 weist weiterhin eine Leiterplatte 4 auf, welche sich flächig in einer Erstreckungsebene erstreckt, wobei die Erstreckungsebene bzw. die flächigen Oberflächen 4a, b der Leiterplatte 4 sich gemeinsam mit der zweiten Ebene bzw. parallel hierzu erstrecken. Die Leiterplatte 4 ist ebenfalls an dem Trägerkörper 3 aufgenommen bzw. gelagert, insbesondere dauerhaft und unbeweglich. Die Leiterplatte 4 ist derart ausgerichtet, dass das Betätigungselement parallel zur Leiterplatte 4 gekippt werden kann, i.e. in der zweiten Ebene B, als auch quer dazu, i.e. in der ersten Ebene A. Die erste A und die zweite Ebene B schließen hierbei im Wesentlichen einen Winkel von 90° ein.
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An der sich flächig erstreckenden Leiterplatte 4 sind Schaltkontakte 5 zur Bildung von ersten Schaltkontaktpaaren 6a und zweiten Schaltkontaktpaaren 6b des Mehrwegeschalters 1 angeordnet, welche im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 je selektiv schließbar sind. Bei einem Schließen sinkt der Widerstand über die mittels der Schaltkontakte 5 gebildeten Schaltstrecke ab, so dass ein Schaltpunkt über Anschlusskontakte 7 des Mehrwegeschalters 1, welche elektrisch mit den Schaltkontakten 5 verbunden sind, i.e. über Leiterbahnen der Leiterplatte 4, je erkannt werden kann. Die ersten Schaltkontaktpaare 6a können hierbei je selektiv mittels einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der ersten Ebene A, die zweiten Schaltkontaktpaare 6b selektiv mittels einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der zweiten Ebene B geschlossen werden.
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Zwei erste Schaltkontaktpaare 6a, welche je durch eine Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der ersten, sich quer zu den flächigen Oberflächen der Leiterplatte 4a, 4b erstreckenden Ebene A selektiv durchgeschaltet werden können, sind an der Leiterplatte 4 je mittels einer Schnappscheibe 8 an der Leiterplatte 4 gebildet, i.e. jede der zwei Schnappscheiben 8 bildet ein Schaltkontaktpaar 6a. Eine der jeweiligen Schnappscheiben 8 kann jeweils von dem Betätigungselement 2 kontaktiert werden, wenn das Betätigungselement 2 in der ersten Ebene A in der einen A’ bzw. der anderen A’’ Richtung aus der gezeigten Ruhestellung ausgelenkt wird, i.e. gekippt wird. Durch eine Kippbewegung in der ersten Ebene A können somit ausgehend von der gezeigten Ruhestellung zwei Schaltpunkte detektiert werden. Für ein Zusammenwirken mit den Schnappscheiben 8 weist das Betätigungselement 2 Kontaktierelemente auf, wie nachfolgend noch näher erläutert ist.
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An der sich flächig erstreckenden Leiterplatte 4 sind, wie vorstehend bereits angemerkt, ferner zweite Schaltkontaktpaare 6b angeordnet, welche durch eine Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der zweiten, sich parallel zu den flächigen Oberflächen der Leiterplatte 4 erstreckenden Ebene B selektiv schließbar sind. An der dargestellten Oberfläche 4a der Leiterplatte 4 sind zwei zweite Schaltkontaktpaare 6b hierbei für die Detektion der gezeigten Ruhestellung vorgesehen, je ein weiteres Schaltkontaktpaar 6b ist bei einem Verkippen des Betätigungselements 2 in der einen B’ oder der anderen B’’ Richtung in der zweiten Ebene B selektiv durchschaltbar bzw. schließbar, i.e. durch eine Kippbewegung in der zweiten Ebene B können ausgehend von der gezeigten Ruhestellung ebenfalls zwei Schaltpunkte zusätzlich zur Ruhestellung detektiert werden. Alternativ kann die Detektion der Ruhestellung entfallen, z.B. ohne Ruhestellungs-Schaltkontakte z.B. zwei Schaltstellungen detektiert werden. Angemerkt sei, dass, um z.B. eine redundant zuverlässige Schaltfunktionalität erzielen zu können, bei dem vorliegenden Mehrwegeschalter 1 alternativ beide flächigen Oberflächen 4a, 4b der Leiterplatte 4 je übereinstimmend zweite Schaltkontaktpaare 6b ausbilden können.
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Wie 1 zu entnehmen ist, sind die Schaltkontakte 5 jeweils flächig gebildet, wobei die zweiten Schaltkontaktpaare 6b je mittels eines Kontaktpunkts 9a und einer Schleifbahn 9b in Form je eines Schleifkontakts gebildet sind, welche im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 überstrichen werden können.
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Wie 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist der Mehrwegeschalter 1 dazu ausgebildet, im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der zweiten Ebene B das Betätigungselement 2 mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Hierzu sind am Betätigungselement 2 Arme 2b, 2c gebildet, welche sich im Wesentlichen in der ersten B’ und zweiten B’’ Richtung der zweiten Ebene B von dem Betätigungselement 2 wegerstrecken. Die Arme 2b, 2c wirken zur Erzeugung einer Rückstellkraft bei einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 gegen Schraubenfedern 10a, 10b, welche am Trägerkörper 3 je in einem Federlager 3d aufgenommen sind.
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Um die zweiten Schaltkontaktpaare 6b in Abhängigkeit der Kippstellung in der zweiten Ebene B selektiv schließen zu können, weist der Mehrwegeschalter 1 ein insbesondere an dem Betätigungselement 2 angeordnetes Kontaktelement 11 auf, welches z.B. in 2 und 9 dargestellt ist. Das als Schleifelement ausgebildete, elektrisch leitfähige Kontaktelement 11 ist aus Federblech gestanzt und klammerförmig gebildet bzw. gebogen. Im Zuge einer Kippbewegung wird das am Betätigungselement 2 angeordnete Kontaktelement 11 verlagert, i.e. auf einer kreisbogenförmigen Bahn, und kann in Abhängigkeit der Kippstellung des Betätigungselements 2 die Schaltkontakte 5 zweiter Schaltkontaktpaare 6b miteinander elektrisch leitfähig verbinden bzw. schließen. Das Kontaktelement 11 ist ferner dazu ausgebildet, bei Anordnung an der Leiterplatte 4 eine Rückstellkraft bei einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 in der ersten Ebene A auf dieses auszuüben, i.e. sowohl in der ersten A’ als auch der zweiten A’’ Richtung, wozu es sich an der Leiterplatte abstützt.
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2 veranschaulicht weiterhin ein Gehäuseoberteil 12 in Form eines Deckels bzw. einer Kappe, welches zur Verbindung mit dem Trägerkörper 3 vorgesehen ist, insbesondere durch Verrastung an demselben mittels korrespondierender Eingriffsmittel 12a, 3a. Daneben zeigt 2, dass das Betätigungselement 2 bügelförmig gebildet ist, wobei sich je ein Schenkel 2d, 2e von einem Bügelsteg 2f, an welchem die Handhabe 2a, angeordnet ist, wegerstreckt. An dem jeweils freien Ende eines Bügelschenkels 2d, 2e ist eine Lageröse 2h zur kippbeweglichen Halterung des Betätigungselements 2 an dem Trägerkörper 3 gebildet. 2 veranschaulicht darüber hinaus je halbkugelig gebildete Lagerelemente 3c am Trägerkörper 3, welche zur kippbeweglichen Lagerung des Betätigungselements 2 mit je einer Lageröse 2h zusammenwirken. Die Lagerösen 2h sind an den Halbkugeln 3c verschnappt bzw. verrastet. Die Lagerelemente 3c sind am Trägerkörper 3 derart angeordnet, dass sich die Leiterplatte 4 raumsparend dazwischen hindurch erstrecken kann, i.e. mit Abstand zueinander.
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3 zeigt eine Ansicht, welcher insbesondere entnehmbar ist, dass die Leiterplatte 4 zur Bildung des Mehrwegeschalters 1 steckbar an dem Trägerkörper 3 verrastet ist. Hierzu erstrecken sich Rastvorsprünge 3b vom Trägerkörper 3 weg, welche bei einem Einbringen der Leiterplatte 4 in eine Öffnung im Trägerkörper 3 in Rastsitzöffnungen 4c der Leiterplatte 4 eingreifen. Hierbei weist die Leiterplatte 4 Schultern 4d, 4e auf, s. 2, welche eine Anlage in der vorgesehenen Halteposition am Trägerkörper 3 ermöglichen.
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4 veranschaulicht die Anordnung des Kontaktelements 11 an der Leiterplatte 4. Wie 4 zu entnehmen ist, ist das Kontaktelement 11 an der dem Trägerkörper 3 abgewandten Seite der Leiterplatte 4 stirnseitig diese umgreifend bzw. klammernd angeordnet. Das einteilig gebildete Kontaktelement 11 ist hierbei in einer mit der Ruheposition des Mehrwegeschalters 1 korrespondierenden Position gezeigt. Hierin sind zwei zweite Kontaktpaare 6b an der Leiterplattenoberfläche 4a mittels des Kontaktelements 11 je geschlossen, i.e. je über Schleifarme 11a des Kontaktelements 11. Die Schleifarme 11a wirken im Rahmen der vorliegenden Erfindung zusätzlich als Federarme zur Erzeugung einer Rückstellkraft für eine Rückstellung des Betätigungselements 2. Dies ist nachfolgend noch näher erläutert.
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5 veranschaulicht eine Rastnase 11b des Kontaktelements 11, welche unter Vorspannung gegen einen stirnseitigen Rand 4f der Leiterplatte 4 gedrängt ist, vorliegend mittels eines vorgespannten Arms des Kontaktelements 11. Der stirnseitige Rand 4f weist hierbei korrespondierend mit einem Schaltpunkt einen Rastsitz 4e in Form einer Kerbe auf, in welchen die Rastnase 11b eintauchen kann, i.e. ein haptisches Signal ausgeben kann. Rastnasen 11b sowie Rastsitze 4e sind hierbei jeweils für einen Schaltpunkt in der ersten B’ und der zweiten B’’ Richtung in der zweiten Ebene B gebildet.
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6 zeigt eine Verrastöffnung im Schenkel 2d des Betätigungselements 2, welche zur Verrastung mit einem Mitnehmerelement 11c des Kontaktelements 11, i.e. zur Befestigung des Kontaktelements 11 am Betätigungselement 2 vorgesehen ist. Zur Befestigung ist je ein Mitnehmerelement 11c mit je einem Schenkel 2d bzw. 2e verrastet, s.a. 8.
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7 zeigt eine Ansicht, welche jeweilige Kontaktierelemente 2g des Betätigungselements 2 veranschaulicht, welche als Nase bzw. Vorsprung an den jeweiligen, einander gegenüberliegenden Innenseiten der Schenkel 2d bzw. 2e gebildet sind. Die zwei Kontaktierelemente 2g sind jeweils zur Betätigung einer Schnappscheibe 8 vorgesehen, i.e. zur Betätigung derselben im Zuge einer Kippbewegung des Betätigungselements in der ersten Ebene A. 7 kann auch entnommen werden, dass das als Bügel gebildete Betätigungselement 2 insbesondere einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich die Schenkel 2d, 2e des Bügels benachbart zu den flächigen Oberflächen 4a, 4b erstrecken und wobei der Bügelsteg benachbart zu der Stirnseite 4f der Leiterplatte 4 angeordnet ist.
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7 und 8 zeigen weiterhin, dass das Kontaktelement 11 mit einem Mittenabschnitt 11d in der Ruhestellung sowohl an dem Betätigungselement 2, i.e. dessen Schenkeln 2d, 2e, als auch mit den Schleifarmen 11a an der Leiterplatte 4, i.e. an deren Oberflächen 4a, 4b anliegt. Hierbei ist der Mittenabschnitt 11d, gegen welchen die Schenkel 2d, 2e wirken können, bei einer Kippbewegung des Betätigungselements 2 aufgrund einer Biegung der Federarme 11a relativ zur Leiterplatte 4 verlagerbar. Im Zuge einer Verlagerung kann somit eine Rückstellkraft infolge der Biegung bzw. federelastischen Verformung der Federarme 11a auf das Betätigungselement 2 ausgeübt werden.
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8 und 9 kann insbesondere entnommen werden, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein äußerst kompakt bauender Mehrwegeschalter 1 realisierbar ist. Zur Steckverbindung kann unmittelbar die Leiterplatte 4 genutzt werden, deren Anschlusskontakte 7 außerhalb des Trägerkörpers 3 bzw. des damit gebildeten Gehäuses freiliegen.
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Abschließend sei noch erwähnt, dass, wie insbesondere den Figuren entnehmbar ist, der Mehrwegeschalter 1 auf vorteilhaft äußerst einfache Weise durch Verrastung der Leiterplatte 4 und des Betätigungselements 2 am Trägerkörper 3, des Kontaktelements 11 am Betätigungselement 2, und des Gehäuseoberteils 12 am Trägerkörper 3 herstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mehrwegeschalter
- 2
- Betätigungselement
- 2a
- Handhabe 2
- 2b, c
- Arme 2
- 2d, e
- Schenkel 2
- 2f
- Steg 2
- 2h
- Lageröse 2
- 3
- Trägerkörper
- 3a
- Eingriffselement 3
- 3b
- Rastvorsprung 3
- 3c
- Lagerelement 3
- 3d
- Federlager
- 4
- Leiterplatte
- 4a, b
- flächige Oberflächen 4
- 4c
- Rastsitzöffnung 4
- 4d, e
- Schultern 4
- 4f
- Stirnseite 4
- 4e
- Rastsitz 4
- 5
- Schaltkontakt
- 6a
- erstes Schaltkontaktpaar
- 6b
- zweites Schaltkontaktpaar
- 7
- Anschlusskontakte 4
- 8
- Schnappscheibe
- 9a
- Kontaktpunkt
- 9b
- Schleifbahn
- 10a, b
- Schraubenfedern
- 11
- Kontaktelement
- 11a
- Schleifarme 11
- 11b
- Rastnase 11
- 11c
- Mitnehmerelement 11
- 11d
- Mittenabschnitt 11
- 12
- Gehäusedeckel
- 12a
- Eingriffsmittel 12
- A
- erste Ebene
- B
- zweite Ebene
- A’, A’’
- Richtungen in A
- B’, B
- Richtungen in B
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008034602 B3 [0003]
- DE 20112469 U1 [0003]
- DE 3930754 C1 [0003]
- DE 10025058 B4 [0003]
