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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wippschalter mit einem ersten Schaltkontakt, einem zweiten Schaltkontakt und einem Betätigungselement, das einen Befestigungssockel und eine Handhabe aufweist, die mit dem Befestigungssockel mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden ist. Die Betätigungskraft kann eine Druckkraft, eine Zugkraft und/oder ein Drehmoment umfassen. Der Befestigungssockel kann beispielsweise ein Abschnitt einer Platine für eine elektrische Schaltung sein oder ein Abschnitt einer Montageplatte für ein oder mehrere weitere Bauteile sein.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Personenkraftwagen, ein Bus, ein Lastkraftwagen, eine Baumaschine, ein Schienenfahrzeug, ein Lift, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
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Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Betätigungsverfahren für einen Wippschalter mit einem ersten Schaltkontakt, das folgenden Schritt umfasst: elastisches Verformen mittels Ausübens einer Betätigungskraft auf die Handhabe. Die Handhabe ist mittels einer formschlüssigen Verbindung mit einem Befestigungssockel verbunden.
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Die
DE 103 30 275 A1 beschreibt eine Schalterkonstruktion mit einem Drucktastenabschnitt, der ein Scharnier und einen Druckabschnitt umfasst. Beim Betätigen des Druckabschnitts wird der Druckabschnitt gegenüber einem Substrat gekippt, auf dem ein Schalterelement befestigt ist.
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Die
EP 1 923 681 A1 beschreibt eine Schalt-, Steuer- und/oder Sensoreinrichtung mit einem betätigbaren Steuerelement. Das Steuerelement ist an einem Federelement befestigt, das mit einem starren Festkörper verbunden ist. Das Federelement ist in wenigstens einer Richtung elastisch und weist wenigstens einen elektrischen Leiter auf.
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Die
US 4 627 760 A beschreibt eine Platte, die mittels Plattenhaltern an ein oder zwei Grundplatten befestigt ist.
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Die
JP 2001-184 995 A beschreibt einen Wippschalter mit einer Betätigungseinheit, die mit einem Steg in einem Befestigungsloch eines gummiartigen Flächenelements befestigt ist.
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Die
EP 1 881 515 A1 beschreibt einen Wippschalter mit einem Befestigungssockel und einer Handhabe. Die Handhabe weist als verformbares Rückstellelement einen elastischen Steg auf, dessen Verlängerung in einem Halteschlitz des Befestigungssockels befestigt ist.
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Bei Wipptastern ist bisher als Rückstellelement ein zusätzliches Federelement (elastisches Element) vorgesehen. Das Federelement dient dazu, eine Handhabe des Betätigungselements wieder in ihre Ruhelage zu bringen und in der Ruhelage zu halten. Das federnde Element (elastische Element) hat eine der vielen möglichen Bauarten, die für Federn bekannt sind (beispielsweise Spiralfeder, Blattfeder, Torsionsfeder), oder es ist eine Schaltmatte.
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Die US 2012 / 0 024 681 A1 beschreibt einen Drucktaster mit einem Gehäuse und einem elastisch verformbaren internen Knopf, der mittels eines Innenflansches des Gehäuses formschlüssig an dem Gehäuse fixiert ist.
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Das Betätigungselement dieses bekannten Drucktasters eignet sich nicht als Betätigungselement für einen Wippschalter.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betätigungselement für einen Wippschalter bereitzustellen. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Betätigungsverfahren und ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Betätigungselement bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wippschalter gemäß Patentanspruch 1, durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 7 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Wippschalter weist einen ersten Schaltkontakt, einen zweiten Schaltkontakt und ein Betätigungselement auf, das einen Befestigungssockel und eine Handhabe aufweist. Die Handhabe ist mit dem Befestigungssockel mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden. Die formschlüssige Verbindung ist nicht rotationssymmetrisch ist und weist einen flügelförmigen Abschnitt auf. Außerdem ist sowohl die Handhabe als auch der Befestigungssockel aufgrund der formschlüssigen Verbindung mittels Ausübens einer Betätigungskraft auf die Handhabe elastisch verformbar. Zumindest ein Abschnitt der Handhabe ist aufgrund der elastischen Verformbarkeit sowohl der Handhabe als auch des Befestigungssockels mittels des Ausübens der Betätigungskraft auf die Handhabe kippbar und drückt je nach Betätigung der Handhabe beim Kippen auf den ersten Schaltkontakt oder den zweiten Schaltkontakt. Das Kippen kann auch in einem Verdrehen bestehen (beispielsweise in einem Verdrehen um eine Hauptlängsachse der Handhabe, wobei die Hauptlängsachse quer zu einer Zentrierachse der Handhabe verläuft).
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Entsprechend weist das erfindungsgemäße Fahrzeug einen erfindungsgemäßen Wippschalter auf.
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Das erfindungsgemäße Betätigungsverfahren für einen Wippschalter mit einem ersten Schaltkontakt und einem zweiten Schaltkontakt umfasst einen Verfahrensschritt, in dem sowohl eine Handhabe als auch ein Befestigungssockel mittels Ausübens einer Betätigungskraft auf die Handhabe elastisch verformt werden. Die Handhabe ist mittels einer formschlüssigen Verbindung mit dem Befestigungssockel verbunden. Die formschlüssige Verbindung ist nicht rotationssymmetrisch und weist einen flügelförmigen Abschnitt auf. Zumindest ein Abschnitt der Handhabe wird aufgrund der elastischen Verformbarkeit sowohl der Handhabe als auch des Befestigungssockels mittels des Ausübens der Betätigungskraft auf die Handhabe gekippt und je nach Betätigung der Handhabe auf den ersten Schaltkontakt oder den zweiten Schaltkontakt gedrückt.
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Dadurch, dass zumindest ein Abschnitt der Handhabe aufgrund der elastischen Verformbarkeit sowohl der Handhabe als auch des Befestigungssockels mittels Ausübens der Betätigungskraft auf die Handhabe kippbar ist, eignet sich das erfindungsgemäße Betätigungselement als Betätigungselement für einen Wippschalter. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit sowohl der Handhabe als auch des Befestigungssockels hat die Handhabe als auch der Befestigungssockel auch die Funktion eines Rückstellelements. Hierdurch kann ein separates Rückstellelement für einen Wippschalter eingespart werden und eine Teilezahl für den Wippschalter und für ein Fahrzeug mit Wippschalter verringert werden.
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Vorzugsweise umfasst die formschlüssige Verbindung eine mechanische Steckverbindung und/oder eine (in den Figuren nicht dargestellte) Federklemme. Mittels einer mechanischen Steckverbindung ist eine zeitsparende, kostengünstige Montage der Handhabe an dem Befestigungssockel möglich. Entsprechendes gilt für eine Federklemme als formschlüssige Verbindung.
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Die mechanische Steckverbindung ist nicht rotationssymmetrisch. Hierdurch kann die mechanische Steckverbindung so ausgeführt werden, dass sie zwischen der Handhabe und dem Befestigungssockel ein Rückstellmoment (Drehmoment) übertragen kann.
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Die formschlüssige Verbindung weist einen flügelförmigen Abschnitt auf. Durch eine flügelförmige Ausformung der Steckverbindung kann das Rückstellmoment (Drehmoment) infolge eines großen Hebelarms mit minimalen Kräften und minimalem Materialaufwand übertragen werden.
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Ebenfalls ist bevorzugt, wenn die mechanische Steckverbindung einen Zentrierfortsatz aufweist. Mittels eines Zentrierfortsatzes, der besonders tief in das Gegenstück (d.h. in den Befestigungssockel oder in die Handhabe) hineinragt, kann sichergestellt werden, dass sich die formschlüssige mechanische Verbindung auch bei starker Verformung der Handhabe und/oder des Befestigungssockels nicht löst.
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Die Handhabe ist elastisch verformbar und umfasst vorzugsweise mindestens eine der folgenden Verformbarkeiten: Verspannung, Biegung, Torsion, Verdrillung, Scherung, Faltung, Verzerrung, Wölbung, Dehnung, Stauchung. Aus den genannten Arten von Verformbarkeiten können eine oder mehrere ausgewählt werden, die sich für eine angestrebte äußere Grundform oder Kontur der Handhabe und/oder für Materialeigenschaften der Handhabe am zweckmäßigsten sind. Die Verspannung der Handhabe kann beispielsweise bewirken, dass bei einer auf die Handhabe ausgeübten Kraft eine erste elastische Materialverschiebung in der Handhabe auftritt, die zu einer Verzerrung oder Wölbung der Handhabe führt, die die Handhabe in einer ersten Richtung reversibel verkürzt und damit eine erste Zugkraft auf den Befestigungssockel ausübt. Alternativ oder zusätzlich kann die Verspannung der Handhabe beispielsweise bewirken, dass bei einer auf die Handhabe ausgeübten Biegekraft eine zweite elastische Materialverschiebung in der Handhabe auftritt, die zu einer selben oder weiteren Verzerrung oder Wölbung der Handhabe führt, die die Handhabe in einer zweiten Richtung reversibel verlängert und damit eine erste Druckkraft auf den Befestigungssockel ausübt.
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Weitere mögliche Ausführungsvarianten bestehen darin, dass die elastische Verformbarkeit des Befestigungssockels mindestens eine der folgenden Verformbarkeiten umfasst: Verspannung, Biegung, Torsion, Verdrillung, Scherung, Faltung, Verzerrung, Wölbung, Dehnung, Stauchung. Aus den genannten Arten von Verformbarkeiten können eine oder mehrere ausgewählt werden, die sich für eine angestrebte äußere Grundform des Befestigungssockels und/oder für Materialeigenschaften des Befestigungssockels am zweckmäßigsten sind. Die Verspannung des Befestigungssockels kann beispielsweise bewirken, dass bei einer auf den Befestigungssockel ausgeübten Druck-, Zug- oder Torsionskraft eine dritte elastische Materialverschiebung in dem Befestigungssockel auftritt, die zu einer Verzerrung oder Wölbung des Befestigungssockels führt, die den Befestigungssockel in einer dritten Richtung reversibel verkürzt und damit eine zweite Zugkraft auf die Handhabe ausübt. Alternativ oder zusätzlich kann die Verspannung des Befestigungssockels beispielsweise bewirken, dass bei einer auf den Befestigungssockel ausgeübten Druck-, Zug- oder Torsionskraft eine vierte elastische Materialverschiebung in dem Befestigungssockel auftritt, die zu einer selben oder weiteren Verzerrung oder Wölbung des Befestigungssockels führt, die den Befestigungssockel in einer vierten Richtung reversibel verlängert und damit eine vierte Druckkraft auf die Handhabe ausübt.
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Auch kann es von Vorteil sein, wenn die Handhabe einstückig ist. Dieses Merkmal kann einen Beitrag zum Minimieren einer Teilezahl und von Kosten darstellen. Unabhängig davon kann es zweckmäßig sein, wenn der Befestigungssockel einstückig ist. Dieses Merkmal stellt ebenfalls einen Beitrag zum Minimieren einer Teilezahl und von Kosten dar. Besondere Vorteile sind gegeben, wenn die Handhabe für den Befestigungssockel eine Kappe ist, die den Befestigungssockel zumindest teilweise von einer Betätigungsseite aus überfängt. Mit einer solchen Handhabe kann ein Teil des Betätigungselements, das ohnehin von der Umgebung aus zugänglich ist, auch dem Schutz eines oder mehrerer anderer Teile des Betätigungselements dienen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Betätigungselements in einem Ruhezustand;
- 2 eine schematische Stirnansicht der ersten Ausführungsform des Betätigungselements in dem Ruhezustand;
- 3 eine schematische Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Betätigungselements in einem Betätigungszustand;
- 4 einen Ausschnitt aus einer schematischen Darstellung einer Aufsicht auf einen Befestigungssockel einer zweiten Ausführungsform des Betätigungselements;
- 5 einen Ausschnitt aus einer schematische Darstellung einer Untersicht auf eine Handhabe der zweiten Ausführungsform des Betätigungselements;
- 6 eine perspektivische Detailansicht der Handhabe der zweiten Ausführungsform des Betätigungselements;
- 7 eine perspektivische Detailansicht des Befestigungssockels der zweiten Ausführungsform des Betätigungselements; und
- 8 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Betätigungsverfahrens.
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Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Das in den 1 bis 3 gezeigte Betätigungselement BE umfasst einen Befestigungssockel BS und eine Handhabe HH. In den 1 und 2 ist auch ein erster Schalter S1 mit einem ersten Schaltkontakt SK1 und ein zweiter Schalter S2 mit einem zweiten Schaltkontakt SK2 dargestellt. Die Handhabe HH weist zwei flügelförmige Abschnitte FFA auf, die zusammen mit je einer Aussparung des Befestigungssockels BS jeweils eine formschlüssige mechanische Verbindung FV bilden.
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Die 3 zeigt das Betätigungselement BE in einer Betätigungsstellung. Hierbei wird mittels eines Fingers FI eines Bedieners eine Betätigungskraft BK auf die Handhabe HH ausgeübt. Aufgrund der verdrehungssteifen formschlüssigen Verbindung FV zwischen der Handhabe HH und dem Befestigungssockel BS wird die Handhabe HH durch die Betätigungskraft BK elastisch verformt (beispielsweise verdrillt und/oder gebogen). Wenn der Befestigungssockel BS aus elastischem Material besteht, ist es auch möglich, dass auch der Befestigungssockel BS durch die Betätigungskraft BK elastisch verformt wird. Wenn nur Befestigungssockel BS aber nicht die Handhabe HH elastisch verformbar ist, wird durch die Betätigungskraft BK nur der Befestigungssockel BS elastisch verformt. Aufgrund des elastischen Verformens der Handhabe HH und/oder des Befestigungssockels BS wird ein Ende der Handhabe HH gekippt und drückt auf den ersten Schaltkontakt SK1 des ersten Schalters S1. Hierdurch wird der erste Schalter S1 geschlossen.
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Die 4 zeigt einen Ausschnitt einer Aufsicht auf einen Befestigungssockel BS einer zweiten Ausführungsform des Betätigungselements BE. Hierbei sind in dem Befestigungssockel BS flügelförmige Einbuchtungen FFE zur Aufnahme von flügelförmigen Abschnitten FFA einer Handhabe HH angeordnet, die für die zweiten Ausführungsform vorgesehen ist. Jede der beiden flügelförmigen Einbuchtungen FFE weist einen Zentrierfortsatz ZFE auf. Der Zentrierfortsatz ZFE dient einem Positionieren der Handhabe HH im Befestigungssockel BS um eine Zentrierachse ZA und/oder einem Vermeiden eines unbeabsichtigten Herausrutschens eines der flügelförmigen Abschnitte FFA (Fortsätze) der Handhabe HH aus dem Befestigungssockel BS.
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Die 5 zeigt einen Ausschnitt einer Untersicht auf eine Handhabe HH, die zu dem Befestigungssockel BS der zweiten Ausführungsform des Betätigungselements BE passt. Hierbei sind an der Handhabe HH flügelförmige Abschnitte FFA zum Einstecken in die flügelförmigen Einbuchtungen FFE des Befestigungssockels BS der zweiten Ausführungsform angeordnet. Jeder der beiden flügelförmigen Abschnitte FFA weist einen Zentrierfortsatz ZFA auf. Der Zentrierfortsatz ZFA dient einem Positionieren der Handhabe HH im Befestigungssockel BS um eine Zentrierachse ZA und/oder einem Vermeiden eines unbeabsichtigten Herausrutschens eines der flügelförmigen Abschnitte FFA (Fortsätze) der Handhabe HH aus dem Befestigungssockel BS.
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Die 6 zeigt einen flügelförmigen Abschnitt FFA in einer perspektivischen Detailansicht. Die 7 zeigt eine flügelförmige Einbuchtung FFE in einer perspektivischen Detailansicht.
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Die zweite Ausführungsform des Betätigungselements BE umfasst also für die formschlüssige Verbindung FV eine mechanische Steckverbindung SV. Dadurch, dass die formschlüssige Verbindung FV nicht rotationssymmetrisch ist, ist sie drehsteif (d.h. sie kann ein Drehmoment von der Handhabe HH zu dem Befestigungssockel BS übertragen).
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Vorzugsweise hat die Handhabe HH der zweiten Ausführungsform des Betätigungselements BE einen Querschnitt, der in Richtung der Betätigungskraft BK gesehen (Draufsicht) größer ist als ein Querschnitt des Befestigungssockels BS. Hierdurch kann die Handhabe HH für Befestigungssockel BS eine Kappe bilden, die den Befestigungssockel BS zumindest teilweise auf einer Betätigungsseite BS gegenüber einer Umgebung schützt. Besonders bevorzugt ist, wenn die Handhabe HH topförmig ist und den Befestigungssockel BS im montierten Zustand des Betätigungselements BE großteils in sich einschließt oder umschließt (überfängt). Die Handhabe HH bildet dann für den Befestigungssockel BS eine Kappe.
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Das vorliegende Konzept sieht vor, dass ein Rückstellen des Bedienelements nicht über ein oder mehrere zusätzliche Federelemente erfolgt. Stattdessen ist vorgesehen, dass sich eine Handhabe HH (beispielsweise eine Taste oder Wippe) beim Betätigen zu einem Befestigungssockel BS (Gehäuse) hinbewegt und dass dadurch mindestens ein Abschnitt A der Handhabe HH und/oder des Befestigungssockels BS elastisch verformt wird. Eine Stärke und/oder Richtung der Verformung kann über eine Kontur zwischen dem Befestigungssockel BS und der Handhabe HH gewährleistet und festgelegt werden. Die Kontur ist Bestandteil des Befestigungssockels BS und der Handhabe HH. Die Kontur kann beispielsweise an der Handhabe HH konvex sein, während sie auf der Seite des Befestigungssockels BS konkav ist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kontur an der Handhabe HH konkav ist, während sie auf der Seite des Befestigungssockels BS konvex ist. Auch kann es aus Platz- oder Stabilitätsgründen zweckmäßig sein, den Zentrierfortsatz ZA gegensinnig auszuformen (beispielsweise an der Handhabe HH konkav, wenn der flügelförmige Abschnitt FFA dort konvex ist, oder an der Handhabe HH konvex, wenn der flügelförmige Abschnitt dort konkav ist).
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine Stärke und/oder Richtung der Verformung mittels Verstärkungsrippen und/oder Ausnehmungen in dem Befestigungssockel BS und/oder in der Handhabe HH zu gewährleisten und festzu legen.
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Das in 8 gezeigte Betätigungsverfahren 100 umfasst den Verfahrensschritt 110 eines elastisches Verformens einer Handhabe HH und/oder eines Befestigungssockels BS mittels Ausübens einer Betätigungskraft BK auf die Handhabe HH. Die Handhabe HH ist mittels einer formschlüssigen Verbindung FV mit einem Befestigungssockel BS verbunden. Zumindest ein Abschnitt der Handhabe HH wird aufgrund der elastischen Verformbarkeit der Handhabe HH und/oder des Befestigungssockels BS mittels des Ausübens der Betätigungskraft BK auf die Handhabe HH gekippt.
