DE10206047C1 - Elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit zumindest einem einen Drehring umfassenden elektrischen Schalter, mit welchem Drehring ein bewegliches elektrisches Kontaktteil zum Kontaktieren von auf einer Leiterbahnanordnung befindlichen ortsfesten Kontaktflächen betätigbar ist, wobei die ortsfesten elektrischen Kontaktflächen des elektrischen Schalters Teil einer elektrischen Leiterplatte sind. Vorteilhaft im Vergleich zum Stand der Technik ist bei diesem Schalter die Möglichkeit, das bewegliche elektrische Kontaktteil direkt zu betätigen, indem als Leiterplatte mit den ortsfesten Kontaktflächen ein flexibler Folienleiter vorgesehen ist, der in dem Bereich, in dem Kontaktflächen ausgebildet sind, an einem zumindest diesen Bereich versteifenden Anlagekörper anliegt und in dieser Anordnung befestigt gehalten ist, wobei die Anlagefläche eine innerhalb der Schalteinrichtung konzentrisch zu dem Drehring angeordnete Zylindermantelfläche bildet, welcher gegenüberliegend das bewegliche Kontaktteil an der Innenseite des Drehrings befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit zumindest einem einen Drehring umfassenden elektrischen Schalter, mit welchem Drehring ein bewegliches elektrisches Kontaktteil zum Kontaktieren von auf einer Leiterbahnanordnung befindlichen ortsfesten Kontaktflächen betätigbar ist, wobei die ortsfesten elektrischen Kontaktflächen des elektrischen Schalters Teil einer elektrischen Leiterplatte sind.

Elektrische Schalteinrichtungen mit elektrischen Schaltern zum Bedienen unterschiedlicher elektrischer Funktionen werden in einem Kraftfahrzeug beispielsweise als Lenkstockschalter eingesetzt. Die elektrischen Schalter eines Lenkstockschalters können ausgebildet sein als Drucktaster oder als Drehschalter. Jeder elektrische Schalter umfaßt ein Betätigungsglied, das im Falle eines Drehschalters ein Drehring ist. Mit dem Betätigungsglied erfolgt die Betätigung eines beweglichen Kontaktteiles, mit dem Kontaktflächen auf einer Leiterplatte zum Schließen eines Stromkreises kontaktiert werden können. Bei Drucktastern können die beweglichen Kontaktteile beispielsweise Schaltpillen von Silikonschaltmattenschaltern oder Schnappscheiben sein. Bei Drehschaltern können Schleifringe eingesetzt werden. Die ortsfesten Kontaktflächen sind als Leiterbahnstrukturen ausgebildet. Für den Fall, daß eine direkte und unmittelbare Betätigung eines beweglichen Kontaktteiles vorgesehen ist, sind mehrere Leiterplatten notwendig, die unterschiedliche Raumlagen innerhalb der Schalteinrichtung einnehmen, um dem Betätigungsorgan eines Schalters entsprechend sich an der richtigen Position und in der notwendigen Ausrichtung zu befinden. Nachteilig bei derartigen Schalteinrichtungen ist der nicht unbeträchtliche Montageaufwand beim Einsetzen der einzelnen Leiterplatten und die Erstellung der notwendigen Verdrahtung der Leiterplatten untereinander sowie der Anschluß der Leiterplatten an ein elektrisches Netz, beispielsweise das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs.

In DE 197 23 482 C1 ist eine elektrische Schalteinrichtung beschrieben, die als Dreh-/Schubschalter ausgebildet ist. Beim Gegenstand dieser Schalteinrichtung sind die ortsfesten Kontaktflächen der unterschiedlichen elektrischen Schalter auf einer einzigen starren Leiterplatte zusammengefaßt. Beim Gegenstand dieses Dokumentes ist jedoch eine direkte Betätigung des dem Drehschalter zugeordneten Kontaktteils nicht möglich. Zu diesem Zweck wird ein Umsetzglied benötigt, mit dem eine über den Drehgriff ausgeübte rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung umgesetzt wird. Damit ein solcher Schalter einwandfrei funktioniert, müssen die das Umlenkglied führenden Elemente sehr genau gearbeitet sein, da ansonsten ein zu großes Spiel oder ein Verklemmen möglich ist.

Die DE 199 20 547 C1 zeigt einen elektrischen Lenkstockschalter, bei dem ein flexibler Folienleiter eingesetzt ist, wobei Abschnitte dieses Folienleiters sowohl als ortsfeste Kontaktteile als auch als bewegliche Kontaktelemente vorgesehen sind. Dieser Schalter beinhaltet ebenfalls einen Umsetzmechanismus, der eine über einen Drehgriff ausgeübte rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung umsetzt. Die durch diesen Umsetzmechanismus angesteuerten Stößel bewegen dann die beweglichen Kontaktelemente gegenüber den ortsfesten Kontaktteilen.

Weitere Schalter mit flexiblen Folienleitern sind in DE 199 40 339 A1 sowie in DE 195 38 767 A1 offenbart. Bei diesen Schaltern werden ebenfalls ortsfeste Kontaktflächen durch Abschnitte eines flexiblen Folienleiters gebildet, wobei jeweils der Bereich, in dem die Kontaktflächen ausgebildet sind, versteift ist. Dies erfolgt entweder durch Einbetten des Folienleiters in eine diesen versteifende Kunststoffummantelung oder durch Unterlegen einer isolierenden Platte an der den Kontaktflächen abgewandten Seite des flexiblen Folienleiters.

Die WO 99/28156 A1 offenbart eine Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, bei dem als Leiterplatte mit den ortsfesten Kontaktflächen ein flexibler Folienleiter vorgesehen ist. In dem Bereich, in dem die Kontaktflächen ausgebildet sind, ist der Folienleiter gegenüber seiner Längserstreckung um 90° abgewinkelt und liegt mit seinen den Kontaktflächen abgewandten Seiten jeweils an einem diesen Bereich versteifenden Anlagekörper an. Die Kontaktkraft zwischen ortsfesten und beweglichen Kontaktflächen verläuft bei diesem Schalter in axialer Richtung, d. h. in Montagerichtung, wodurch hohe Anforderungen an die Lagegenauigkeit der Teile zueinander gestellt sind, um die Toleranzen der Kontaktkräfte niedrig zu halten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Schalteinrichtung dergestalt weiterzubilden, daß eine vereinfachte Montage bei gleichzeitig geringerer Toleranzempfindlichkeit möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlagefläche eine innerhalb der Schalteinrichtung konzentrisch zu dem Drehring angeordnete Zylindermantelfläche bildet, welcher gegenüberliegend das bewegliche Kontaktteil an der Innenseite des Drehrings befestigt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung dient als Leiterbahnanordnung mit den ortsfesten Kontaktflächen ein flexibler Folienleiter. Dieser Folienleiter ist an denjenigen Bereichen, an denen die ortsfesten Kontaktflächen eines Schalters angeordnet sind, versteift. Versteift sind diese Bereiche des Folienleiters dadurch, daß diese jeweils an einem Anlagekörper anliegen und in dieser am Anlagekörper anliegenden Anordnung befestigt, beispielsweise mit dem Anlagekörper verklebt sind. Der Anlagekörper ist innerhalb der Schalteinrichtung in einer solchen Raumlage angeordnet, daß das mit den ortsfesten Kontaktflächen zusammenwirkende bewegliche Kontaktteil des Schalters durch den Drehring direkt und unmittelbar betätigt werden kann. Bei dieser Schalteinrichtung befinden sich nicht nur die ortsfesten Kontaktflächen der eingesetzten Schalter auf einem flexiblen Folienleiter, sondern der flexible Folienleiter kann ebenfalls benutzt werden, um aus diesem einen Anschlußabschnitt zu bilden. Bei dieser Ausgestaltung braucht eine Kontaktierung zwischen den Funktionsbereichen eines solchen Folienleiters innerhalb der eigentlichen Schalteinrichtung und einem Anschlußkabelsatz grundsätzlich nicht vorgenommen zu werden. Da die Gehäuse derartiger Schalteinrichtungen, insbesondere wenn diese als Lenkstockschalter in einem Kraftfahrzeug eingesetzt sind, üblicherweise im Wege eines Spritz- oder Druckgußverfahrens hergestellt werden, ist es ohne weiteres möglich, mit diesem Vorgang den Anlagekörper gleichzeitig mit herzustellen. Es bedarf dann lediglich eines einzigen Schrittes, den Folienleiter mit den mehreren ortsfesten Kontaktflächen in das Gehäuse mit seinem Anlagekörper einzusetzen und die Bereiche mit den ortsfesten Kontaktflächen entsprechend an dem Anlagekörper, beispielsweise durch eine Verklebung zu fixieren. Die durch den Anlagekörper versteiften Bereiche des flexiblen Folienleiters stellen ein ausreichendes Widerlager dar, um von beweglichen Kontaktteilen kontaktiert zu werden. Die beweglichen Kontaktteile können in diesem Falle etwa als Vielfingerschleifer ausgebildete Kontaktteile von Drehschaltern sein.

Um eine rastende Drehbetätigung zu ermöglichen ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Drehring an seiner Stirnfläche mit einem Rastprofil versehen, welches mit parallel zur Drehachse des Drehrings ausgerichteten, federbelasteten Rastbolzen zusammenwirkt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwei elektrische Schalter vorhanden sind, deren Drehringe längs der Drehachse zueinander versetzt mit einander zugewandten Rastprofilen angeordnet sind. Die mit diesen Rastprofilen kooperierenden Rastbolzen sind dabei mit ihren Rückseiten einander zugewandt angeordnet, so daß eine einzige Feder ausreicht, um die Federbeastung beider Rastbolzen zu realisieren.

Bevorzugt ist weiterhin die Ausgestaltung eines flexiblen Folienleiters, bei dem neben den die ortsfesten Kontaktflächen bildenden Bereichen weitere Funktionsbereiche z. B. zum Anschließen an ein Netz oder zur Aufnahme elektronischer Komponenten vorgesehen sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer elektrischen Schalteinrichtung mit zwei Drehschaltern im Längs- und Querschnitt,

Fig. 2 Teile der elektrischen Schalteinrichtung der Fig. 1 in einer Explosionsdarstellung

Die dargestellte elektrische Schalteinrichtung umfaßt zwei Drehschalter. Die Drehschalter umfassen jeweils einen zur Betätigung vorgesehenen Drehring 1, 2, wobei beide Drehringe 1, 2 um dieselbe Drehachse 12 drehbar gelagert sind. Bei den Drehschaltern handelt es sich um solche, mit denen ein mehrstufiges Schalten möglich ist, wie dies beispielsweise bei einem Lenkstockschalter eines Kraftfahrzeuges etwa zum Betätigen der Scheibenwischer oder dergleichen benötigt wird. Jedem Drehschalter ist als bewegliches Kontaktteil ein Schleifer 3, 4 zugeordnet, der sich jeweils mit einem als Vielfingerkontakt ausgebildeten Kontaktbereich auf ortsfesten Kontaktflächen abstützt. Die Schleifer 3, 4 sind unmittelbar an den Innenseiten der Drehringe 1 bzw. 2 befestigt. Eine Drehbewegung eines der beiden Drehringe 1, 2 resultiert somit unmittelbar in der gleichen Drehbewegung des jeweiligen Schleifer 3 bzw. 4, wobei sich diese über die zugeordneten ortsfesten Kontaktflächen bewegen. Diese ortsfesten Kontaktflächen sind auf einem flexiblen Folienleiter 5 ausgebildet, und zwar in Bereichen 5', die auf der Mantelfläche eines als Widerlager für die Kontaktkraft dienenden, kreiszylindrischen Anlagekörpers 6 anliegen und in dieser Anordnung z. B. mittels einer Klebeverbindung befestigt gehalten sind. Die ortsfesten Kontaktflächen bilden so innerhalb der Schalteinrichtung konzentrisch zu den Drehringen 1, 2 angeordnete Zylindermantelflächen, welchen gegenüberliegend die beweglichen Kontaktteile 3, 4 an der Innenseite der Drehringe 1, 2 befestigt angeordnet sind.

Die beiden Drehringe 1, 2 sind mit Abstand zueinander längs ihrer gemeinsamen Drehachse angeordnet und an ihren einander zugewandten Stirnflächen mit Rastprofilen 1', 2' versehen, welche in Zusammenwirkung mit parallel zur Drehachse der Drehringel, 2 ausgerichteten federbelasteten Rastbolzen 7, 7' und 8, 8' rastende Betätigungen der Schalter ermöglichen. Jedem Drehring 1, 2 sind zu diesem Zweck jeweils zwei einander bezüglich der Drehachse diametral gegenüberliegend angeordnete Rastbolzen 7, 7' und 8, 8' zugeordnet. Die Rastbolzen sind dabei jeweils paarweise mit ihren Rückseiten einander zugewandt angeordnet, so daß jeweils eine einzige Feder 9, bzw. 9' ausreicht, um die Federbelastung der beiden ein Rastbolzenpaar bildenden Rastbolzen 7, 8 bzw. 7', 8' zu realisieren.

Zusätzlich zu den Drehschaltern umfaßt die elektrische Schalteinrichtung noch weitere, als Drucktaster ausgeführte Schalter 10 und 11. Zur Aufnahme dieser Schalter sind auf dem flexiblen Folienleiter 5 weitere mit Aussteifungen versehene Abschnitte 5" vorgesehen. Die Drucktastenschalter können dabei wie in der Zeichnung dargestellt als fertige Schalterbausteine ausgeführt sein, es ist aber ebensogut möglich diese z. B. unter Verwendung von Domschaltmattenelementen zu realisieren, wobei dann durch die versteiften Abschnitte 5" des flexiblen Folienleiters 5 die ortsfesten Kontaktflächen für diese Schalter gebildet sind.

Der flexible Folienleiter 5 endet in einem weiteren versteiften Abschnitt 12, der z. B. zur Aufnahme elektronischer Bauteile vorgesehen sein kann, oder in dem die benötigten Leiter zum Anschließen der elektrischen Schalteinrichtung an ein Netz, beispielsweise an das Bordnetz eines Kraftfahrzeuges parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß mit der beanspruchten elektrischen Schalteinrichtung eine nicht unerhebliche Vereinfachung hinsichtlich der Realisierung von elektrischen Schaltereinrichtungen mit mehreren elektrischen Schaltern insbesondere dadurch ermöglicht ist, daß eine direkte Betätigung der jedem Schalter zugeordneten beweglichen Kontaktteile und ein Einsatz einer gemeinsamen Leiterplatte, ausgebildet als flexibler Folienleiter, möglich ist.

Claims (7)

1. Elektrische Schalteinrichtung mit zumindest einem einen Drehring (1, 2) umfassenden elektrischen Schalter, mit welchem Drehring (1, 2) ein bewegliches elektrisches Kontaktteil (3, 4) zum Kontaktieren von auf einer Leiterbahnanordnung befindlichen ortsfesten Kontaktflächen betätigbar ist, wobei die ortsfesten elektrischen Kontaktflächen des elektrischen Schalters Teil einer elektrischen Leiterplatte sind, bei der als Leiterplatte mit den ortsfesten Kontaktflächen ein flexibler Folienleiter (5) vorgesehen ist, der in den Bereichen (5'), in denen Kontaktflächen ausgebildet sind, an einem zumindest diese Bereiche (5') versteifenden Anlagekörper (6) anliegt und in dieser Anordnung befestigt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche eine innerhalb der Schalteinrichtung konzentrisch zu dem Drehring (1, 2) angeordnete Zylindermantelfläche bildet, welcher gegenüberliegend das bewegliche Kontaktteil (3, 4) an der Innenseite des Drehrings (1, 2) befestigt ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehring (1, 2) an einer Stirnfläche mit einem Rastprofil (1', 2') versehen ist, welches mit zumindest einem parallel zur Drehachse (12) des Drehrings (1, 2) ausgerichteten, federbelasteten Rastbolzen (7, 7'; 8, 8') zusammenwirkt.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche elektrische Kontaktteil (3, 4) als Vielfingerschleifer ausgebildet ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrische Schalter vorhanden sind, deren Drehringe (1, 2) längs der Drehachse (12) mit Abstand zueinander und mit einander zugewandten Rastprofilen (1', 2') angeordnet sind, wobei jeweils zwei der mit den Rastprofilen (1', 2') kooperierenden Rastbolzen (7, 8; 7', 8') mit ihren Rückseiten einander zugewandt und von einer gleichen Feder (9, 9') belastet sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Folienleiter (5) abschnittsweise ausgesteifte Bereiche (5") aufweist, die zur Aufnahme von als Drucktastern ausgebildeten weiteren elektrischen Schaltern (10, 11) vorgesehen sind.

6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Folienleiter (5) sich fortsetzt in einen Anschlußabschnitt (12), mit dem die Schalteinrichtung mit einem elektrischen Netz verbunden oder an ein solches anschließbar ist.

7. Verwendung einer elektrischen Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6 als Lenkstockschalter eines Kraftfahrzeuges.