DE102016223666A1 - Schalteranordnung - Google Patents

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Marcus Ted Kandler
Karl-Walter Hock
Felix Voltscheff
Norbert Müller
Frank Sauer
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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04Hand wheels
    • B62D1/046Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q5/00Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung (1), mit einem mikromechanischen Schalter (2); einer betätigbaren Kraftübertragungsvorrichtung (10) zum Übertragen einer Kraft auf den mikromechanischen Schalter (2);einem Einwirkungsabschnitt (111, 120), über den die Kraftübertragungsvorrichtung (10) bei Betätigung mittelbar oder unmittelbar auf den Schalter (2) einwirkt. Erfindungsgemäß weist die Kraftübertragungsvorrichtung (10) mindestens ein Führungselement (11, 110) zum Führen des Einwirkungsabschnitts (111, 120) auf, wobei das Führungselement (11, 110) bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) an mindestens einer Auflagefläche (131) der Schalteranordnung (1) entlang gleitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Schalteranordnungen mit mikromechanischen Schaltern, die über eine Kraftübertragungsvorrichtung betätigbar sind, werden in unterschiedlichen Bereichen der Technik eingesetzt. So ist beispielsweise bekannt, derartige Schalteranordnungen als Bestandteil eines Schaltkreises zum Auslösen eines Hupsignals eines Fahrzeugs einzusetzen. Eine derartige Anordnung ist etwa in der DE 10 2009 043 601 A1 offenbart. Mikromechanische Schalter sind allerdings mechanisch empfindlich und müssen gegen eine zu hohe Betätigungslast (d.h. eine Überlast) geschützt werden.
  • Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, einen möglichst effizienten Überlastschutz für mikromechanische Schalter zu schaffen.
  • Dieses Problem wird durch die Bereitstellung der Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Danach wird eine Schalteranordnung bereitgestellt, mit
    • - mindestens einem mikromechanischen Schalter;
    • - einer betätigbaren Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen einer Kraft auf den mikromechanischen Schalter;
    • - einem Einwirkungsabschnitt, über den die Kraftübertragungsvorrichtung bei Betätigung mittelbar oder unmittelbar auf den Schalter einwirkt,
    • - die Kraftübertragungsvorrichtung mindestens ein Führungselement zum Führen des Einwirkungsabschnitts aufweist, wobei das Führungselement bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung an mindestens einer Auflagefläche der Schalteranordnung entlang gleitet.
  • Durch das Entlanggleiten des Führungselementes an der Auflagefläche, d.h. insbesondere durch die Orientierung der Auflagefläche und des Einwirkungsabschnitts relativ zueinander, erfolgt eine Steuerung der bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung auf den Schalter einwirkenden Kraft. Insbesondere wird durch das Gleiten des Führungselementes an der Auflagefläche entlang die bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung auf den Schalter einwirkende Kraft begrenzt, so dass ein Überlastschutz realisiert ist.
  • Beispielsweise ist das Führungselement so ausgebildet, dass der Einwirkungsabschnitt bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung eine Bewegung mit einer Richtungskomponente, die schräg zu einer Richtung einer bei der Betätigung auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübten Betätigungskraft verläuft, ausführt. Entsprechend wird nur ein Teil der ausgeübten Betätigungskraft auf den mikromechanischen Schalter einwirken.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Kraftübertragungsvorrichtung eine Betätigungsfläche auf, über die eine Betätigungskraft auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausübbar ist, wobei der Einwirkungsabschnitt bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung mit der Betätigungskraft eine Bewegung mit einer Richtungskomponente, die schräg zu der Betätigungsfläche verläuft, ausführt. Insbesondere ist die Betätigungsfläche so ausgebildet, dass sie manuell betätigbar ist.
  • Beispielsweise umfasst die erfindungsgemäße Schalteranordnung ein mit dem Führungselement zusammenwirkendes und elastisch verformbares Hebelelement, das die Betätigungsfläche ausbildet. Durch Betätigen dieser Betätigungsfläche wird somit mittelbar auf das Führungselement und/oder den Einwirkungsabschnitt der Kraftübertragungsvorrichtung eingewirkt.
  • Denkbar ist auch, dass das Führungselement und die Auflagefläche so ausgebildet sind, dass das Führungselement bei einer fortgesetzten Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung eine auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübte Betätigungskraft zunehmend in die Auflagefläche einleitet. Beispielsweise gleitet das Führungselement während der Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung an relativ zu dem Führungselement unterschiedlich orientierten Abschnitten der Auflagefläche oder an mehreren unterschiedlich orientierten Auflageflächen entlang. Denkbar ist etwa, dass der Winkel zwischen dem Führungselement und der Auflagefläche während der Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (d.h. während der Gleitbewegung des Führungselementes) zunimmt, z.B. soweit, dass das Führungselement in einer Endposition zumindest näherungsweise senkrecht auf der Auflagefläche steht und die Betätigungskraft zumindest näherungsweise vollständig von der Auflagefläche aufgenommen wird und nicht auf den Schalter wirkt.
  • Möglich ist auch, dass bei einer fortgesetzten Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung der Einwirkungsabschnitt außer Kontakt mit dem Schalter gebracht wird. Beispielsweise rutscht der Einwirkungsabschnitt von dem Schalter ab, wodurch sich die auf den Schalter übertragene Kraft reduziert oder keine Kraftübertragung mehr erfolgt.
  • Das Führungselement ist insbesondere mit dem Einwirkungsabschnitt (beispielsweise einstückig) verbunden. Denkbar ist auch, dass der Einwirkungsabschnitt durch das Führungselement ausgebildet ist. Zum Beispiel umfasst der Einwirkungsabschnitt einen Randabschnitt oder eine Oberfläche des Führungselementes oder ist durch einen Randabschnitt oder eine Oberfläche des Führungselementes gebildet.
  • Möglich ist allerdings auch, dass der Einwirkungsabschnitt von dem Führungselement beabstandet ist, d.h. es handelt sich bei dem Einwirkungsabschnitt und dem Führungselement um unterschiedliche Elemente der Kraftübertragungsvorrichtung (die jedoch miteinander verbunden sein können).
  • Die Kraftübertragungsvorrichtung kann auch so ausgebildet und angeordnet sein, dass sich der Einwirkungsabschnitt von dem Schalter entfernt, wenn eine auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübte Betätigungskraft eine vorgebbare Betätigungsgrenzkraft übersteigt („Lift-off-Prinzip“).
  • Die Auflagefläche ist beispielsweise eben ausgebildet. Dies ist allerdings nicht zwingend; vielmehr kann die Auflagefläche zumindest teilweise auch nicht eben, zum Beispiel gekrümmt, verlaufen. Möglich ist darüber hinaus, dass der Schalter oder eine mit dem Schalter verbundene Komponente die Auflagefläche ausformt.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Schalteranordnung eine Mehrzahl von unterschiedlich orientierten (insbesondere jeweils zumindest teilweise ebenen) Auflageflächen, an denen das Führungselement bei einer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung nacheinander entlang gleitet. Wie oben bereits erläutert, sind die mehreren Auflageflächen insbesondere jeweils unter einem Winkel zueinander orientiert.
  • Die erfindungsgemäße Schalteranordnung kann auch ein Rückführelement aufweisen, das die Kraftübertragungsvorrichtung (insbesondere den Einwirkungsabschnitt) bei Reduzierung der auf die Kraftübertragungsvorrichtung ausgeübten Kraft oder nach Beendigung der Betätigung in eine Ausgangsposition zurückführt.
  • Beispielsweise ist das Rückführelement so ausgebildet, dass es die Kraftübertragungsvorrichtung in die Ausgangsposition zurückführt, ohne dass der Einwirkungsabschnitt in Kontakt mit dem Schalter (zumindest mit einer Schaltfläche des Schalters) kommt.
  • Gemäß einer anderen Erfindungsvariante weist die Kraftübertragungsvorrichtung mindestens ein mit dem Einwirkungsabschnitt gekoppeltes Rastelement auf, das mit einer in einem Gehäuse der Schalteranordnung ausgebildeten Rastöffnung und/oder einem an dem Gehäuse vorhandenen Rastelement zusammenwirkt. Denkbar ist, dass die Rastöffnung als Führungskulisse ausgebildet ist, in der das Rastelement geführt ist und zur Führung des Einwirkungsabschnitts beiträgt. Beispielsweise ist das Rastelement (zum Beispiel einstückig) mit dem Einwirkungsabschnitt verbunden.
  • Die Kraftübertragungsvorrichtung kann auch aus einem zumindest teilweise elastisch verformbaren Element ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die erfindungsgemäße Schalteranordnung einen Anschlag aufweist, der eine Bewegung der Kraftübertragungsvorrichtung in einer Richtung auf den Schalter zu begrenzt.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung umfasst das Führungselement und/oder die Auflagefläche ein reibungserhöhendes Material und/oder eine reibungserhöhende Struktur.
  • Bei dem Schalter der erfindungsgemäßen Schalteranordnung handelt es sich beispielsweise um einen mikroelektromechanischen Schalter, d.h. einen Schalter, der durch ein mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einer wie oben beschrieben ausgebildeten Schalteranordnung, wobei die Schalteranordnung Bestandteil eines Schaltkreises zum Auslösen mindestens einer Fahrzeugfunktion, z.B. eines Hupsignals, des Fahrzeugs ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Schalteranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Seitenansicht;
    • 2 eine Weiterbildung der Schalteranordnung aus 1;
    • 3 eine Schalteranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 4 eine vergrößerte Ansicht der Kraftübertragungsvorrichtung der Schalteranordnung aus 3;
    • 5 eine Ansicht von oben der Kraftübertragungsvorrichtung der 4;
    • 6 eine Abwandlung der Kraftübertragungsvorrichtung;
    • 7 eine Detailansicht einer Schalteranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 8 eine Explosionsdarstellung eines Lenkrades mit einer Schalteranordnung gemäß einem Ausgangsbeispiel Erfindung; und
    • 9 eine Schnittansicht des Lenkrades aus 9.
  • Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 1 weist einen mikromechanischen Schalter 2 auf, der zum Beispiel ein Bestandteil eines Schaltkreises zum Auslösen eines Hupsignals ist. So ist die Schalteranordnung 1 insbesondere in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges verbaut oder hierfür ausgebildet.
  • Die Schalteranordnung 1 weist des Weiteren eine Kraftübertragungsvorrichtung 10 auf, die zum Übertragen einer Betätigungskraft FB auf den Schalter 2 dient. Die Betätigungskraft FB wird insbesondere über eine durch ein elastisch verformbares Hebelelement 12 ausgebildete Betätigungsfläche 121 (vgl. 2) auf ein Führungselement 11 der Kraftübertragungsvorrichtung 10 ausgeübt. Über einen Einwirkungsabschnitt in Form einer Unterseite 111 des Führungselementes 11 wird die Betätigungskraft FB schließlich über ein mit dem Schalter 2 gekoppeltes Druckübertragungsstück 130 auf den Schalter 2 übertragen.
  • Die Unterseite 111 des Führungselementes 11 befindet sich in Kontakt mit einer Oberseite 131 des Druckübertragungsstücks 130, wobei die Seiten (Flächen) 111, 131 zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufen. Die Seiten 111, 131 sind darüber hinaus schräg zu der Betätigungskraft FB orientiert. Dies hat zur Folge, dass bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 über die Betätigungsfläche 121 das Führungselement 11 und damit der Einwirkungsabschnitt 111 an der Auflagefläche 131 entlang gleitet und somit eine Bewegung ausführt, die schräg zu der Betätigungskraft FB verläuft. Somit erzeugt die Betätigungskraft FB teilweise eine Gleitbewegung Führungselement 11 und damit des Einwirkungsabschnitts 111, so dass nur ein Teil der Betätigungskraft FB auf den Schalter 2 wirkt und ein Schaltelement des Schalters 2 in vertikaler Richtung betätigt (um einen in 1 angedeuteten Schaltweg h). Bei dem Schalter 2 handelt es sich insbesondere um einen durch ein MEMS ausgebildeten Schalter, so dass der Schaltweg h klein ist. Beispielsweise ist der Schaltweg h kleiner als 0,5 mm. Denkbar ist insbesondere, dass eine Betätigung des Schalters 2 mittels einer Kraftmesseinrichtung detektiert wird. Die Kraftmesseinrichtung ist z.B. so konfiguriert, dass eine Betätigung des Schalters 2 erkannt wird, wenn die Betätigungskraft einen vorgebbaren Schwellwert erreicht. Bei Erreichen des Schwellwerts wird die gewünschte Funktion ausgelöst. Über die Einstellung (Programmierung) des Schwellwerts wird somit die erforderliche Schaltkraft (der Schaltweg h) vorgegeben.
  • 2 zeigt eine Möglichkeit der Ausgestaltung der Betätigungsfläche 121 durch das Hebelelement 12. Das Hebelelement 12 ist einerseits über ein erstes Stützelement 41 und andererseits über die Kraftübertragungsvorrichtung 10 und den Schalter 2 gelagert, wobei sich die Kraftübertragungsvorrichtung 10 und der Schalter 2 wiederum auf einem zweiten Stützelement 42 befinden. Zwischen dem ersten und dem zweiten Stützelement 41, 42 befindet sich ein drittes Stützelement 43, das im Bereich der Betätigungsfläche 121 angeordnet ist. Das dritte Stützelement 43 begrenzt insbesondere eine Bewegung der Betätigungsfläche 121 in vertikaler Richtung. Darüber hinaus ist das Hebelelement 12 nach dem Lift-off-Prinzip gelagert. Dies bedeutet, dass bei Ausüben einer Betätigungskraft, die eine vorgebbare Grenzkraft übersteigt, ein Durchbiegen des Hebelelementes 12 so erfolgt, dass sich der ursprünglich mit der Kraftübertragungsvorrichtung 10 gekoppelte Abschnitt des Hebelelementes 12 (nämlich das in 2 rechte Ende 122 des Hebelelementes 12) zumindest teilweise von der Kraftübertragungsvorrichtung 10 entfernt und somit die Kraft auf den Schalter 2 reduziert wird oder die Krafteinwirkung vollständig verhindert ist. Dieser Zustand des Hebelelementes 12 ist in 2 gestrichelt dargestellt. Denkbar ist auch, dass eine Funktion (z.B. eine Fahrzeughupe) dann ausgelöst wird, wenn keine Kraft mehr auf den Schalter 2 einwirkt, d.h. die auf ihn ausgeübte Betätigungskraft unter einen vorgebbaren Grenzwert fällt („Öffner-Prinzip“).
  • 3 betrifft eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteranordnung 1. Hiernach weist die Kraftübertragungsvorrichtung 10 zur Betätigung des Schalters 2 einen hakenartigen Einwirkungsabschnitt 120 auf, der beabstandet von einem stiftartigen Führungselement 110 angeordnet ist. Das Führungselement 110 und der Einwirkungsabschnitt 21 sind einstückig miteinander ausgebildet (insbesondere als Abschnitte eines Kraftzentrierelementes der Kraftübertragungsvorrichtung 10) und mit einer Betätigungsfläche 130 (in 3 transparent dargestellt) gekoppelt. Insbesondere steht der Einwirkungsabschnitt 120 als Vorsprung (Finger) von dem Führungselement 110 ab.
  • Das Führungselement 110 bewegt sich bei einer Betätigung der Betätigungsfläche 130 entlang einer Mehrzahl von Auflageflächen 131a-f, wobei ein unteres Ende 1101 des Führungselementes 110 nacheinander in Kontakt mit zumindest den Auflageflächen 131b-f kommt. So gleitet das Führungselement 110 bei einer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 zunächst ausgehend etwa von der Fläche 131a oder der Fläche 131b, die zumindest im Wesentlichen horizontal, d.h. senkrecht zu dem Führungselement 110 orientiert ist, entlang der zur Fläche 131b schräg orientierten Fläche 131c auf die darunterliegende Fläche 131d.
  • Die Ausgestaltung der Auflageflächen 131a-f ist insbesondere in den Detailansichten der 4 und 5 dargestellt. Bei weiterer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 wird das Führungselement 110 auf die Fläche 131e gelangen, entweder unmittelbar von der Fläche 131d oder über eine weitere schräg orientierte Fläche 131g. Diese Position des Führungselements 110 kann eine Endposition darstellen, wobei das Führungselement 110 z.B. zumindest näherungsweise senkrecht auf der Fläche 131e stehen kann und somit die Betätigungskraft überwiegend in die Fläche 131e eingeleitet wird und somit nur noch geringfügig oder gar nicht auf den Schalter 2 einwirkt. Denkbar ist auch, dass in der Endposition des Führungselements 110 der Einwirkungsabschnitt 120 nur noch teilweise oder gar nicht mehr in Kontakt mit dem Schalter 2 ist. Denkbar ist, dass weitere Schalter vorgesehen sind, die z.B. auf einer der Flächen 131a-f angeordnet sind und insbesondere mit dem Einwirkungsabschnitt 120 und/oder dem Führungselement 110 zusammenwirken.
  • Bei einem Nachlassen oder Wegfall der Betätigungskraft gelangt das Führungselement 110 aufgrund der Eigenelastizität der Kraftübertragungsvorrichtung 10 auf eine höher gelegene Fläche 131f und von dort (insbesondere ohne Umweg über die Flächen 131d und 131c) über die Fläche 131g zur oberen Fläche 131d, d.h. in die Ausgangsposition, zurück. Die Rückkehr des Führungselementes 110 in die Ausgangsposition über die Fläche 131g erfolgt insbesondere so, dass ein Kontakt des Einwirkungsabschnitts 120 mit dem Schalter 2 vermieden oder so gering wie möglich gehalten wird.
  • Die Schalteranordnung 1 weist darüber hinaus ein mit dem Einwirkungsabschnitt 120 gekoppeltes Rastelement 61 auf, das mit einem Endabschnitt 611 in einer in einem Gehäuse 100 der Schalteranordnung 1 ausgebildeten Führungskulisse 62 geführt ist. Die Führungskulisse 62 ist so angeordnet und ausgebildet, dass sie bei einer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 aufgrund der geführten Bewegung des Rastelementes 61 zur Führung des Einwirkungsabschnitts 120 beiträgt.
  • 6 zeigt einen etwas vereinfachten Aufbau der Schalteranordnung 1, wonach nur vier Auflagenflächen 131a-d vorhanden sind. Das Führungselement 110 gleitet bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 110 insbesondere ausgehend von der (zumindest im Wesentlichen horizontalen) Oberfläche 131b über die Fläche 131c auf die untere (wiederum zumindest im Wesentlichen horizontalen) Fläche 131d. Entsprechend sorgt das Führungselement 110 analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen für eine Führung des Einwirkungsabschnitts 120 oder trägt zumindest zur Führung des Einwirkungsabschnitts 120 bei. Darüber hinaus kann das Ende 1101 des Führungselementes 110 eine Gleitfläche mit einer Abrundung 1102 aufweisen. Die Führungselemente 110 der weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können ebenfalls eine derartige Abrundung besitzen.
  • 7 zeigt eine Detailansicht einer Schalteranordnung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung. Analog zu den 3 bis 6 weist die Schalteranordnung eine Kraftübertragungsvorrichtung 10 auf, die ein Führungselement 11 umfasst. Das Führungselement 11 kann über eine in 7 nicht dargestellte Betätigungsfläche betätigt werden, um auf den Schalter 2 der Schalteranordnung 1 einzuwirken.
  • Ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 1 wird der Einwirkungsabschnitt der Kraftübertragungsvorrichtung 10 durch eine Seite des Führungselementes 11 gebildet, nämlich durch eine (dreieckig ausgebildete) Führungsfläche in Form einer Seitenfläche 111. Die Schalteranordnung 1 ist nun so ausgebildet, dass die Seitenfläche 111 bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 unmittelbar auf den Schalter 2 wirkt; nämlich, indem die Seitenfläche 111 in Kontakt mit einer Oberseite des Schalters 2 kommt. Durch die relativ zu der Oberseite des Schalters 2 schräge Orientierung der Seitenfläche 111 wird das Führungselement 11 an einem Abschnitt des Schalters 2 (zum Beispiel eines Gehäuses des Schalters 2) entlang gleiten. Dieser Abschnitt des Schalters 2, der in Kontakt mit der Seitenfläche 111 kommt, stellt somit die Auflagefläche dar, an dem das Führungselement 11 bei einer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung 10 entlang gleitet. Das Entlanggleiten des Führungselementes 11 an dem Schalter 2 hat zur Folge, dass die ausgeübte Betätigungskraft nur zum Teil auf den Schalter 2 einwirkt, wie weiter oben in Bezug auf 1 erläutert. Denkbar ist auch, dass das Führungselement 11 mehrere unterschiedlich orientierte Führungsflächen umfasst. Das Ausführungsbeispiel der 7 ermöglicht insbesondere einen kompakten Aufbau der Schalteranordnung.
  • Die Schalteranordnung 1 umfasst des Weiteren ein Rückführelement in Form eines Vorsprunges 140 eines Gehäuses 100 der Schalteranordnung 1. Der Vorsprung 140 ist so ausgebildet, dass er das Führungselement 11 bei einer Reduzierung oder einem Wegfall der Betätigungskraft in seine Ausgangsposition zurückführt. Insbesondere ist der Vorsprung 140 so ausgeformt, dass das Führungselement 11 und damit die Kraftübertragungsvorrichtung 10 in die Ausgangsposition zurückkehrt, ohne, dass das Führungselement 11, insbesondere dessen Seitenfläche 111, in Kontakt mit dem Schalter 2 kommt bzw. der Kontakt des Führungselementes 11 mit dem Schalter 2 so gering wie möglich gehalten wird.
  • Die 8 und 9 zeigen eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Schalteranordnung 1, und zwar als Schaltelement zum Auslösen einer Fahrzeugfunktion, z.B. eines Hupsignals. Hierfür ist die Schalteranordnung 1 in eine Speiche 51 eines Lenkrades 50 eines Kraftfahrzeuges integriert. Beispielsweise wird die Schalteranordnung 1 in einer Bohrung 52 eines Materials (zum Beispiel eines Schaumaterials) der Lenkradspeiche 51 eingesetzt und mit einer Abdeckung 53 verdeckt. Die in das Lenkrad 5 eingesetzte Schalteranordnung 1 ist insbesondere gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schalteranordnung 1 zum Auslösen im Prinzip beliebiger Fahrzeugfunktionen genutzt werden kann. Beispielsweise können auch mehrere Schalter vorhanden sein, die eine Betätigungsfläche nach Art eines Touchpads ausbilden.
  • Darüber hinaus können Teile des Lenkrades 50, z.B. der Lenkradspeiche 51 und/oder der Abdeckung 53, einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Schalteranordnung 1, insbesondere der Kraftübertragungsvorrichtung, ausbilden. Beispielsweise dient die Abdeckung 53 als Hebelelement, das mit einem Druckübertragungsstück 130 der Schalteranordnung 1 zusammenwirkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009043601 A1 [0002]

Claims (22)

  1. Schalteranordnung (1), mit - mindestens einem mikromechanischen Schalter (2); - einer betätigbaren Kraftübertragungsvorrichtung (10) zum Übertragen einer Kraft auf den mikromechanischen Schalter (2); - einem Einwirkungsabschnitt (111, 120), über den die Kraftübertragungsvorrichtung (10) bei Betätigung mittelbar oder unmittelbar auf den Schalter (2) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsvorrichtung (10) mindestens ein Führungselement (11, 110) zum Führen des Einwirkungsabschnitts (111, 120) aufweist, wobei das Führungselement (11, 110) bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) an mindestens einer Auflagefläche (131) der Schalteranordnung (1) entlang gleitet.
  2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11, 110) so ausgebildet ist, dass der Einwirkungsabschnitt (111, 120) bei Betätigung eine Bewegung mit einer Richtungskomponente, die schräg zu einer Richtung einer bei der Betätigung auf die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ausgeübten Betätigungskraft (FB) verläuft, ausführt.
  3. Schalteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Betätigungsfläche (121, 130), über die eine Betätigungskraft (FB) auf die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ausübbar ist, wobei der Einwirkungsabschnitt (111, 120) bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) eine Bewegung mit einer Richtungskomponente, die schräg zu der Betätigungsfläche (121, 130) verläuft, ausführt.
  4. Schalteranordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein mit dem Führungselement (11) zusammenwirkendes und elastisch verformbares Hebelelement (12), das die Betätigungsfläche (121) ausbildet.
  5. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11, 110) und die Auflagefläche (131) so ausgebildet sind, dass bei einer fortgesetzten Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) das Führungselement (11, 110) eine auf die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ausgeübte Betätigungskraft zunehmend in die Auflagefläche (131) einleitet.
  6. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11, 110) und die Auflagefläche (131) so ausgebildet sind, dass bei einer fortgesetzten Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) der Einwirkungsabschnitt (111, 120) außer Kontakt mit dem Schalter (2) gebracht wird.
  7. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11) mit dem Einwirkungsabschnitt (111, 120) verbunden ist.
  8. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einwirkungsabschnitt (111) durch das Führungselement (11) ausgebildet ist.
  9. Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einwirkungsabschnitt (120) von dem Führungselement (110) beabstandet ist.
  10. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsvorrichtung (10) so ausgebildet und angeordnet ist, dass sich der Einwirkungsabschnitt (111, 120) von dem Schalter (2) entfernt, wenn eine auf die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ausgeübte Betätigungskraft (FB) eine vorgebbare Betätigungsgrenzkraft übersteigt.
  11. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (131) eben ausgebildet ist.
  12. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (2) oder eine mit dem Schalter (2) gekoppelte Komponente (130) die Auflagefläche (131) ausformt.
  13. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von unterschiedlich orientierten Auflageflächen, an denen das Führungselement (11, 110) bei einer Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) nacheinander entlang gleitet.
  14. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rückführelement (140), das die Kraftübertragungsvorrichtung (10) bei Reduzierung der auf die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ausgeübten Kraft oder nach Beendigung der Betätigung in eine Ausgangsposition zurückführt.
  15. Schalteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückführelement (140) so ausgebildet ist, dass es die Kraftübertragungsvorrichtung (10) ohne, dass der Einwirkungsabschnitt in Kontakt mit dem Schalter (2) kommt, in die Ausgangsposition zurückführt.
  16. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsvorrichtung (10) mindestens ein mit dem Einwirkungsabschnitt (111, 120) gekoppeltes Rastelement aufweist, das mit einer in einem Gehäuse der Schalteranordnung ausgebildeten Rastöffnung und/oder einem Rastelement zusammenwirkt.
  17. Schalteranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastöffnung als Führungskulisse ausgebildet ist, in der das Rastelement geführt ist und zur Führung des Einwirkungsabschnitts (111, 120) beiträgt.
  18. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsvorrichtung aus einem elastisch verformbaren Element gebildet ist.
  19. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anschlag (150), der eine Bewegung der Kraftübertragungsvorrichtung (10) in einer Richtung auf den Schalter (2) zu begrenzt.
  20. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (11, 110) und/oder die Auflagefläche (131) ein reibungserhöhendes Material und/oder eine reibungserhöhende Struktur aufweist.
  21. Schalteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schalter (2) um einen mikroelektromechanischen Schalter handelt.
  22. Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einer Schalteranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schalteranordnung (1) Bestandteil eines Schaltkreises zum Auslösen eines Hupsignals ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009043601A1 (de) 2009-09-25 2011-04-14 Takata-Petri Ag Hupenanordnung in einem Fahrzeuglenkrad

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