DE112009000594T5

DE112009000594T5 - Aufbau eines elektrischen Schalters

Info

Publication number: DE112009000594T5
Application number: DE112009000594T
Authority: DE
Inventors: Christopher Mississauga Larsen; Albert Aurora Beyginian; Thedore London Nuica
Original assignee: Omron Dualtec Automotive Electronics Inc
Current assignee: Omron Dualtec Automotive Electronics Inc
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2011-02-10
Also published as: JP2011515011A; US20090229961A1; US8138432B2; CN102017036A; CN102017036B; BRPI0909335A2; WO2009111864A1

Abstract

Ein Schalteraufbau aufweisend:
einen Körper;
einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf;
einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung;
einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn die Haube sich in einer zusammengefalteten Stellung befindet, aufweist;
ein durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltertes Kolbenelement, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, und einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, aufweist;
einen Begrenzungsmechanismus zwischen dem Kolbenelement...

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung mit der Nummer 61/036,358, die am 13. März 2008 eingereicht wurde und deren Inhalt durch Bezug einbezogen wird.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter und insbesondere auf elektrische Schalter, bei denen ein elastomerer Abschnitt zur Betätigung des Schalters verwendet wird.
Hintergrund
In Automobilanwendungen werden elektrische Schalter oftmals zur Steuerung elektromechanischer Einrichtungen, wie zum Beispiel elektrische Fenster, Schiebedächer, Türverriegelungen, elektrische Spiegel etc., verwendet. Diese Schalter werden oft in eine Konsole oder in einen Türrahmen zusammen mit anderen Komponenten und Anbauteilen integriert. Aufgrund der wiederholten Verwendung vieler dieser elektrischen Schalter sind Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit von höchstem Rang. Darüber hinaus kann ein Versagen der Schalter die Verwendung eines wichtigen Merkmales, wie zum Beispiel die Möglichkeit, ein Türfenster zu öffnen oder zu schließen, verhindern.
Zusätzlich zur Zuverlässigkeit sind die Kosten eine wichtige Frage bei der Aufnahme elektrischer Eigenschaften in ein Automobil. Die Kosten zur Herstellung eines elektrischen Schalters für obige Anwendungen können durch die verwendeten Materialien, die verwendete Anzahl von Bauteilen und durch den Zusammensetzungsprozess, um nur einige zu nennen, beeinflusst werden. Folglich müssen die oft konkurrierenden Ziele der Schaffung einer Komponente mit geringen Kosten, die widerstandsfähig und zuverlässig ist, gegeneinander abgewogen werden.
Verschiedene Fensterschalter aus dem Stand der Technik lehren bestimmte Anordnungen zur Implementierung der Schalter in ein Automobil. Insbesondere zeigen solche Schalter aus dem Stand der Technik Mehrfunktionsschalter, bei denen ein einzelner Kipphebel oder ein „Betätigungsknopf” verwendet wird. Ein einzelner Fensterschalter kann eingesetzt werden, um eine Zwei-Stufen-Funktion sowohl in der Vorwärtsals auch Rückwärtsrichtung vorzusehen. Die gemeine Anwendung für solche Schalter ist das Vorsehen eines manuellen und automatischen Fensterbetriebes zum Öffnen und Schließen des Fensters, wobei der Fensterschalter bei Aufbringen einer ersten Kraft in einem manuellen Modus betrieben wird und der Fensterschalter bei Aufbringen einer zweiten Kraft, die größer als die erste Kraft ist, in einem Automatikmodus betrieben wird. Typischerweise wird durch Aufbringen der zweiten Kraft das Fensteröffnen fortgesetzt, ohne dass der Betätigungsknopf weiterhin gekippt wird. Im Allgemeinen liefern diese Fensterschalter eine taktile Rückmeldung an den Anwender, die es ermöglicht, dass der Anwender zwischen dem manuellen Modus und dem Automatikmodus unterscheiden kann.
Beispiele obiger Arten von Schaltern aus dem Stand der Technik sind in den US-Patenten mit den Nummern 6,737,592 (Hoang et al), das am 18. Mai 2004 veröffentlicht wurde; 6,914,202 (Sugimoto et al), das am 5. Juli 2005 veröffentlicht wurde; und 5,719,361 (Lee), das am 17. Februar 1998 veröffentlicht wurde, gezeigt.
Bei einigen Schaltern, wie zum Beispiel denen in Lee gezeigten, werden faltbare elastomere Hauben durch einen Betätigungsknopf betätigt, um Kontakte auf einer darunter liegenden Platine zu überbrücken, um wiederum den Schalter zu betätigen. Die elastomeren Hauben haben oftmals eine begrenzte Lebensdauer, die in Abhängigkeit des verwendeten Materials, der Erfahrung irgendwelcher auf die Hauben wirkender unnormaler oder unregelmäßiger Kräfte und der Verwendungshäufigkeit variieren kann. Die unnormalen und unregelmäßigen Kräfte können durch den verwendeten Betätigungsmechanismus und die von dem Anwender aufgebrachte Kraft beeinflusst werden und können verursachen, dass die Haube und folglich der Schalter vorzeitig ausfallen.
Es besteht ein Bedürfnis an einem elektrischen Schalter, mit dem wenigstens einem der oben beschriebenen Probleme Rechnung getragen werden kann und der eine Lösung liefert, die die Kosten und Zuverlässigkeit abwägt.
Überblick
In einem Aspekt wird ein Schalteraufbau geschaffen aufweisend einen Körper; einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn die Haube sich in einer zusammengefalteten Stellung befindet, aufweist; ein durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltertes Kolbenelement, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, und einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, aufweist; und einen Begrenzungsmechanismus zwischen dem Kolbenelement und dem elastomeren Abschnitt zur Beschränkung der Bewegung über eine untere Grenze hinaus, um die zusammenfaltbare Haube vor einer Überbeanspruchung zu schützen.
In einem weiteren Aspekt wird ein Schalteraufbau geschaffen aufweisend einen Körper, einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn sich die Haube in einer zusammengefalteten Stellung befindet, aufweist; und ein Kolbenelement, das durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltert wird, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, und einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, und wenigstens einen profilierten Abschnitt zum Wechselwirken mit einem komplementär profilierten Abschnitt auf dem Körper zur Beschränkung der Bewegung des Kolbenelementes in der durch den Abschnitt der elektrischen Schaltung definierten Ebene aufweist.
In einem weiteren Aspekt wird ein Schalteraufbau geschaffen aufweisend einen Körper; einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete aktive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn die Haube sich in einer zusammengefalteten Stellung befindet, und wenigstens eine darin gebildete passive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer taktilen Rückmeldung bei der Betätigung des Betätigungsknopfes ohne Funktion auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung aufweist; und ein Kolbenelement, das durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltert wird, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der aktiven zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, und einen dritten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der passiven zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung ebenfalls verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun lediglich im Wege eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei:
1 eine perspektivische Teilansicht einer Steuerungskonsole in dem Innenraum eines Automobils, die einen Aufbau eines elektrischen Schalters aufweist.
2 ist eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht des in 1 gezeigten Fensterschalteraufbaus.
3 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus entlang der in 1 gezeigten Linie III-III in einer neutralen Stellung.
4 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus, die eine Stellung manuellen Betriebes zeigt.
5 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus, die eine Übergangsstellung zeigt.
6 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus, die eine Stellung automatischen Betriebes zeigt.
7 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus, die eine Stellung vollständigen Weges zeigt.
8 ist eine Profilansicht des Kolbenelementes und eines Abschnittes des elastomeren Abschnittes, die in 7 gezeigt sind.
9 ist eine weitere Ausführungsform des in 8 gezeigten Mechanismus unterer Begrenzung.
10 ist noch eine weitere Ausführungsform des in 8 gezeigten Mechanismus unterer Begrenzung.
11 ist eine Schnittansicht des Schalteraufbaus, die die Wechselwirkung zwischen dem Kolbenelement und dem Körper zur Begrenzung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen zeigt.
12 ist eine perspektivische Teilansicht, die den in 11 identifizierten Abschnitt A zeigt.
13 ist eine Draufsicht im Schnitt, gesehen entlang der Linie VIII-VIII aus 7, die die Wechselwirkung zwischen dem Kolbenelement und dem Körper zur Begrenzung der Seitenbewegungen zeigt.
14 ist eine vergrößerte Ansicht der in 11 gezeigten Wechselwirkungen.
15(a) und 15(b) zeigen eine aktive faltbare Haube und ein passive faltbare Haube in einer neutralen Position.
16(a) und 16(b) zeigen die aktive faltbare Haube und die passive faltbare Haube in einer gefalteten Stellung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Es ist erkannt worden, dass aufgrund der wiederholten Benutzung des Aufbaus eines elektrischen Schalters, bei dem elastomere Hauben zur Betätigung des Schalters eingesetzt werden, und durch die Erfahrung unnormaler Belastungen oder anderer falscher Anwendungen die elastomeren Hauben eine vorzeitige Verschlechterung erfahren können oder sogar ausfallen können. Um solche Belastungen und falschen Anwendungen zu unterbinden und um eine gleichmäßige Belastung der elastomeren Hauben zu unterstützen, kann ein Schalteraufbau des Typs, bei dem ein elastomerer Abschnitt verwendet wird, derart konfiguriert werden, dass die Bewegungen verstellbarer Komponenten beschränkt oder begrenzt werden. Es ist ebenfalls herausgefunden worden, dass das Beschränken relativer Bewegungen der Komponenten das Rütteln aufgrund von Vibration des Schalteraufbaus minimieren kann, ohne dass zusätzliche Komponenten zur örtlichen Befestigung selbiger benötigt werden.
Das elastomere Pad umfasst eine oder mehrere faltbare Hauben, die derart angeordnet sind, dass ein durch den Schalteraufbau gehaltertes Kolbenelement die Hauben zusammenfaltet, wenn ein Betätigungsknopf gekippt wird. Das Kolbenelement kann in einem Aspekt einen Begrenzungsmechanismus aufweisen, um die Bewegung des Kolbenelementes nach unten derart zu begrenzen, dass die faltbaren Hauben nicht überlastet werden. Der Körper und der Kolben können ebenfalls mit komplementären, profilierten Abschnitten ausgebildet sein, die irgendeine oder mehrere der Vorwärts-/Rückwärtsbewegungen, der Seitenbewegungen und der Bewegungen nach oben/unten des Kolbens unter Bezug auf den Körper begrenzen, um eine unnormale Belastung der faltbaren Hauben zu verhindern, den Lebenszyklus des elastomeren Abschnittes zu erhöhen und das Rütteln des Kolbenelementes innerhalb des Körpers des Schalteraufbaus zu minimieren.
Es ist ebenfalls herausgefunden worden, dass sowohl Schalter mit einer einfachen Stellung als auch Schalter mit einer zweifachen Stellung vertauscht werden können, indem bestimmte der elastomeren Hauben derart abgeändert werden, dass sie passiv sind, wodurch der gleiche Schalteraufbau sowohl für Betätigungen mit zweifacher Rastung als auch Betätigungen mit einfacher Rastung verwendet werden kann, indem der elastomere Abschnitt einfach durch einen solche passive Hauben aufweisenden Abschnitt ersetzt wird.
Sich nunmehr den Figuren zuwendend zeigt 1 eine Steuerungskonsole 10 in dem Innenraum eines Fahrzeuges, die einen Schalteraufbau 20 derart haltert und aufnimmt, dass ein Abschnitt dessen durch eine Öffnung 12 hindurch freigelegt ist. Die Steuerungskonsole 10 kann an einer Tür, einer Mittelkonsole oder an irgendeinem anderen Abschnitt des Fahrzeuges, an dem ein Schalteraufbau 20 anzuordnen ist, angeordnet werden.
2 zeigt eine Ansicht eines auseinandergezogenen Aufbaus des Schalteraufbaus 20. Zum Zwecke der Klarheit ist eine begrenzte Anzahl an Bezugszeichen in 2 gezeigt, die nur die Komponenten bezeichnen, die in dieser Ausführungsform zur Bildung des Schalteraufbaus 20 zusammengesetzt werden. Es kann erkannt werden, dass der Schalteraufbau 20 einen Basisabschnitt 24 umfasst, der eine Schnittstelle zu einem elektrischen Anschluss oder einem Kabelstrang (nicht gezeigt) zum Anschließen an eine elektrische Einrichtung des Fahrzeuges bildet. Die Basis 24 haltert eine Platine (PCB, printed circuit board) 32, die wiederum einen darüberliegenden elastomeren Abschnitt 34 haltert. Der elastomere Abschnitt 34 umfasst in diesem Beispiel einen Satz aus vier faltbaren elastomeren Hauben 36, die bei der Betätigung des Schalteraufbaus 20 gedrückt und zusammengefaltet werden, um wiederum auf der Platine 32, wie es weiter unten genauer beschrieben werden wird, zu wirken. Der Schalteraufbau 20 umfasst ebenfalls einen Hauptkörper 22, der als eine Verkleidung oder eine Abdeckung für den elastomeren Abschnitt 34, die Platine 32 und die Verbindungen zwischen der Platine 32 und der Basis 24 fungiert. Der Körper 22 nimmt ebenfalls ein Paar von Kolbenelementen 44 derart auf, dass sie mit den entsprechenden der elastomeren Hauben 36 ausgerichtet sind.
Die Kolbenelemente 44 werden durch einen kippbaren Betätigungsknopf, der allgemein als ein Betätigungsknopf 64 bezeichnet wird, betätigt. Wenn der Schalteraufbau 20 zur Steuerung eines Fahrzeugfensters verwendet wird, kann der Betätigungsknopf 64 auch als ein Fensterknopf bezeichnet werden. Der Betätigungsknopf 64 wird auf dem Körper drehbar gehaltert und betätigt bei dessen Bewegung die Kolbenelemente 44. Es kann gesehen werden, dass die Kolbenelemente 44 gegenüberliegend ausgerichtet sind und, wie es später erläutert werden wird, wird eines beim Vorwärtskippen (drücken nach unten) des Betätigungsknopfes 64 betätigt, während hingegen das andere beim Rückwärtskippen (ziehen nach oben) des Betätigungsknopfes 64 betätigt. Im Allgemeinen funktionieren beide Kolbenelemente 44 auf ähnliche Art und Weise und folglich braucht nur die Funktion eines im Detail beschrieben werden.
Sich 3 zuwendend wird eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 1 gezeigt. 3 zeigt eine neutrale Position der Schalteranordnung 20 und zeigt die Wechselwirkung der in 2 gezeigten Komponenten, wenn der Schalteraufbau 20 zusammengesetzt ist. Es kann in 3 gesehen werden, dass der Körper 22 das Kolbenelement 44, den elastomeren Abschnitt 34 und die Platine 32 zum Schutz und zur Erleichterung der Wechselwirkung zwischen den Komponenten und der Bewegungen der Komponenten abdeckt. Der Körper 22 umfasst einen oberen Abschnitt 25, der derart aufgebaut ist, dass er eine nach oben stehende, am Ende geöffnete Säule 28 umfasst, die auf jeder Seite (siehe 2) einen Gelenkstift 30 zur drehbaren Befestigung des Betätigungsknopfes 64 vorsieht. Der Körper 22 ist an der Basis 24 angebracht, und fixiert gleichzeitig den elastomeren Abschnitt 34 auf der Platine 32. Der elastomere Abschnitt 34 umfasst eine nach unten gerichtete, sich erstreckende Randleiste 35, die zwischen die Kante der Platine 32 und den Körper 22 eingepasst ist, wenn diese, wie in 3 gezeigt, eingesetzt sind.
Die faltbaren Hauben 36 sind ebenfalls detaillierter in 3 gezeigt. Die Hauben 36 umfassen ein zentral angeordnetes, nach innen und unten gerichtetes Stellorgan 38 mit einem an deren unteren Ende befestigten Kontakt 40. Die Hauben 36 umfassen ebenfalls einen faltbaren Umfangsring 35 (siehe ebenfalls 14) aus elastomerem Material, der das Stellorgan 38 mit der Basis des elastomeren Abschnittes 34 verbindet und der, wenn er gefaltet wird, eine Bewegung nach unten des Stellorganes 38 und des Kontaktes 40 in Richtung der Platine 32 derart bewirkt, dass der Kontakt 40 einen darunterliegenden Abschnitt der Platine kontaktieren kann. In der neutralen in 3 gezeigten Stellung ist das Kolbenelement 44 auf ein Paar von Hauben 36 gesetzt, wobei ein Vorderseitenfuß 46 mit einer Vorderseitenhaube 36 und ein Rückseitenfuß 48 mit einer Rückseitenhaube 36 ausgerichtet ist, wobei in diesem Beispiel die Vorderseitenrichtung nach links, das heißt zur „Vorderseite” des Schalteraufbaus 20 zeigt.
Der Vorderseitenfuß 46 und der Rückseitenfuß 48 sind durch einen Abschnitt 50 des unteren Körpers, der sich zwischen den Füßen 46, 48 erstreckt, getrennt. Der Abschnitt 50 des unteren Körpers wird von einem Abschnitt 52 des oberen Körpers durch eine Erhöhung 51 getrennt, die eine im Wesentlichen nach oben zeigende Oberfläche zur Anlage gegen einen Abschnitt des Körpers 22 bei dem Zusammensetzen, wie es unten beschrieben werden wird, bildet. Der Abschnitt 50 des unteren Körpers ist derart profiliert, dass er eine vordere senkrecht orientierte Passage oder Schlitz 56 und eine hintere senkrecht orientierte Passage oder Schlitz 58 umfasst. Die Schlitze 56, 58 sind vorgesehen, damit sie komplementäre, profilierte Abschnitte des Körpers 22 zur Beschränkung der Bewegung des Kolbenelementes 44, wie es unten beschrieben werden wird, aufnehmen.
Es kann gesehen werden, dass in der in 3 gezeigten Konfiguration der Abschnitt 52 des oberen Körpers in Richtung des Vorderseitenfußes 46 und des Vorderseitenschlitzes 56 derart versetzt ist, dass er mit einer Nocke 72, die in einem sich von der Unterseite des Betätigungsknopfes 64 erstreckenden Fortsatz 70 ausgebildet ist, ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise geht das Kippen des Betätigungsknopfes 64 in eine Bewegung der Nocke 72 gegen den Abschnitt 52 des oberen Körpers über, wodurch die Bewegung des Kolbenelementes 44 in Abhängigkeit des Profils der Nocke 72 erzwungen wird. Das Kolbenelement 44 umfasst ebenfalls einen sich nach unten erstreckenden Begrenzungsmechanismus, der in dieser Ausführungsform durch eine mit der Nocke 72 und dem Abschnitt 52 des oberen Körpers entlang der Wirklinie des Betätigungsknopfes 64 ausgerichtete Säule 54 gebildet wird. Die Säule 54 ist in der Größe derart festgelegt, dass sie nicht die sich faltende Haube der Hauben 36 beeinträchtigt, aber sicherstellt, dass das Kolbenelement 44 die Hauben 36 nicht durch Überbelastung der sich faltenden Ringe 35 überbeansprucht. Wie weiter unten diskutiert, vermeidet die Säule 54 die Notwendigkeit, das Kolbenelement 44 an dem Körper 22 zu befestigen, wodurch sich die Anzahl an Komponenten und die Zeit zum Zusammensetzten verringern.
Der Betätigungsknopf 64 wird durch die nach oben stehende Säule 28 unter Verwendung des Paares von sich nach innen erstreckenden Drehstiften 30, die sich in entsprechende Löcher eines Paares der Fortsätze 70 (das heißt einer für die Wirkung auf das jeweilige Kolbenelement 44) einpassen, gehaltert. Der Betätigungsknopf 64 weist eine profilierte äußere Hülle auf, die einen integral ausgebildeten vorderen gekrümmten Abschnitt 68 und einen oberen gekrümmten Abschnitt 66 umfasst, um ein ergonomisches Gefühl für den Anwender zu liefern. Der Betätigungsknopf 64 ist derart profiliert, dass er auf dem oberen Abschnitt 66 gedrückt werden kann, um ein nach vorne Kippen zu bewirken, und unter Verwendung des vorderen Abschnittes 68 gezogen werden kann, um ein nach hinten Kippen zu bewirken.
Die Funktion des Schalteraufbaus 20 wird jetzt unter Bezug auf die 4–8, die ebenfalls den durch die Säule 54 gebildeten Überlastschutz zeigen, beschrieben werden. 4 zeigt eine erste Funktionsstellung, die oftmals als ein „Überschnapp”-Punkt bezeichnet wird, bei der der faltbare Ring 35 der Vorderhaube 36 beginnt, sich zusammenzufalten, und bei der der Anwender eine maximale Gegenkraft und eine taktile Rückmeldung erfahren würde. Dies wird durch nach vorne Kippen des Betätigungsknopfes 64 um den Drehstift 30 über eine bestimmte Distanz verursacht, was bewirkt, dass die Nocke 72 über den Abschnitt 52 des oberen Körpers des Kolbenelementes 44 rollt, was wiederum den Vorderfuß 46 in eine allgemein nach unten gerichtete Richtung drückt. Dem in 4 gezeigten „Überschnapp”-Punkt folgend faltet sich die Haube 36 vollständig zusammen und der Kontakt 40 kontaktiert den darunterliegenden Abschnitt der Platine 32, wodurch der erste Betätigungsmodus initiiert wird. In diesem Beispiel wird angenommen, dass der Schalteraufbau 20 für ein elektrisches Fenster in einem Fahrzeug verwendet wird und der erste Betätigungsmodus der manuelle Modus „Fensteröffnen” oder „Fensterschließen” ist. Es kann in 5 gesehen werden, dass der „Überschnapp”-Punkt für die hintere Haube 36 ungefähr zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Initiierung des ersten Betätigungsmodus auftritt, weil das Zusammenfalten der vorderen Haube 36 verursacht, dass das gesamte Kolbenelement 44 sich in eine Richtung nach unten bewegt. Wenn die Nocke 72 über den Abschnitt 52 des oberen Körpers rollt, beginnt der hintere Fuß 48, die hintere Haube 36 über ihren „Überschnapp”-Punkt in eine zweite Betätigungsstellung zu bewegen, in der der Kontakt 40 auf der hinteren Haube 36 die Platine 32 zur Initiierung der zweiten Betätigungsstellung kontaktiert, wie es in 6 gezeigt ist. In diesem Beispiel liefert die zweite Betätigungsstellung eine automatische Fensterbewegung, sodass sich das Fenster absenkt, bis es in Gänze geöffnet ist. Es kann gewürdigt werden, dass in der entgegengesetzten Richtung die automatische Einstellung verursacht, dass sich das Fenster automatisch schließt, bis es in Gänze geschlossen ist.
Sich nunmehr der 7 zuwendend kann gesehen werden, dass der gesamte Weg des Betätigungsknopfes 64 das Zusammendrücken der Hauben 36 fortsetzt. Um das Überbeanspruchen der Hauben 36 in dieser Stellung zu vermeiden, ist die Säule 54 zwischen dem Kolbenkörper 50 und dem elastomeren Abschnitt 32 angeordnet, um die weitere Bewegung nach unten des Kolbenelementes 44 zu begrenzen. Dies verhindert unnormale Belastungen, die unerwünschte Scherbeanspruchungen der Ringe 35, die zu einem vorzeitigen Ausfall führen können, verursachen können. 8 zeigt das Kolbenelement 44 und den elastomeren Abschnitt 34 isoliert, um die relative Größeneinteilung und den relativen Aufbau der Säule 54, der Füße 46, 48 und des Abschnittes 50 des unteren Körpers darzustellen. Es kann gesehen werden, dass die Säule 54 die weitere Bewegung nach unten der Füße 46, 48 begrenzt, während sie nicht das Zusammenfalten der Hauben 36 beeinträchtigt. In diesem Beispiel ist die Säule 54 allgemein mit der Nocke 72 und dem Abschnitt 52 des oberen Körpers derart ausgerichtet, dass sie sich auf der Wirklinie bei der Betätigung befindet. Dieser Aufbau wird zum Abstimmen des Kolbenelementes 44 unter Bezug auf den elastomeren Abschnitt 34 verwendet, um unnormale Belastungen, die Scherkräfte auf die Hauben 36 ausüben, zu verhindern.
Wie in 2 gezeigt, ist ein weiteres Kolbenelement 44 in dem Schalteraufbau 20 mit umfasst, das verwendet wird, den Schalteraufbau 20 in entgegengesetzter Richtung zu betätigen, zum Beispiel um ein Fahrzeugfenster anzuheben oder zu schließen. Das weitere Kolbenelement 44 funktioniert auf dieselbe Art und Weise und folglich müssen dessen Einzelheiten nicht wiederholt werden. Es wird jedoch angemerkt, dass der Betätigungsknopf 64 einen weiteren Fortsatz 70 mit einer entsprechenden Nocke 72 zum Angreifen an einem Abschnitt 52 des oberen Körpers des weiteren Kolbenelementes 44 umfasst.
Die Säule 54, die in 2–8 gezeigt ist, ist nur eine Ausführungsform zur Bildung eines Begrenzungmechanismus nach unten zwischen dem Kolbenelement 44 und dem elastomeren Abschnitt 34. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei der Begrenzungsmechanismus ein Paar von nach unten gerichteten, sich ersteckenden Verstärkungsrippen oder Schenkel 154 aufweist, die entlang der unteren Kante 53 des Kolbenelementes 44 beabstandet sind. In 9 ist ein Paar aus Schenkeln 154 zwischen den Füßen 46, 48 voneinander beabstandet, um das Kolbenelement 44 auszubalancieren, jedoch können mehr oder weniger als zwei Schenkel 154 abhängig von den Kosten und Platzbedingungen verwendet werden. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei der Begrenzungsmechanismus ein Paar von Schenkeln 24 umfasst, die wenigstens einen, aber bevorzugt beide Füße 46, 48 flankieren. Der äußere der Schenkeln 254 benötigt eine Erweiterungsstütze 256 zur Anordnung der Schenkel 254 entfernt von den Enden des Kolbenelementes 44. Obwohl der Begrenzungsmechanismus als Teil des Kolbenelementes 44 in diesen Beispielen gezeigt ist, kann es anerkannt werden, dass der Begrenzungsmechanismus als ein Teil des elastomeren Abschnittes 34 oder des Körpers 22, zum Beispiel als eine nach oben stehende Säule, Verstärkungsrippe oder ein anderer Vorsprung von dem elastomeren Abschnitt 34 oder als ein horizontaler Vorsprung von dem Körper 22, ausgebildet sein kann. Jedoch kann es angemerkt werden, dass, weil das elastomere Material weicher ist als Plastik, das üblicherweise zur Konstruktion des Kolbenelementes 44 verwendet wird, die Aufnahme des Begrenzungsmechanismus in das elastomere Pad 34 weniger effektiv sein kann. Auf ähnliche Art und Weise muss bei einem horizontalen Vorsprung von dem Körper 22 eine Beeinflussung des Kolbenelements 44 und der Funktion des elastomeren Abschnittes 34 verhindert werden. Es kann folglich anerkannt werden, dass der Begrenzungsmechanismus im Allgemeinen einen Fortsatz oder ein eingreifendes Element, das entweder an dem Kolbenelement 44, dem elastomeren Abschnitt 34, dem Körper 22 oder an einer anderen Komponente befestigt ist oder ein Teil dieser Elemente bildet, umfassen kann, der/das fähig ist, in die Bewegung des Kolbenelementes 44 unter Bezug auf den elastomeren Abschnitt 34 über einen Schwellwert hinaus einzugreifen, um das Überbelasten der Hauben 36 zu verhindern.
Unnormale und äußere auf die Hauben 36 einwirkende Kräfte können nicht nur aus einem Überbelasten in einer Richtung nach unten entstehen, sondern auch aus einer Bewegung des Kolbenelementes 44 relativ zu anderen Komponenten des Schalteraufbaus 20. Solche relativen Bewegungen können auch verursachen, dass das Kolbenelement 44 innerhalb des Körpers aufgrund der Vibration des Schalteraufbaus 20, beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeuges, rüttelt, was unerwünscht ist. Die Vibration und das resultierende Rütteln können minimiert werden, indem das Kolbenelement 44 unter Verwendung eines Stiftes oder eines anderen Mechanismus fixiert wird. Wie oben erwähnt, würde dies ebenfalls eine Überbelastung unterbinden. Jedoch erhöht das Fixieren des Kolbenelementes 44 die Anzahl der in dem Schalteraufbau 20 benötigten Komponenten und die Montagezeit. Daher ist es herausgefunden worden, dass, anstatt das Kolbenelement 44 an dem Körper 22 zu fixieren, der Körper 22 und das Kolbenelement 44 derart aufgebaut werden können, dass die Bewegung des Kolbenelementes 44 innerhalb des Körpers 22 festgelegt ist und geführt wird.
Die relative Bewegung des Kolbenelementes kann sowohl in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung als auch den Seitenrichtungen vorliegen und eine ungleichmäßige Belastung auf eine Seite der Hauben 36 verursachen, was zu auf die Hauben 36 wirkende Scherkräfte oder sogar auch Torsionskräfte führen kann. Es ist erkannt worden, dass die Hauben 36 andauernder und wiederholter Verwendung standhalten können, wenn sie richtig betätigt werden, nämlich wenn sie in einer allgemein senkrechten Richtung mit minimaler Spannung in anderen Richtungen zusammengefaltet werden. Um Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Kolbenelementes 44 zu beschränken, wird das durch die Schlitze 56, 58 vorgesehene Profil des Kolbenelementes 44 zur Anordnung des Kolbenelementes 44 innerhalb des Körpers 22 verwendet, indem es mit komplementären, profilierten Abschnitten des Körpers 22 wechselwirkt.
In einer Ausführungsform, die in 11 gezeigt ist, erstreckt sich ein erster Aufhänger oder eine Verstärkungsrippe 80 von dem oberen Abschnitt 25 des Körpers 22 durch den vorderen Schlitz 56 hindurch nach unten und eine zweite Verstärkungsrippe 82 erstreckt sich von dem obern Abschnitt 25 des Körpers 22 durch den hinteren Schlitz 58 hindurch nach unten. 12 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines in 11 gezeigten Abschnittes A, die die Wechselwirkung der Verstärkungsrippe 80 mit dem vorderen Schlitz 56 darstellt. Es kann erkannt werden, dass die Verstärkungsrippen 80, 82 das Kolbenelement 44 in einer allgemein senkrechten Richtung führen, wenn es durch den Betätigungsknopf 64 bewegt wird. Die relativen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen sind gemäß den Toleranzen zwischen den Verstärkungsrippen 80, 82 und den Schlitzen 56, 58 beschränkt. In der in 11 gezeigten Anordnung ist die Toleranz zwischen der vorderen Verstärkungsrippe 80 und dem vorderen Schlitz 56 geringer als die der hinteren Verstärkungsrippe 82 und dem hinteren Schlitz 58, weil der Vorderfuß 46 früher als der hintere Fuß 46 auf einen versetzten Drehpunkt einwirkt, was dem hinteren Fuß 48 einen leicht gebogenen Pfad vermittelt, wenn er auf die hintere Haube 36 wirkt. Der gebogene Pfad benötigt folglich mehr Spiel zur Bewegung des hinteren Schlitzes 58 um die feststehende Verstärkungsrippe 82 herum. Es wird ebenfalls angemerkt, dass die Verstärkungsrippen 80, 82 ebenfalls zur Führung und Anordnung des Kolbenelementes 44 innerhalb des Körpers 22 bei der Montage des Schalteraufbaus 20 nützlich sind.
Zusätzlich zu der Beschränkung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen ist es herausgefunden worden, dass durch Vorsehen ähnlicher Schlitze 56' und 58' auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenelementes 44, wie es in 13 gezeigt ist, Seitenbewegungen ebenfalls beschränkt werden können, um die Wahrscheinlichkeit unnormaler Belastungen der Hauben 36 und das Rütteln des Kolbenelementes 44 gegen den Körper 22 weiter zu vermindern. Es kann gesehen werden in 13, dass eine weitere vordere Verstärkungsrippe 84 sich durch den gegenüberliegenden vorderen Schlitz 56' erstreckt und eine weitere rückseitige Verstärkungsrippe 86 sich durch den gegenüberliegenden hintern Schlitz 58' erstreckt. Durch das Vorsehen der vier Schlitze 56, 56', 58 und 58' wird der Abschnitt 50 des unteren Körpers an seiner Verbindung mit jedem Fuß 46, 48 abgeschrägt. Ähnlich zu den Verstärkungsrippen 80, 82 führen auch die zusätzlichen Verstärkungsrippen 84, 86 das Kolbenelement 44 bei der Montage an ihren Ort.
Wie oben diskutiert wurde, legt der Übergang zwischen dem Abschnitt 50 des unteren Körpers und dem Abschnitt 52 des oberen Körpers des Kolbenelementes 44 eine Erhöhung 51 fest. Die Erhöhung 51 kann auf beiden Seiten des Kolbenelementes 44 gebildet sein, ähnlich zu dem Vorsehen der gegenüberliegenden Schlitze 56/56' und 58/58'. Die Erhöhungen 51 können weiterhin zur Anordnung des Kolbenelementes 44 in den Körper sowohl bei der Betätigung als auch bei der Montage verwendet werden, indem sie mit einem Paar oberer Verstärkungsrippen 90, wie es in 14 gezeigt ist, ineinander greifen. Es wird anerkannt, dass eine Kombination aus einer Verstärkungsrippe 90 und einer Erhöhung 51 anstatt eines Paares aus Verstärkungsrippen 90 und Erhöhungen 51 verwendet werden kann.
Es ist zu beachten, dass das Kolbenelement 44 während der Betätigung über die Wechselwirkung der Nocke 72 und dem Abschnitt 52 des oberen Köpers betätigt wird. Als solches ist die Bewegung nach oben des Kolbenelementes 44 normalerweise durch den Betätigungsknopf 64 beschränkt. Jedoch liegt die Nocke 72 nur an dem Abschnitt 52 des oberen Körpers an, wenn der Betätigungsknopf 64 nach vorne gekippt wird oder sich in der neutralen Stellung befindet. Wie es in 2 gesehen werden kann, kann ein weiteres Kolbenelement 44 zum Vorsehen einer ähnlichen Schaltsequenz in die entgegengesetzte Richtung verwendet werden, zum Beispiel um ein Fahrzeugfenster anzuheben oder zu schließen. Bei Betätigung in die entgegengesetze Richtung, würde die Nocke 72 nicht länger an dem Kolbenelement 44, wie es in 3–7 gezeigt ist, angreifen. Obwohl es verhindert wird, dass das Kolbenelement 44 aus dem Körper 22 herauskommt, kann die senkrechte Bewegung des Kolbenelementes 44 ein Rüttelgeräusch in dem Schalteraufbau 22 verursachen, was, wie es oben diskutiert wurde, im Allgemeinen unerwünscht ist. Um das Rütteln bei Nichtbenutzung, das durch die Vibration nach oben und unten des Kolbenelementes 44 verursacht wird, zu unterbinden, halten die oberen Verstärkungsrippen 90das Kolbenelement 44 in der neutralen Position auf dem elastomeren Abschnitt 34, wie es in 3 gezeigt ist, an seinem Sitz.
Es kann daher gesehen werden, dass das Kolbenelement 44 praktischer in den Körper 22 eingesetzt werden kann, indem die Bewegung des Kolbenelementes 44 beschränkt wird, anstatt das Kolbenelement 44 an dem Körper 22 zu befestigen. Die beschränkte Bewegung des Kolbenelementes 44 verhindert nicht nur unerwünschte Spannungen und eine Überbelastung der Hauben 36, indem die Bewegung des Kolbenelementes 44 unter Bezug auf den elastomeren Abschnitt 34 kontrolliert wird, sondern reduziert auch Rüttelgeräusche die durch Vibration des Schalteraufbaus 20 verursacht werden. Im Allgemeinen ist die Bewegung des Kolbenelementes 44 beschränkt, indem komplementäre, wechselwirkende, profilierte Abschnitte des Körpers 22 und des Kolbenelementes 44, zum Beispiel im Wege von Verstärkungsrippen, Schlitzen und Kanten, wie es oben beschrieben wurde, vorgesehen werden.
Unter nochmaligem Bezug auf 2, kann der Körper 22, um den Schalteraufbau 22 zusammenzusetzen, zuerst umgedreht werden, sodass die Säule 38 nach unten zeigt. Die Kolbenelemente 44 können sodann an ihre Position geführt werden, indem sichergestellt wird, dass die Verstärkungsrippen 80, 82, 84, 86 in den Schlitzen 56, 56', 58, 58' gleiten. Die Erhöhungen 51 werden ebenfalls gegen die oberen Verstärkungsrippen 90 gesetzt. Der elastomere Abschnitt 54 kann sodann in den Körper derart eingesetzt werden, dass die Hauben 36 mit den Kolbenelementen 44 ausgerichtet sind, und anschließend wird die Platine 32 derart eingesetzt, dass sie in der Randleiste 35 enthalten ist. Alternativ können der elasomere Abschnitt 34 und die Platine 32 zuerst zusammengesetzt werden und anschließend, wenn gewünscht, eingesetzt werden. Dies befestigt die Kolbenelemente 44 zwischen dem elastomeren Abschnitt 34 und dem Körper 22 und erfordert keine weitere Positionierung der Kolbenelemente 44. Die Basis 24 kann anschließend mit dem Körper 22 und der Platine 32 zur Vervollständigung des Zusammensetzens verbunden werden. Es wird gewürdigt, dass Befestigungen und andere Halterungsmechanismen, wie zum Beispiel Schrauben oder Klipps verwendet werden können, um die Platine 32 an dem Körper 22 zu befestigen und den Körper 22 mit der Basis 24 zu verbinden. Der Betätigungsknopf 64 kann anschließend an seinem Ort einschnappen, indem die Löcher in dem Betätigungsknopf 64 mit den entsprechenden Stiften ausgerichtet werden. Alternativ kann der Betätigungsknopf 64 an der Basis zu Beginn des Zusammensetzungsprozesses befestigt werden. Wie es in 2 gesehen werden kann, kann der Säule 28 ein Profil gegeben werden, dass sich an dem vorderen Ende und dem hinteren Ende unterscheidet, um die Orientierung des Betätigungsknopfes 64 zu unterstützen.
Der Schalteraufbau 20, der in 2-14 gezeigt ist und der oben beschrieben wurde, funktioniert in der Weise einer „Zweifachrastung”, indem das Falten eines Paares von Hauben 36 in Aufeinanderfolge ausgenützt wird, um zwei Schaltzustände vorzusehen. Ähnliche Schalteraufbauten benötigen nur einen einzigen Zustand oder eine Funktion einer „Einfachrastung”, zum Beispiel einige sehen nur eine manuelle Fensterfunktion vor. Es ist herausgefunden worden, dass der Körper 22, das Kolbenelement 44 und der Betätigungsknopf 46, die für eine Doppelrastungs-Funktion verwendet werden, ebenfalls für eine Einfachrastungs-Funktion verwendet werden können, indem bestimmte der „aktiven” elastomeren Hauben 36 (das heißt solche, die Kontakte 40 aufweisen) durch „passive” elastomere Hauben 136 (das heißt Dummyhauben, die die Platine 32 nicht betätigen) ausgetauscht werden und folglich nur das Ersetzten des elastomeren Abschnittes 34 notwendig ist, um verschiedene Schaltkonfigurationen vorzusehen. Als solches ändert der einfache Austausch des elastomeren Abschnittes 34 den Schalteraufbau 20 von einem Doppelrastungs-Schalter zu einem Einfachrastungs-Schalter. In einem Beispiel bleibt die vordere Haube 36 die gleiche, während die hintere Haube 36 durch eine passive Haube 136 ersetzt wird. Ein Vergleich zwischen den aktiven Hauben 136 und den passiven Hauben 136 in einer neutralen Stellung ist in den 15a beziehungsweise 15b gezeigt.
Wie es in 15 gesehen werden kann, ist die passive Haube 136 im Allgemeinen ähnlich im Aufbau zu der aktiven Haube 36, aber umfasst abgeänderte Proportionen, um kein wahrnehmbares Schnappgefühl an der Haube 136, dass im Allgemeinen als ein „Nulltaktil-Verhältnis” bezeichnet wird, vorzusehen. Mechanisch kann dies derart beschrieben werden, dass es keinen Wendepunkt der Kraft-Versetzungs-Kurve der Haube 136 gibt. Dies erlaubt einen erhöhten Weg des Betätigungsknopfes 46 demgegenüber, wenn nur eine aktive Haube 36 verwendet wird, und beinhaltet auch kein schnappartiges Gefühl verglichen mit einer aktiven Haube 36. Die passive Haube 136 umfasst ein verlängertes Stellglied 138 verglichen mit dem Stellglied 38 und verwendet keinen Kontakt 40. Der Umfangsring 135 bei der passiven Haube 136 kann einen geringeren Winkel unter Bezug auf das Pad 134 in Richtung des Stellgliedes 138 aufweisen, und solch ein Winkel kann zur Erzielung des Nulltaktil-Verhältnisses abgeändert werden. Ebenfalls, weil das Stellglied 138 verlängert ist, sollte die Haube sich weniger abrupt zusammenfalten als die aktive Haube 35, was das Vorliegen der passiven Haube 136 verbirgt, das heißt das Schnappgefühl entfernt.
Die zusammengefalteten Stellungen sind in den 16(a) und 16(b) gezeigt. Bei Betätigung verursacht das Aufbringen einer ersten Kraft F, dass sich die aktive Haube 36 zusammenfaltet und die passive Haube 136 nachgibt, um zusätzlichen Weg für das Kolbenelement 44 zuzulassen. Auf diese Art und Weise, wie es oben angemerkt wurde, sollte die passive Haube 136 kein weiteres Schnappgefühl bei der Betätigung des Schalters liefern. Die Verwendung der passive Haube 136 gleicht die Belastung auf das Kolbenelement 44 aus, während es zulässig ist, dass der gleiche Schalteraufbau 20, der oben beschrieben wurde, für das Vorsehen einer Einfachrastungs-Funktion verwendet werden kann, indem der elastomere Abschnitt 34 einfach durch einen ersetzt wird, der geeignet angeordnete passive Hauben 136 aufweist.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf bestimmte spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind verschiedene Abänderungen derer für den Fachmann offensichtlich, ohne dass der Grundgedanke und der Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargestellt sind, verlassen wird.
Zusammenfassung
Ein Schalteraufbau, der eine elektrische Schaltung unter Verwendung eines elastomeren Pads betätigt, wird geschaffen. Das elastomere Pad umfasst eine oder mehrere zusammenfaltbare Hauben, die derart angeordnet sind, dass ein Kolbenelement das durch die Schalteranordnung gehaltert wird, die Hauben zusammenfaltet, wenn ein Betätigungsknopf verkippt wird. Das Kolbenelement kann einen Begrenzungsmechanismus aufweisen, um die Bewegung nach unten des Kolbenelementes derart zu begrenzen, dass die zusammenfaltbaren Hauben nicht überbeansprucht werden. Der Körper und der Kolben können ebenfalls mit komplementär profilierten Abschnitten ausgebildet sein, die irgendeine oder mehrere der Bewegungen nach vorne/hinten, zur Seite und oben/unten des Kolbens unter Bezug auf den Körper beschränken, um eine unnormale Belastung auf die zusammenfaltbaren Hauben zur Erhöhung des Lebenszyklus des elastomeren Abschnittes zu verhindern. Der elastomere Abschnitt kann ebenfalls derart angepasst werden, dass eine Rückmeldung sowohl einer Einfachrastung als auch einer Zweifachrastung vorgesehen werden kann, indem passive zusammenfaltbare Hauben, die eine taktile Rückmeldung ohne Funktion auf der elektrischen Schaltung liefern, verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6737592 [0006]
- US 6914202 [0006]
- US 5719361 [0006]

Claims

Ein Schalteraufbau aufweisend: einen Körper; einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn die Haube sich in einer zusammengefalteten Stellung befindet, aufweist; ein durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltertes Kolbenelement, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, und einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, aufweist; einen Begrenzungsmechanismus zwischen dem Kolbenelement und dem elastomeren Abschnitt zur Beschränkung der Bewegung über eine untere Grenze hinaus, um die zusammenfaltbare Haube vor einer Überbelastung zu schützen.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 1, wobei der Begrenzungsmechanismus eine sich nach unten erstreckende Säule, die von dem Kolbenelement vorsteht, umfasst.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 2, wobei die Säule mit dem ersten nach oben gerichteten Abschnitt entlang einer Wirklinie des Betätigungsknopfes ausgerichtet ist.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 1, wobei der Begrenzungsmechanismus einen oder mehrere sich zwischen dem Kolbenelement und dem elastomeren Abschnitt erstreckende Schenkel umfasst.
Ein Schalteraufbau aufweisend: einen Körper; einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über dem Abschnitt der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn sich die Haube in einer zusammengefalteten Stellung befindet, aufweist; ein durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltertes Kolbenelement, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, und einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, und wenigstens einen profilierten Abschnitt zur Wechselwirkung mit einem komplementären, profilierten Abschnitt auf dem Körper zur Beschränkung der Bewegung des Kolbenelementes in der durch den Abschnitt der elektrischen Schaltung definierten Ebene, aufweist.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 5, wobei der profilierte Abschnitt derart angeordnet ist, dass Bewegungen nach vorne und hinten des Kolbenelementes unter Bezug auf den Körper beschränkt sind.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der profilierte Abschnitt derart angeordnet ist, dass Seitenbewegungen des Kolbenelementes unter Bezug auf den Körper beschränkt sind.
Schalteraufbau gemäß einem der Ansprüche 5–7, wobei der Körper einen senkrecht begrenzenden Mechanismus zur Anordnung des Kolbenelementes in dem Körper bei dem Zusammensetzen des Schalteraufbaus aufweist.
Ein Schalteraufbau aufweisend: einen Körper; einen durch den Körper drehbar gehalterten Betätigungsknopf; einen unter dem Betätigungsknopf liegenden Abschnitt einer elektrischen Schaltung; einen über der elektrischen Schaltung liegenden elastomeren Abschnitt, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete aktive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung, wenn sich die Haube in einer zusammengefalteten Stellung befindet, und wenigstens eine darin gebildete passive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer taktilen Rückmeldung bei der Betätigung des Betätigungsknopf ohne Funktion auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung aufweist; ein durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltertes Kolbenelement, wobei das Kolbenelement einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der aktiven zusammenlegbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die aktive elastomere Haube zusammenfaltet, und einen dritten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der passiven zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung ebenfalls verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet.
Schalteraufbau gemäß Anspruch 9, wobei die passive zusammenfaltbare Haube sich durch eine Kraft zusammenfaltet, die größer ist als diejenige, die zum Zusammenfalten der aktiven zusammenfaltbaren Haube notwendig ist.
Ein Kolbenelement für einen Schalteraufbau mit einem Körper, einem Betätigungsknopf, der durch den Körper über einem elastomeren Abschnitt mit wenigstens einer zusammenfaltbaren Haube gehaltert wird, wobei das Kolbenelement durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt gehaltert wird, wobei das Kolbenelement aufweist: einen ersten nach oben gerichteten Abschnitt, der an dem Betätigungsknopf derart anliegt, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes verursacht, dass das Kolbenelement sich in Richtung des elastomeren Abschnittes bewegt, einen zweiten nach unten gerichteten Abschnitt, der mit der zusammenfaltbaren Haube derart ausgerichtet ist, dass die Bewegung des Betätigungsknopfes über einen vorbestimmten Schwellwert hinaus verursacht, dass das Kolbenelement die elastomere Haube zusammenfaltet, und einen Begrenzungsmechanismus, zur Beschränkung der Bewegung des Kolbenelementes unter Bezug auf den elastomeren Abschnitt.
Kolbenelement gemäß Anspruch 11, wobei der Begrenzungsmechanismus zwischen dem Kolbenelement und dem elastomeren Abschnitt zur Beschränkung der Bewegung über eine untere Grenze hinaus angeordnet ist, um die zusammenfaltbare Haube vor einer Überbelastung zu schützen.
Kolbenelement gemäß Anspruch 11, wobei der Begrenzungsmechanismus eine sich nach unten erstreckende Säule, die von dem Kolbenelement vorsteht, umfasst.
Kolbenelement gemäß Anspruch 13, wobei die Säule mit dem ersten nach oben gerichteten Abschnitt entlang einer Wirklinie des Betätigungsknopfes ausgerichtet ist.
Kolbenelement gemäß Anspruch 11, wobei der Begrenzungsmechanismus einen oder mehrere sich zwischen dem Kolbenelement und dem elastomeren Abschnitt erstreckende(n) Schenkel aufweist.
Kolbenelement gemäß einem der Ansprüche 11–15, wobei der Begrenzungsmechanismus wenigstens einen profilierten Abschnitt zur Wechselwirkung mit einem komplementären, profilierten Abschnitt auf dem Körper zur Beschränkung der Bewegung des Kolbenelementes in der durch den Abschnitt der elektrischen Schaltung definierten Ebene aufweist.
Kolbenelement gemäß Anspruch 16, wobei der profilierte Abschnitt angeordnet ist, Bewegungen nach vorne und hinten des Kolbenelementes unter Bezug auf den Körper zu beschränken.
Kolbenelement gemäß Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei der profilierte Abschnitt angeordnet ist, Seitenbewegungen des Kolbenelementes unter Bezug auf den Körper zu beschränken.
Kolbenelement gemäß einem der Ansprüche 16–18, wobei der Köper einen senkrecht begrenzenden Mechanismus zur Anordnung des Kolbenelementes in dem Körper während des Zusammensetzens des Schalteraufbaus aufweist.
Ein elastomerer Abschnitt für einen Schalteraufbau mit einem Körper, einem durch den Körper gehalterten Betätigungsknopf, einem Abschnitt einer elektrischen Schaltung und einem durch den Körper zwischen dem Betätigungsknopf und dem elastomeren Abschnitt zu halternden Kolbenelement, wobei der elastomere Abschnitt zwischen dem Kolbenelement und dem Abschnitt der elektrischen Schaltung einzufügen ist, wobei der elastomere Abschnitt wenigstens eine darin gebildete aktive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer Verbindung auf der elektrischen Schaltung, wenn die Haube sich in einer zusammengelegten Stellung befindet, und wenigstens eine darin gebildete passive zusammenfaltbare Haube zum Vorsehen einer taktilen Rückmeldung bei der Betätigung des Betätigungsknopfes ohne Funktion auf dem Abschnitt der elektrischen Schaltung aufweist.