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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mikroschalter mit Mehrfachpositionserkennung für ein Schließsystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters mit Mehrfachpositionserkennung gemäß den Hauptansprüchen.
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In einem Schließsystem von Kraftfahrzeugen, wie z. B. Türschlösser, besteht ein Schloss im Wesentlichen aus zwei Baugruppen. Den mechanischen Teil des Schlosses, welcher für die eigentliche Verriegelung der Tür oder der Haube verantwortlich ist und der Aktorik-Baugruppe (oft auch als Aktuatorik-Baugruppe bezeichnet) die aus Elektromotor und Getriebemechanik (Kunststoffgetriebe) besteht. Die Motoren werden von einem Steuergerät angesteuert und bringen das Schloss über die Aktorik in definierte Positionen. Der Aufbau eines solches Schlosses wird in der
US 5746076 A und in der
WO 2006/060972A1 näher beschrieben. Demnach enthalten Kraftfahrzeug-Türschlösser bewegliche Komponenten, beispielsweise Warnhebel, Betätigungshebel, mechanische Verriegelung und dergleichen, die mit elektrischen Vorrichtungen zu deren Bewegung versehen sind. Die
WO 2006/060972A1 sieht weiterhin vor, dass die räumliche Stellung einer bezüglich der Baugruppe beweglichen Komponente vorgesehenen Schleifkontaktes ermittelbar ist, wobei hierzu wenigstens ein mit dem Schleifkontakt korrespondierendes, an der Baugruppe statisch angeordnetes Kontaktfeld vorgesehen ist, wobei das Kontaktfeld mit einer Signalleitung zur elektrischen Abfrage der räumlichen Stellung der Komponenten verbunden und so ausgestaltet ist, dass die Signalleitung und das Kontaktfeld durch eine Leiterbahnfolie ausgebildet sind. Dieser Aufbau, zur Bestimmung der räumlichen Komponente, ist demnach ähnlich dem Aufbau eines Potenziometers oder offenen Schleifkontaktschalters.
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Weiterhin kann die Lage der zu erfassenden beweglichen Teile anstelle der offenen Schleifkontakte (wie vorstehend in der
WO 2006/060972A1 beschrieben) auch mittels einer eingebauten Mikroschalteranordnung ermittelt werden. Bei der Mikroschalteranordnung werden die Aktorelemente durch die entsprechenden Mikroschalter in ihren Positionen überwacht. Je nach Funktionsumfang eines Schlosses werden zwischen ein und fünf Schalter zur Positionsabfrage benötigt. Diese sind im Stand der Technik auf einem sogenannten Elektrokomponententräger (EKT) positioniert und mittels Stanzgitter in der Elektrokomponententräger-Baugruppe zu einem Steckerausgang gebündelt.
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Im Stand der Technik werden die räumlichen Stellungen bzw. die entsprechende Aktorikposition mit einer Potenziometer-Anordnung oder einer Mikroschalteranordnung erfasst.
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Bei den Potenziometer-Anordnungen werden offene Schleifkontakte verwendet. Die Mikroschalter-Anordnung setzt zur Bestimmung der jeweiligen Position einen zusätzlichen Mikroschalter voraus, z. B. werden für drei zu ermittelnde Positionen zwei Mikroschalter benötigt, bei vier Positionen entsprechend drei Mikroschalter usw.. Zusätzliche Mikroschalter verursachen zusätzliche Kosten und erfordern, innerhalb einer Anordnung zur Bestimmung der räumlichen Position (z. B. Türschlösser), mehr Platz.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Mikroschalter mit Mehrfachpositionserkennung für ein Schließsystem für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters mit Mehrfachpositionserkennung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Komponenten sind in der Kraftfahrzeugtechnik ebenfalls eine ständige Forderung bei gleichzeitig steigendem Kostendruck. Gleichzeitig ist der Bauraum für Schließsysteme bei Fahrzeugen sehr begrenzt. Die Forderungen nach Langlebigkeit und Zuverlässigkeit können gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit einem abgedichteten System erreicht werden, insbesondere mit einem abgedichteten System mit einem Schutz gegen Eindringen von Staub und einem Schutz gegen Wassereindringung bei zeitweisem Untertauchen. Dem Kostendruck kann bei der Herstellung eines Systems am besten mit wenig zu handhabenden Bauteilen und einer einfachen Herstellung begegnet werden. Dies kann vorteilhaft durch den Einsatz eines Elektrokomponententrägers erreicht werden.
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Vorteilhafterweise kann gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Mikroschalter mit Mehrfachpositionserkennung als Schleifkontakt auf einem Elektrokomponententräger (EKT) angeordnet werden, wobei ein statisches Kontaktfeld, ein auf das statische Kontaktfeld wirkender Schleifkontakt, beziehungsweise Schleifkontaktfinger und der Betätiger des Schleifkontakts als Einheit einen, in bevorzugter Weise abgedichteten, Mikroschalter für ein Schließsystem bilden können.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Mikroschalter mit Mehrfachpositionserkennung für ein Fahrzeugschließsystem, bei dem die räumliche Position eines beweglichen Betätigers ermittelbar ist, wobei der Betätiger ausgebildet ist, um einen Schleifkontaktfinger über ein statisches Kontaktfeld zu bewegen, wobei das statische Kontaktfeld als eine Mehrzahl von elektrisch voneinander isolierten Leitersträngen ausgebildet ist, wobei der Mikroschalter ausgebildet ist, eine Mehrzahl an zu einer ersten vorbekannten Position unterschiedlichen weiteren vorbekannten Positionen des Betätigers durch eine elektrische Kontaktierung des Schleifkontaktfingers mit zweien der Leiterstränge des statischen Kontaktfelds zu erkennen. Dabei kann die erste vorbekannte Position zu einer Ausgangsposition des Betätigers, mit anderen Worten zu einer Ausgangsstellung des Betätigers, ausgehend von welcher eine Bewegung des Betätigers bei Betätigung desselbigen startet, korrespondieren. Die weiteren vorbekannten Positionen bilden der ersten vorbekannten Position nachfolgende, von dem Betätiger entlang seines Bewegungsweges nacheinander einnehmbare bzw. erreichbare als auch überfahrbare Positionen aus. Mit überfahrbar ist hierbei eine über die überfahrbare Position hinweg geführte Bewegung des Betätigers zu verstehen.
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Ein Fahrzeugschließsystem kann ein mechatronisches Schließsystem sein. Das Schließsystem kann beispielsweise für Türschlösser eingesetzt werden. Ein Schloss eines Schließsystems kann aus einem mechanischen Teil und einer Aktorik-Baugruppe bestehen. Der mechanische Teil des Schlosses kann eine Tür verriegeln und die Aktorik-Baugruppe, welche aus Elektromotor und Getriebemechanik bestehen kann, kann das Schloss in eine definierte Position bringen. Ein Schließsystem kann weiterhin ein Zylinderschloss aufweisen oder eine Verbindung zu einem schlüssellosen Öffnungssystem. Teilkomponenten oder das komplette mechatronische Schließsystem können in einem Elektrokomponententräger integriert sein, wobei dies eine Abdichtung erleichtern kann. Das Schließsystem kann verschiedene Stati aufweisen für ent-/verriegelt und/oder diebstahlgesichert und/oder kindergesichert. Das Fahrzeugschließsystem kann für ein Fahrzeug vorgesehen sein, bei dem es sich um ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen handeln kann. Unter einem Mikroschalter kann ein elektrischer Schalter verstanden werden, dessen Kontakte im geöffneten Zustand beispielsweise weniger als 3 mm Abstand voneinander haben. Hier kann unter einem Mikroschalter auch ein Miniatur- oder Subminiaturschalter verstanden werden. Unter einem Betätiger kann ein mechanisches Bauteil verstanden werden, welches an einer Seite mechanisch betätigt oder bewegt werden kann. Der Betätiger kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung linear bewegt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann der Betätiger auf einer Kreisbahn oder einer anderen von einer Geraden abweichenden Bahn bewegt werden. Der Betätiger kann an einer Seite mit einem Schleifkontaktfinger verbunden sein. Ein Schleifkontaktfinger kann auch als Schleifkontaktbrücke verstanden werden. Ein Schleifkontaktfinger kann über Kontaktflächen in einem Kontaktfeld bewegt werden und einen elektrischen Kontakt zwischen (zwei) definierten Kontaktstellen herstellen. Hierdurch wirkt der Schleifkontaktfinger als Brücke beziehungsweise als Schalter in einem Stromkreis. Ein Schleifkontaktfinger kann eine Lücke in einem Stromkreis überbrücken beziehungsweise schließen. Ein Kontaktfeld kann als Leiterbahnen auf einem Schaltungsträger ausgeführt sein. Die Leiterbahnen und/oder Kontaktflächen eines Kontaktfeldes können auch auf einer Folie aufgedruckt sein. Ein Kontaktfeld kann Leiterstränge oder zumindest Teile von Leitersträngen als Kontaktflächen aufweisen. Die Leiterstränge oder Kontaktflächen eines Kontaktfeldes können über Leitungen nach außen geführt sein und an einem Stecker anliegen.
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Ein mechatronisches Schließsystem kann eine Elektronik-Baugruppe oder Steuervorrichtung aufweisen. Eine Steuervorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das Sensorsignale oder Datensignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder andere Datensignale ausgibt. Die Steuervorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Steuervorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das statische Kontaktfeld des Mikroschalters gegenüber einer Außenumgebung des Mikroschalters abgedichtet, insbesondere staubdicht abgedichtet sein. Somit kann die Lebensdauer des Mikroschalters erhöht werden, da keine Fremdpartikel den Kontakt zwischen dem Schleifkontaktfinger und dem Kontaktfeld unterbrechen können.
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Ferner kann das statische Kontaktfeld des Mikroschalters gegenüber einer Außenumgebung des Mikroschalters fluiddicht abgedichtet sein, zumindest mit Schutz gegen Wassereindringung bei zeitweisem Untertauchen. Dies ist von Vorteil, da beispielsweise Wasser im Inneren des Mikroschalters die Korrosion beschleunigen würde und durch die fluiddichte Gestaltung kein Wasser von außen eindringen kann.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Mikroschalter je Leiterstrang des Kontaktfeldes einen von außerhalb des Mikroschalters kontaktierbaren Stift aufweisen. Somit kann über eine entsprechende Schaltung und Auswertung festgestellt werden, welches Kontaktfeld über den Schleifkontaktfinger eine geschlossene Verbindung aufweist.
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Günstig ist es auch, wenn in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen räumlichen Positionen des Betätigers paarweise unterschiedliche Stifte elektrisch miteinander verbunden sind. Eine definierte Position des Betätigers kann beispielsweise je einem kontaktierbaren Stift eines Leiterstranges des Kontaktfeldes zugeordnet werden. Durch eine entsprechende Beschaltung kann über eine technisch sehr einfache Bestromung eines Stiftes somit im Rückschluss auf die Position des Betätigers geschlossen werden.
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Auch ist es günstig, wenn der Mikroschalter derart ausgebildet ist, dass der Schleifkontaktfinger zwischen zwei vorabdefinierten Positionen keinen oder ausschließlich einen Leiterstrang im statischen Kontaktfeld elektrisch leitend kontaktiert. Der Schleifkontaktfinger stellt damit keinen elektrischen Kontakt zwischen zwei Leitsträngen im statischen Kontaktfeld her (ist also nicht brückend ausgebildet). Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Auswerteschaltung nicht zwei unterschiedliche Positionen gleichzeitig erfasst. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass kein Kurzschluss in dem System auftreten kann.
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Ferner kann auch der Mikroschalter an einem Elektrokomponententräger angeordnet sein. Beispielsweise kann der Mikroschalter in dem Elektrokomponententräger eingebettet sein. Unter einem Elektrokomponententräger (EKT) kann eine Aufnahme für die Stromzuführung der verschiedenen Schlossfunktionen sowie ein Träger für Schalter und Sensoren, Elektromotoren sowie Teile der Schlossmechanik und Stecker verstanden werden. Damit kann ein Elektrokomponententräger wesentliche Schlossfunktionen vereinen. Dies bietet den Vorteil, dass ein kompaktes Bauteil und somit stabiles Bauteil für die spätere Montage zur Verfügung steht. Eine reduzierte Bauteilanzahl kann kostengünstiger gehandhabt werden. Auch können durch eine günstige Leitungsführung im Elektrokomponententräger Bauraumvorteile zum Tragen kommen. Diese Ausführungsform kann auch von Vorteil für ein abgedichtetes System sein.
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Entsprechend einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Betätiger linear beweglich ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters mit Mehrfachpositionserkennung, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bereitstellens eines Betätigers mit einem Schleifkontaktfinger und einem statischen Kontaktfeld, wobei das statische Kontaktfeld als eine Mehrzahl von elektrisch voneinander isolierten Leitersträngen ausgebildet ist, und einen Schritt des Zusammenfügens des Betätigers und des Kontaktfeldes, um den Mikroschalter herzustellen, wobei bei dem Mikroschalter die räumliche Position eines beweglichen Betätigers ermittelbar ist, und der Betätiger ausgebildet ist, um den Schleifkontaktfinger über das statische Kontaktfeld zu bewegen, wobei der Mikroschalter ausgebildet wird, um eine Mehrzahl an zu einer ersten vorbekannten Position unterschiedlichen weiteren vorbekannten Positionen des Betätigers durch eine elektrische Kontaktierung des Schleifkontaktfingers mit zweien der Leiterstränge des statischen Kontaktfelds zu erkennen. Vorzugsweise weist das Verfahren ferner einen Schritt des Abdichtens des statischen Kontaktfelds des Mikroschalters gegenüber einer Außenumgebung des Mikroschalters auf.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Mikroschalter mit Mehrfachpositionsbestimmung;
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2 einen Mikroschalter mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 einen Mikroschalter mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 ein Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt einen Mikroschalter 100 mit Mehrfachpositionsbestimmung, wobei der Mikroschalter 100 einen Betätiger 110 und einen mit dem Betätiger 110 verbundenen Schleifkontaktfinger 120 aufweist. In 1 ist der Schleifkontaktfinger 120 nicht mit dem Betätiger 110 verbunden dargestellt, sondern in einer ersten Position 120b und einer zweiten Position 120c über einem Kontaktfeld 130. Das Kontaktfeld 130 wird bei diesem Ausführungsbeispiel aus parallel zueinander, unterschiedlich langen Leitungssträngen 140a, 140b, 140c gebildet. In 1 verlaufen die Leitungsstränge 140a, 140b, 140c von oben nach unten und der Schleifkontaktfinger 120 senkrecht hierzu. Der Mikroschalter 100 ist in einem Gehäuse 150 angeordnet. Eine Aktorik 160 wirkt auf den Betätiger 110. Die Bewegungsrichtung der Aktorik 160 und des Betätigers 110 ist linear, senkrecht zum Schleifenkontaktfinger 120 beziehungsweise in Richtung der parallelen Leiterstränge 140a, 140b, 140c, d. h., in 1 verläuft die Bewegungsrichtung des Betätigers 110 von oben nach unten. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Mikroschalters 100 mit Mehrfachpositionsbestimmung handelt es sich um einen gekapselten Schleifkontaktschalter, der auf einem, hier nicht gezeigten, Elektrokomponententräger (EKT) angeordnet ist. Dabei kann eine Dichtung an einem Durchgang des Betätigers 110 durch das Gehäuse 150 vorgesehen sein, um den Mikroschalter 100 gegenüber einer Außenumgebung abzudichten.
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In 1 wird somit der Aufbau eines Schleifkontaktschalters 100 näher dargestellt. Aufgrund der Qualitätsanforderungen für bestimmte Regionen sollten Schleifkontaktschalter für automobile Schließsysteme gegen Feuchtigkeit bzw. Staub abgedichtet sein.
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2 zeigt einen Mikroschalter 100 mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Mikroschalter 100 weist einen Betätiger 110 und einen mit dem Betätiger 110 verbundenen Schleifkontaktfinger 120 auf. In 2 ist der Schleifkontaktfinger 120 ebenfalls nicht mit dem Betätiger 110 verbunden dargestellt. Der Betätiger 110 ist linear beweglich angeordnet. In 2 ist die Bewegungsrichtung des Betätigers 110 senkrecht. Der Schleifkontaktfinger 120 bewegt sich zusammen mit dem Betätiger 110 über ein Kontaktfeld 130.
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Das Kontaktfeld 130 setzt sich aus Leitungssträngen 140a, 140b, 140c, 240d, 240e zusammen.
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Die Leitungsstränge 140a, 140b, 140c, 240d, 240e sind parallel angeordnet und verlaufen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigers 110 und des Schleifenkontaktfingers 120. Die parallel angeordneten Leitungsstränge 140a, 140b, 140c, 240d, 240e weisen eine unterschiedliche Länge auf. Der erste Leitungsstrang 140a verläuft auf der rechten Seite des Kontaktfeldes 130 und weist die längste Länge eines Leitungsstrangs auf. Der erste Leitungsstrang 140a weist auf seiner gesamten Länge eine Kontaktfläche für einen Kontakt mit dem Schleifenkontaktfinger 120 auf. Der links direkt neben dem ersten Leitungsstrang 140a angeordnete zweite Leitungsstrang 140b ist etwas kürzer als der erste Leitungsstrang 140a. Der zweite Leitungsstrang 140b weist nur an seiner dem Betätiger 110 zugewandten Seite, in 2 dem oben dargestellten Ende, eine Kontaktfläche auf. Der links direkt neben dem zweiten Leitungsstrang 140b angeordnete dritte Leitungsstrang 140c ist etwas kürzer als der zweite Leitungsstrang 140b. Der dritte Leitungsstrang 140c weist analog zum zweiten Leitungsstrang 140b nur an seiner dem Betätiger 110 zugewandten Seite, in 2 dem oben dargestellten Ende, eine Kontaktfläche auf. Der links direkt neben dem dritten Leitungsstrang 140c angeordnete vierte Leitungsstrang 240d ist etwas kürzer als der dritte Leitungsstrang 140c. Der vierte Leitungsstrang 240d weist analog zum dritten Leitungsstrang 140c nur an seiner dem Betätiger 110 zugewandten Seite, in der 2 dem oben dargestellten Ende, eine Kontaktfläche auf. Der links direkt neben dem vierten Leitungsstrang 240d angeordnete fünfte Leitungsstrang 240e ist etwas kürzer als der vierte Leitungsstrang 240d. Der fünfte Leitungsstrang 240e weist analog zum vierten Leitungsstrang 240d nur an seiner dem Betätiger 110 zugewandten Seite, in 2 dem oben dargestellten Ende, eine Kontaktfläche auf.
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Das Kontaktfeld 130 und der Betätiger 110 mit dem Schleifenkontaktfinger 120 sind in einem Gehäuse 150 angeordnet. Der Betätiger 110 ragt aus dem Gehäuse etwas hervor und kann von einem Aktor 160 bewegt werden. In 2 nicht dargestellt ist die Anordnung des Mikroschalters 100 auf einem Elektrokomponententräger (EKT). Ferner kann wiederum eine Dichtung an einem Durchgang des Betätigers 110 durch das Gehäuse 150 vorgesehen sein, um den Mikroschalter 100 gegenüber einer Außenumgebung abzudichten. Diese Dichtung kann beispielsweise ein Gummiring oder ein anderes Dichtelement sein, die für eine geforderte Dichtheit, beispielsweise gegenüber Fluiden oder Staub eine ausreichende Dichtwirkung und Langlebigkeit aufweist.
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Durch eine Betätigung des Betätigers 110 lässt sich der Schleifkontaktfinger 120 über das Kontaktfeld 130 in verschiedene Positionen 140a, 140b, 140c, 240d, 240b bewegen. In der ersten Position 220a besteht eine Verbindung zwischen dem Schleifenkontaktfinger 120 und dem ersten Leitungsstrang 140a. In der zweiten Position 120b besteht eine Verbindung zwischen dem Schleifenkontaktfinger 120 und dem ersten Leitungsstrang 140a und dem zweiten Leitungsstrang 140b. Somit ist eine Verbindung zwischen dem ersten Leitungsstrang 140a und dem zweiten Leitungsstrang 140b hergestellt. In der Position 120c besteht eine Verbindung zwischen dem Schleifenkontaktfinger 120 und dem ersten Leitungsstrang 140a und dem dritten Leitungsstrang 140c. Somit ist eine Verbindung zwischen dem ersten Leitungsstrang 140a und dem dritten Leitungsstrang 140c hergestellt. In der Position 220d besteht eine Verbindung zwischen dem Schleifenkontaktfinger 120 und dem ersten Leitungsstrang 140a und dem vierten Leitungsstrang 220d. Somit ist eine Verbindung zwischen dem ersten Leitungsstrang 140a und dem vierten Leitungsstrang 240d hergestellt. In der fünften Position 220e besteht eine Verbindung zwischen dem Schleifenkontaktfinger 120 und dem ersten Leitungsstrang 140a und dem fünften Leitungsstrang 240e. Somit ist eine Verbindung zwischen dem ersten Leitungsstrang 140a und dem fünften Leitungsstrang 240e hergestellt.
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Der hier vorgestellte Ansatz gemäß den vorgestellten Ausführungsbeispielen ermöglicht es, Lösungen zu finden, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik vermeiden und die Anzahl der benötigten Mikroschalter reduzieren. Dabei wird ein Ansatz vorgestellt, bei dem beispielsweise mit einem Mikroschalter 100 auf einem Elektrokomponententräger mehrere Schaltzustände der Aktuatorik 160 abgefragt werden können. Für die dabei verwendeten Mikroschalter 100 können beispielsweise neben den klassischen Schnappschaltern auch verstärkt sogenannte gekapselte Schleifkontaktschalter eingesetzt werden.
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Der Schleifkontaktschalter 100 wird durch eine Mechanik (Aktorik, auch als Aktuatorik bezeichnet) 160 betätigt, indem sein Betätiger 110 in einem definierten Weg verändert wird. Dabei kann der einzelne Schleifkontaktschalter 120 von seiner ersten Position 220a (Normaly Open – NO) zu einer zweiten Position 120b (Normaly Closed – NC) geführt werden. Für eine weitere zu ermittelnde räumliche Position drei 120c, wird ein weiterer Leitungsstrang 140c benötigt usw.
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2 zeigt somit ein besonders günstiges Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es wird ein Mikroschalter 100 als Schleifkontaktschalter dargestellt, der eine oder mehrere Positionen 220a, 120b, 120c, 220d, 220e ermitteln kann. Der Schalter 100 wird durch eine Mechanik (Aktorik) 160 betätigt, dabei wird der Betätiger 110 um einen definierten Weg bewegt. Durch das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der dargestellte Schleifkontaktschalter 120 durch mehrere Schaltkontakte 130 bzw. Signalausgänge verschiedene Positionen 220a, 120b, 120c, 220d, 220e der Schlossaktorik auswerten. Bei einem verlängerten Betätigungsweg sind beliebig viele Schaltausgänge in einem Schleifkontaktschalter integrierbar. Bei optimaler Gestaltung der Aktorik im Schloss sind alle in 2 dargestellten Schaltzustände (hier: 5 Schaltzustände) über einen Schleifkontaktschalter in ihrer Position 220a, 120b, 120c, 220d, 220e detektierbar. Dieser Schalter 100 könnte z. B. in Türschlössern von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Der Mikroschalter 100 ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Anzahl von Mikroschaltern und eine Reduzierung der Kosten des Schlosses. Zudem wird der Bauraum und das Gewicht reduziert.
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3 zeigt einen Mikroschalter 100 mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Mikroschalter 100 weist einen Betätiger 110 und einen mit dem Betätiger 110 verbundenen Schleifkontaktfinger 120 auf, wobei in 3 der Schleifkontaktfinger 120 aus Gründen der besseren Erkennbarkeit der unterschiedlichen Positionen des Schleifkontaktfingers 120 nicht mit dem Betätiger 110 verbunden dargestellt ist. Der Betätiger 110 ist linear beweglich angeordnet. In 3 verläuft die Bewegungsrichtung bei einer Betätigung des Betätigers 110 senkrecht nach unten. Der Schleifkontaktfinger 120 bewegt sich zusammen mit dem Betätiger 110 über ein Kontaktfeld 130. Das Kontaktfeld 130 setzt sich aus Leitungssträngen 140a, 140b, 140c, 240d, 240e, 340f zusammen.
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Das Kontaktfeld 130 in 3 unterscheidet sich von dem Kontaktfeld 130 aus 2 insofern, dass die Kontaktflächen der zweiten bis fünften Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f untereinander angeordnet sind, entlang einer Linie parallel zur Kontaktfläche des ersten Leitungsstrangs 140a. Von den Kontaktflächen der Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f verlaufen Leitungen zu einem Stecker 370 an der Außenseite des Gehäuses 150, wobei die Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f jeweils in einem Stift in dem Stecker 370 enden. Von der Kontaktfläche des Leitungsstrangs 140a verläuft eine Leitung zu einem Stecker 372 an der Außenseite des Gehäuses 150. In einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die beiden Stecker 370, 372 zu einem Stecker zusammengefasst sein. Die Kontaktflächen der Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f sind beabstandet zueinander angeordnet. Bei einem Darüberschleifen des Schleifenkontaktfingers 120 wird bei den vorab definierten Positionen eine Verbindung zwischen je einem der Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f und dem Leitungsstrang 140a hergestellt. Durch die beabstandete Anordnung der Leitungsstränge 140b, 140c, 240d, 240e, 340f kann sichergestellt werden, dass es nicht zu einer Überkopplung oder einem Kurzschluss bei einem Überfahren des Schleifkontaktfingers 120 über die Kontaktflächen kommt.
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4 zeigt ein Verfahren 400 zur Herstellung eines Mikroschalters mit Mehrfachpositionsbestimmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 410 des Bereitstellens eines Betätigers mit einem Schleifkontaktfinger und einem statischen Kontaktfeld, wobei das statische Kontaktfeld als eine Mehrzahl von elektrisch voneinander isolierten Leitersträngen ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Zusammenfügens des Betätigers und des Kontaktfeldes, um den Mikroschalter herzustellen, bei dem die räumliche Position eines beweglichen Betätigers ermittelbar ist, wobei der Betätiger ausgebildet ist, um den Schleifkontaktfinger über das statische Kontaktfeld zu bewegen, wobei der Mikroschalter ausgebildet ist, um eine Mehrzahl an vorbekannten Positionen des Betätigers durch eine elektrische Kontaktierung des Schleifkontaktfingers mit einem der Leiterstränge des statischen Kontaktfelds zu erkennen, und wobei das statische Kontaktfeld des Mikroschalters gegenüber einer Außenumgebung des Mikroschalters abgedichtet ist.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Mikroschalter mit Mehrfachpositionserkennung
- 110
- Betätiger
- 120
- Schleifkontaktfinger
- 120b
- erste Position des Schleifkontaktfingers 120
- 120c
- zweite Position des Schleifkontaktfingers 120
- 130
- Kontaktfeld
- 140
- Leiterstrang
- 140a
- erster Leiterstrang (COM)
- 140b
- zweiter Leiterstrang (Öffner, NC – normally closed)
- 140c
- weiterer Leiterstrang (Öffner, NC – normally closed)
- 150
- Gehäuse
- 160
- Aktorik
- 220a
- Position 0 des Schleifkontaktfingers 120
- 220d
- weitere Position des Schleifkontaktfingers 120
- 220e
- weitere Position des Schleifkontaktfingers 120
- 240d
- weiterer Leiterstrang (Öffner, NC – normally closed)
- 240e
- weiterer Leiterstrang (Öffner, NC – normally closed)
- 340f
- weiterer Leiterstrang (Öffner, NC – normally closed)
- 370
- Stecker
- 372
- Stecker
- 400
- Verfahren zur Herstellung eines Mikroschalters
- 410
- Schritt des Bereitstellens
- 420
- Schritt des Zusammenfügens
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5746076 A [0002]
- WO 2006/060972 A1 [0002, 0002, 0003]
