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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bedienschalter, der aus einem Mechanismus für die Betätigung von Drucktasten, vorzugsweise mit elektronischen Kontakten und Silikondomen, besteht.
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Im Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Drucktasten im Wesentlichen sofort geschaltet, wenn der Bedienhebel einen vorgegebenen Neigungswinkel erreicht.
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Aus Patentanmeldung
EP2468590 sind Schalter bekannt, die aus Betätigungsmechanismen für Kontakte mit Silikondomen bestehen, wobei ein mit einem Bedienhebel verbundener Betätigungsstößel so eingerichtet ist, dass er auf einer geneigten Fläche gleitet und wobei der Stößel entlang seiner Bewegung auf der geneigten Fläche auf ein Bedienelement wirkt, das, während es sich um eine fixe Drehachse dreht, z. B. im Aufbau, aus dem die geneigte Fläche geformt ist, enthalten, so eingerichtet ist, dass es auf einen Silikondom wirkt. Die durch das Betätigungselement auf den Dom ausgeübte Wirkung führt dazu, dass die Struktur des Doms eingedrückt wird, wodurch ein elektrischer Kontakt geschlossen wird.
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Obwohl diese Lösung einfach scheint, treten Schwierigkeiten auf, wenn versucht wird, einen angemessenen Grad an Aktivierungs-/Deaktivierungszuverlässigkeit in sämtlichen Komponenten des genannten Schalters sicherzustellen.
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Die Hauptschwierigkeiten sind der begrenzte Weg solch horizontal drehbarer Bedienhebel, was sich sowohl aus ästhetischen als auch aus ergonomischen Gründen ergibt, und wodurch oft ein korrektes Schalten der Kontakte nicht sichergestellt werden kann.
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Darüber hinaus erfordern die neuesten geometrischen Spezifikationen kürzere Entfernungen zwischen den Mittelpunkten der Kontakte, z. B. Entfernung zwischen den Silikondomen. Dies führt dazu, dass ein Kraft-/Weg-Diagramm eine plötzliche Kraftverringerung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt zeigt. Das Schalten der Drucktaste geschieht genau zu diesem Zeitpunkt des abrupten Krafteinbruchs.
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Dies impliziert, dass, angesichts der reduzierten Entfernung zwischen den Silikondomen und dem festen Drehpunkt, ein sehr großer Winkel zu erzeugen ist, um einen zur Sicherstellung der elektrischen Schaltung ausreichenden Weg zu erreichen. Solch ein großer Winkel kann die korrekte Betätigung des Doms, welche so vertikal wie möglich erfolgen sollte, nicht sicherstellen.
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Die vorliegende Erfindung regt an, die oben genannten Probleme zu lösen, indem ein Bedienschalter mit einem Betätigungsmechanismus, der die in beigefügtem Anspruch 1 dargelegten Merkmale hat, zur Verfügung gestellt wird.
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Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Die Merkmale und Vorteile des erwähnten Schalters werden aus der folgenden Beschreibung einer Ausführung desselben ersichtlich, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, die konkret Folgendes illustrieren:
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1 ist eine axonometrische Ansicht eines Schalters mit dem zugehörigen Betätigungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Explosionsansicht des Schalters aus 1;
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3 ist eine Aufsicht des Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere von dessen Gehäuseaufbau;
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Die 4A, 4B und 4C zeigen eine erste Ausführung des Schalters aus 1 in drei durch den Betätigungsmechanismus zu drei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten eingenommenen Stellungen; 4A zeigt den Schalter in der Leerlaufstellung; 4B zeigt den Schalter während des Übergangs zwischen der Leerlaufstellung und der Zugstellung; 4C zeigt den Schalter in der Zugstellung;
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Die 5A, 5B, 5C und 5D zeigen eine zweite Ausführung des Schalters aus 1 in vier durch den Betätigungsmechanismus zu vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten eingenommenen Stellungen; 5A zeigt den Schalter während eines ersten Übergangs vor Erreichen der Zugstellung; 5B zeigt den Schalter während eines zweiten Übergangs vor Erreichen der Zugstellung; 5C zeigt den Schalter in der Zugstellung; 5D zeigt den Schalter während eines zusätzlichen Bedienhebelwegs, nachdem die Schaltung bereits durchgeführt wurde;
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6 zeigt das Kraft-/Weg-Diagramm, das durch den in 5A–5D gezeigten Betätigungsmechanismus erhalten wird;
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Die 7A–7D zeigen einige Schnittansichten von Details der verschiedenen Ausführungen; insbesondere ist 7A eine Schnittansicht des Unterteils des Schalters relativ zu einer Fläche, die tiefer ist als die in 3 verwendete Schnittebene; 7B ist eine vertikale Schnittansicht des Schalters aus 7A; 7C zeigt ein Detail des Stößels, des freigestellten Aufbaus und der Kontaktteile einer ersten Ausführung; 7D zeigt ein Detail des Stößels, des freigestellten Aufbaus und der Kontaktteile einer zweiten Ausführung.
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Unter Bezugnahme auf die oben aufgelisteten Zeichnungen besteht der Bedienschalter aus einem Bedienhebel 2, z. B. horizontal gelagert, durch welchen der Bediener den Schalter betätigen kann, einem Gehäuseaufbau 3 im oberen Teil dessen der genannte Bedienhebel 2 so befestigt ist, dass er sich um einen ersten Drehpunkt "O" drehen kann; einem Stößel 4, auf einer Seite am Bedienhebel 2 befestigt und sich mit diesem bewegend, sodass er entlang einer ersten Achse "X" des genannten Bedienhebels 2 gleiten kann, gestützt von einer elastischen Vorrichtung 41. Die genannte elastische Vorrichtung 41 ist beispielsweise eine Schraubenfeder mit einer voreingestellten Elastizitätskonstante "w". Detaillierter beschrieben hat der Stößel 4 an seinem freien Ende einen Schiebeteil 43.
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Der genannte Gehäuseaufbau 3 ist vorzugsweise eine boxartige Struktur, in welcher die oberen Flächen offen sind, um die Einführung eines Bedienhebels 2 in den oberen Bereich und die Befestigung einer Leiterplatte 5 im unteren Bereich zu ermöglichen, wie in den beigefügten Zeichnungen deutlich erkennbar.
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Am unteren Ende wird nach der Montage des Betätigungsmechanismus der Erfindung ein Schließelement 37 befestigt.
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Die Leiterplatte 5, im unteren Bereich des genannten Gehäuseaufbaus 3 angebracht, besteht zumindest aus zwei Drucktasten 51. Eine Vielzahl von Anschlusskontakten 55 wird an genannter Leiterplatte 5 befestigt und elektrisch mit den elektrischen Schaltkreisen, die in Leiterplatte 5 enthalten sind, verbunden. Die genannten Anschlusskontakte 55 stehen zumindest teilweise aus dem Schließelement hervor, um die Verbindung des Schalters an einen weiteren elektrischen Schaltkreis, z. B. in einem Fahrzeug oder Boot enthalten, zu ermöglichen.
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Der genannte Gehäuseaufbau 3 besteht in seinem Innenteil 3' aus einem freigestellten Aufbau 31, bestehend aus zwei geneigten Kontaktflächen 311, z. B. entlang einer zweiten Achse "Z", vorzugsweise vertikal, gespiegelt und somit einen ersten stumpfen Winkel "α" bildend. Der genannte Stößel 4 kann auf den genannten geneigten Kontaktflächen 311 entlang seines Wegs gleiten.
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Der genannte freigestellte Aufbau 31 ist strukturell am Gehäuseaufbau 3 befestigt, z. B. an den Innenwänden des Innenteils 3' des Gehäuseaufbaus 3. Der genannte freigestellte Aufbau 31 kann als Bestandteil des Gehäuseaufbaus 3, z. B. als ein Teil, gefertigt werden.
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Der genannte Schalter besteht zumindest aus einem Betätiger 6, der in der Nähe des genannten freigestellten Aufbaus 31, und zwar entlang desselben, positioniert ist.
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Jeder Betätiger 6 besteht aus zwei Kontaktteilen 65, jeder davon entlang einer geneigten Kontaktfläche 311 angebracht, auf welche der Stößel 4 entlang seines Wegs entlang der genannten geneigten Kontaktflächen 311 wirkt, und zwei Betätigungsteilen 63, jeder davon auf eine Drucktaste 51 ausgerichtet und so angepasst, dass er die jeweilige Drucktaste betätigt. Jede Drucktaste 51 enthält zumindest einen Silikondom 511. Vorzugsweise hat der genannte Silikondom eine Elastizitätskonstante, die größer ist als die der elastischen Vorrichtung 41, z. B. einer in Bedienhebel 2 enthaltenen Feder.
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Die genannten Kontaktteile 65 befinden sich zwischen den beiden Betätigungsteilen 63. Vorzugsweise befinden sich die genannten Betätigungsteile 63 bezüglich der Längsachse "K" des Betätigers an den äußersten Enden des Betätigers 6. Bestenfalls sind die genannten Kontaktteile 65 und die genannten Betätigungsteile 63 allesamt entlang der genannten Längsachse "K" ausgerichtet.
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Jeder Betätigungsteil 63 des Betätigers 6 ist oben auf einem jeweiligen Silikondom 511 platziert.
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Der genannte Betätiger 6 ist so angebracht, dass er nur auf den Silikondomen 511 aufliegt. Die genannten Silikondome 511 der jeweiligen Drucktasten 51 sind die einzigen Punkte, auf denen der Betätiger 6 aufliegt.
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Abhängig von der direkt durch Stößel 4 ausgeübten Wirkung auf einen der genannten Kontaktteile 65 kann sich der zugehörige Betätiger 6 als Funktion der Drehrichtung von Bedienhebel 2 um eine der zwei Drehachsen (T, T') drehen, welche beweglich, getrennt und entlang der genannten zweiten vertikalen Achse "Z" gespiegelt sind.
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Aufgrund der direkt durch Stößel 4 ausgeübten Wirkung auf einen der genannten Kontaktteile 65 kann sich jeder Betätiger 6, insbesondere als Funktion der Drehrichtung von Bedienhebel 2, um eine der zwei Drehachsen (T, T') drehen.
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Jede der beiden Drehachsen (T, T') steht senkrecht auf die genannte Achse "Z", vorzugsweise normal auf die durch die Achsen "Z" und "K" aufgespannte Fläche. Vorzugsweise befinden sich die genannten Drehachsen (T, T') jeweils auf einem Bestätigungsteil 63 des Betätigers 6 selbst. Eine Drehachse (T, T') befindet sich, abhängig von der auf Bedienhebel 2 ausgeübten Wirkung, auf dem Betätigungsteil 63 gegenüber des Betätigungsteils 63, der die Drucktaste 51 betätigen muss. Wenn die Drehrichtung von Bedienhebel 2 geändert wird, wird sich die Drehachse (T, T'), um die sich der Betätiger dreht, ebenfalls ändern, wodurch die Position der Drehachse zwischen den zwei Betätigungsteilen 63 gewechselt wird.
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Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet die Definition "bewegliche Drehachse", dass jede der genannten Achsen ihre eigene räumliche Position als Funktion der Drehung von Bedienhebel 2 ändert, und daher keinen fixen Drehpunkt darstellt. Zur Drehung des genannten Betätigers 6 werden keine Drehpunkte verwendet, da dieser nur auf den Silikondomen aufliegt.
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In der bevorzugten Ausführung ist der Betätiger 6 monolithisch, insbesondere ist er als ein Teil gefertigt.
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In der bevorzugten Ausführung befinden sich die genannten Kontaktteile 65 zwischen den beiden Betätigungsteilen 63. Die genannten Betätigungsteile 63 befinden sich bezüglich der Längsachse "K" des Betätigers an den äußersten Enden des Betätigers 6, wie beispielhaft in 3 gezeigt wird.
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In der bevorzugten Ausführung besteht jede Drucktaste 51 zusätzlich zu zumindest einem Silikondom 511 aus zumindest einem elektrischen Kontakt 512, so angepasst, dass beim Druck des Doms 511 ein elektrischer Schaltkreis geschlossen wird, z. B. wenn der Dom selbst eingedrückt wird. Vorzugsweise sind beide Betätigungsteile 63 des Betätigers 6 oben auf einem jeweiligen Silikondom 511 einer jeweiligen Drucktaste 51 platziert. Detaillierter beschrieben ist in einer ersten Ausführung des Betätigers 6 jeder Kontaktteil 65 eine geneigte Fläche, vorzugsweise mit einer variablen Neigung, und beide Teile haben das gleiche Profil. Die genannten Kontaktteile 65 sind entlang der genannten zweiten Achse "Z" gespiegelt, sodass ein zweiter freigestellter Aufbau gebildet wird, der einen zweiten stumpfen Winkel "φ" definiert, wie klar in 7C ersichtlich ist.
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Solch eine Konfiguration des Kontaktteils 65 agiert als Nocke, durch welche eine Drucktaste 51 betätigt wird, wenn Stößel 4 auf denselben Teil 65 drückt.
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Der genannte zweite stumpfe Winkel "φ" ist kleiner als der genannte erste stumpfe Winkel "α", der durch die geneigten Kontaktflächen 311 gebildet wird, wie klar in 7C gezeigt wird.
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Der genannte Betätigungsmechanismus ist in solch einer Weise montiert, dass sich der genannte Betätiger 6 um die Drehachsen (T, T') drehen kann, indem er sich jeweils um eine erste Drehachse T dreht, wenn der Bedienhebel 2 in eine Richtung bewegt wird, z. B. gegen den Uhrzeigersinn oder Drücken, und sich um eine zweite Drehachse T' dreht, wenn der Bedienhebel 2 in die andere Richtung bewegt wird, z. B. im Uhrzeigersinn oder Ziehen.
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Detaillierter beschrieben befinden sich die genannten Drehachsen (T, T'), wie in den Zeichnungen gezeigt, an den Betätigungsteilen 63, insbesondere an dem Betätigungsteil, der zu der Drucktaste 51 gegenüber der Drucktaste 51 gehört, die beim Drehen des Bedienhebels 2 betätigt werden muss.
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Der genannte Schalter hat grundsätzlich drei Betriebsstellungen:
- • eine Leerlaufstellung, wobei die erste Achse "X" des Bedienhebels 2 im Wesentlichen parallel zur zweiten vertikalen Achse "Z" ist, und die Drucktasten 51 beide deaktiviert sind, z. B. offen;
- • eine Druckstellung, wobei Bedienhebel 2 geneigt ist, vorzugsweise nach vorne, z. B. gegen den Uhrzeigersinn, um den Stößel 4 zu bewegen und eine erste Drucktaste zu aktivieren, z. B. die Drucktaste auf der linken Seite der Achse "Z", wie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt;
- • eine Zugstellung, wobei Bedienhebel 2 in die Gegenrichtung zu der der Druckstellung geneigt ist, vorzugsweise nach hinten, um den Stößel 4 zu bewegen und eine zweite Drucktaste zu aktivieren, z. B. die Drucktaste auf der rechten Seite der Achse "Z", wie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt;
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Der Übergang von der Leerlaufstellung auf eine der anderen Stellungen des Schalters erfordert den Eingriff des Bedieners, der eine Kraft auf Bedienhebel 2 ausübt und ihn dazu bringt, sich um den ersten Drehpunkt "O" zu bewegen. Während der Bedienhebel 2 sich um Drehpunkt "O" dreht, zieht er den sich innen befindenden Stößel 4 mit sich.
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Wenn der Bediener aufhört, die Kraft auf Bedienhebel 2 auszuüben, kehrt Bedienhebel 2 automatisch in die Leerlaufstellung zurück. Dieses Phänomen wird durch die Wirkung der elastischen Vorrichtung 41 und des freigestellten Aufbaus 31 ermöglicht.
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Während der Bewegung von Stößel 4 gleitet der Schiebeteil 43 an einer geneigten Kontaktfläche, da Stößel 4 durch eine elastische Vorrichtung 41 gestützt wird.
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Entlang des Wegs von Stößel 4 drückt der Schiebeteil 43 bei einem vorgegebenen Drehwinkel von Bedienhebel 2 auf den Betätiger 6, und bringt ihn so dazu, sich um die entsprechende Drehachse T oder T' zu drehen.
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In den dargestellten Ausführungen befindet sich die Drehachse (T, T') an den Betätigungsteilen 63, die oben auf Silikondom 511 aufliegen und insbesondere damit in Kontakt stehen.
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Betätiger 6, durch den Kontaktteil 65 gedrückt, übt seinerseits durch den Betätigungsteil 63 eine Kraft auf den entsprechenden Silikondom 511 aus. Die von Stößel 4 durch den genannten Betätigungsteil 63 auf den Betätiger 6 ausgeübte Kraft wird auf den entsprechenden Dom 511 übertragen. Insbesondere überträgt der betätigte Kontaktteil 65 die Kraft auf Betätigungsteil 63, welcher seinerseits eine Druckkraft auf den Dom 511 der entsprechenden Drucktaste 51 ausübt, wodurch die elektrische Schaltung durchgeführt wird. In dieser Situation wird sich der Betätiger 6 um die Drehachse (T oder T') drehen, die sich am Betätigungsteil 63 gegenüber des Betätigungsteils befindet, der Dom 511 drückt. Insbesondere dreht sich Betätiger 6 um eine Drehachse (T oder T'), die sich an dem Betätigungsteil 63 befindet, der zu dem Kontaktteil 65 gehört, der nicht von der Wirkung von Stößel 4 betroffen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kehrt der Betätigungsmechanismus automatisch in die Leerlaufstellung zurück, wenn der Bedienhebel 2 losgelassen wird.
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Wenn sich der Schalter in der Leerlaufstellung befindet, hört Betätiger 6 auf, auf die entsprechende Drucktaste 51 zu wirken, wodurch ein ungewolltes Schalten verhindert wird.
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Der Silikondom 511 hat elastische Eigenschaften, die ihm ermöglichen, wieder seine Ausgangsform anzunehmen, nachdem er gedrückt und/oder verformt wurde.
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Der genannte Silikondom 511 wird vorzugsweise in einer Silikonmatte geformt, z. B. an einer Leiterplatte 5 angebracht. Vorzugsweise befinden sich sämtliche im Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenen Silikondome in der genannten Silikonmatte.
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In verschiedenen Ausführungen (nicht gezeigt) kann der genannte Silikondom den genannten elektrischen Kontakt 512 enthalten, welcher darin integriert ist. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführung sind die elektrischen Kontakte 512 in einer passend geformten Metallfolie enthalten.
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Jeder Betätigungsteil 63 ist so angepasst, dass er am jeweiligen Silikondom 511 platziert werden kann, insbesondere oben auf diesem, vorzugsweise in Kontakt mit diesem. Der genannte Betätigungsteil 63 befindet sich an der Drehachse (T, T'), um welche sich Betätiger 6 dreht, wenn er durch den Stößel 4 betätigt wird, um den gegenüberliegenden Kontakt zu betätigen.
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Bei der Montage des Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung wird der genannte Betätiger 6 so angebracht, dass er auf den Silikondomen 511 aufliegt, wenn sich der Schalter in der Leerlaufstellung befindet. Die genannten Silikondome werden mit einer von den Designspezifikationen vorgegebenen bekannten Entfernung "d" zwischen den Mittelpunkten angebracht.
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In der in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Ausführung ist der Gehäuseaufbau 3 strukturell mit dem genannten freigestellten Aufbau 31 verbunden, welcher seinerseits aus zumindest zwei gleich geneigten, einander gegenüber liegenden Kontaktflächen 311 besteht, sodass ein symmetrischer und gespiegelter freigestellter Aufbau entsteht.
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Die Differenz zwischen dem genannten ersten stumpfen Winkel "α" und dem genannten zweiten stumpfen Winkel "φ" definiert eine Differenz in der Neigung zwischen dem ersten freigestellten Aufbau 31 des Gehäuseaufbaus 3 und dem zweiten freigestellten Aufbau, der durch die Kontaktteile 65 gebildet wird, wie in den beigefügten Zeichnungen klar ersichtlich ist. Die daraus entstehende Neigungsdifferenz ermöglicht es Stößel 4, auf Betätiger 6 zu wirken, welcher, während er sich um die jeweilige Drehachse T oder T' dreht, durch den jeweiligen Betätigungsteil 63 gegen den Silikondom 511 der verbundenen Drucktaste 51 drücken wird.
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Der genannte Bedienhebel 2 besteht aus einer Führung 21, so angepasst, dass sie einen Teil des genannten Stößels 4 aufnehmen kann und es dem Stößel 4 so ermöglicht, während des Übergangs zwischen den verschiedenen Betriebsstellungen entlang der ersten Achse "X" des Bedienhebels 2 zu gleiten, gestützt durch zumindest eine elastische Vorrichtung 41, z. B. einer Schraubenfeder.
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Der Weg von Stößel 4 innerhalb der Führung 21 ist in eine Richtung durch die Struktur der elastischen Vorrichtung 41 begrenzt, und in die andere Richtung durch Endanschlagselemente, die in Führung 21 ausgebildet und nicht im Detail gezeigt werden.
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Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird im Folgenden das Verhalten der Komponenten des Schalters der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben, wie beispielhaft in den 4A–4C gezeigt.
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In der Leerlaufstellung ist die erste Achse "X" des Bedienhebels 2 im Wesentlichen parallel zur Achse "Z" des Schalters, da sich der Schiebeteil 43 von Stößel 4 am untersten Punkt des freigestellten Aufbaus 31 befindet und durch die von der elastischen Vorrichtung 41 auf den Stößel 4 selbst ausgeübten Wirkung in der genannten Position gehalten wird, wodurch jegliche Vibrationen oder ungewollte Bewegungen vermieden werden, wie in 4A gezeigt. In der genannten Betriebsstellung ist der genannte Betätiger so platziert, dass seine Längsachse "K" orthogonal zur Achse "Z" ist.
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In der bevorzugten Ausführung wird der Schiebeteil 43 auch durch die Kontaktteile 65 des Betätigers 6, welche einen freigestellten Aufbau bilden, in der die geneigten Flächen aufgrund des kleineren zweiten stumpfen Winkels "φ" ein größeres Gefälle aufweisen, in der genannten Position gehalten.
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Wenn ein Bedienhebel 2 betätigt wird, um in die Zugstellung zu gelangen, dreht er sich um den Drehpunkt "O" und zieht Stößel 4 mit sich, wobei die elastische Vorrichtung 41 dessen Bewegung abstützt, sodass er beginnt, an der geneigten Kontaktfläche 311 zu gleiten, wie in 4B gezeigt.
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Entlang seines Wegs drückt Stößel 4 auf den entsprechenden Kontaktteil 65 des Betätigers 6, welcher im hierin gezeigten Fall eine geneigte Fläche ist, wodurch der Betätiger dazu gebracht wird, sich um die entsprechende Drehachse T zu drehen; während er sich abwärts bewegt, betätigt der Betätigungsteil 63, der zu dem durch denselben Betätiger 6 gedrückten Kontaktteil 65 gehört, die entsprechende Drucktaste 51 durch Drücken des Silikondoms 511, wodurch die elektrische Schaltung durchgeführt wird.
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Detaillierter beschrieben gleitet der Stößel in der Zugstellung an der geneigten Kontaktfläche auf der linken Seite der zweiten Achse "Z", und betätigt den entsprechenden Kontaktteil 65. Die von Stößel 4 auf Kontaktteil 65 ausgeübte Wirkung bringt den Betätiger 6 dazu, sich um die Drehachse T zu drehen, die sich am Betätigungsteil 63 auf der rechten Seite der zweiten Achse "Z" befindet. Eine solche Drehung senkt den gegenüberliegenden Betätigungsteil 63 ab, d. h. denjenigen auf der rechten Seite, der mit dem gedrückten Kontaktteil 65 verbunden ist, wodurch die entsprechende Drucktaste 51 betätigt und insbesondere der Silikondom 511 gedrückt wird. Wenn der linke Silikondom gedrückt wird, wird der rechte Silikondom nicht eingedrückt, weil die Druckkraft, die auf diesen Dom wirkt, nicht ausreichen wird, um ihn einzudrücken. Diese Merkmale sind in 4C klar ersichtlich. In den Druck- oder Zugstellungen ist der Betätiger 6 des Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung bezüglich der vertikalen Achse "Z" geneigt, und nicht senkrecht.
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Wenn der Bediener die Betätigung des Bedienhebels 2 beendet, gleitet Stößel 4 durch den Effekt der elastischen Vorrichtung 41 in die Gegenrichtung, wodurch er in die Leerlaufstellung zurückkehrt und Kontaktteil 65 des Betätigers 6 loslässt, sodass der Betätigungsteil 63 nicht länger auf den entsprechenden Dom 511 wirkt.
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Seinerseits wird Betätiger 6 durch Dom 511 in seine Position zurückgebracht, der dank seiner elastischen Eigenschaften wieder aufsteigt, um Betätiger 6 in seine Position zurückzubringen, insbesondere mit Achse "K" senkrecht auf die zweite Achse "Z".
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Wenn Bedienhebel 2 betätigt wird, um in die Druckstellung zu gelangen, wird der Ablauf auf gespiegelte Weise wiederholt, unter Einbeziehung des rechten Kontaktteils 65 und durch Drehen um die zweite Drehachse T', die sich am Betätigungsteil 63 auf der linken Seite der zweiten Achse "Z" befindet.
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Wenn der Bediener den Schalter in der Druck- oder Zugstellung hält, wird Stößel 4 weiterhin durch den Schiebeteil 43 auf den entsprechenden Kontaktteil 65 des Betätigers 6 wirken, ohne eine Fehlschaltung der Drucktaste 51 zu verursachen. Insbesondere wenn der Bedienhebel in der Druck- oder Zugstellung gedrückt gehalten wird, kommt es zu keinem Schalten der anderen Drucktaste 51, welche den Betätigungsteil 63 trägt, um den Betätiger 6 gedreht wird, und welche mit dem Kontaktteil 65 verbunden ist, der nicht durch Stößel 4 gedrückt wird.
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In der in 5A–5D dargestellten Ausführung haben die genannten Kontaktteile 65 eine solche Form, die einen vorgegebenen, vom Bediener wahrgenommenen Verlauf der Kraft-/Weg-Funktion sicherstellt, die insbesondere eine Kraft-/Weg-Funktion sicherstellt, in welcher es einen Gleichgewichtspunkt "e" zwischen der Widerstandskraft von Dom 511 und der durch den genannten Stößel 4, der auf dem genannten Betätiger 6 aufliegt, auf den gleichen Dom ausgeübten und von der genannten elastischen Vorrichtung gespeicherten Kraft gibt, ab welchem es ohne weitere Bewegung des Bedienhebels 2 zu einer im Wesentlichen sofortigen Kraftabnahme kommt, die in die Betätigung der entsprechenden Drucktaste 51 umgesetzt wird, und durch Freisetzung der in der elastischen Vorrichtung 41 gespeicherten Energie, insbesondere zum Eindrücken des Silikondoms 511, der auf den Kontakt 512 wirkt und dadurch die Schaltung durchführt, erreicht wird.
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Diese Funktion wird im in 6 gezeigten Diagramm beschrieben.
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Im ersten Abschnitt "a" des Diagramms, welcher der Phase vor der in 5A gezeigten Stellung entspricht, gleitet Stößel 4 entlang der geneigten Kontaktflächen 311, bis er einen Punkt "b" erreicht, wo er beginnt, Kontaktteil 65 zu drücken. Sobald er Punkt "b" erreicht, erreicht der Mechanismus eine Betriebsstellung, z. B. wie in 5B gezeigt, in der Stößel 4, statt Fortsetzung seines Wegs entlang der geneigten Fläche 311, die elastische Vorrichtung 41 drückt, welche eine vorgegebene Elastizitätskonstante "w" hat, die kleiner als die Elastizitätskonstante der Silikondome ist, während er am selben Kontaktteil 65 gleitet. Während Bedienhebel 2 gedreht wird, wird die elastische Vorrichtung weiterhin komprimiert, entsprechend Abschnitt "c" des Diagramms, bis Punkt "e" des Diagramms erreicht wird.
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Entlang von Abschnitt "c" des Diagramms verursacht die Form der Kontaktstruktur 65, auf welcher Stößel 4 gleitet, eine Kompression der elastischen Vorrichtung 41, wodurch Energie gespeichert wird. Sobald Punkt "e" überschritten wird, kommt es ohne weitere Bewegung des Bedienhebels 2 zu einer im Wesentlichen sofortigen Kraftreduktion, die in die Betätigung der Drucktaste 51 umgesetzt wird und insbesondere zu einem Eindrücken von Dom 511 führt. Diese Konfiguration ist in 5C ersichtlich. Die 5B und 5C entsprechen im Wesentlichen der gleichen Bewegung von Bedienhebel 2, beziehen sich aber auf zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte, vor und nach der im Diagramm von 6 ersichtlichen Kraftreduktion. Nach Überschreiten von Punkt "e" im Diagramm wird die durch die elastische Vorrichtung 41, z. B. eine Feder, gespeicherte Energie den von Silikondom 511 entgegengesetzten Widerstand überschreiten.
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Punkt "f" entspricht dem Punkt, an dem der Stößel erneut beginnt, entlang des Kontaktteils 65 zu gleiten, abgedeckt durch Diagrammabschnitt "g". Punkt "h" entspricht dem Ende des Drehwegs von Bedienhebel 2.
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Solch ein Ergebnis hinsichtlich eines gewünschten Gefühls- und Weg-Diagramms wird durch ein angemessenes Design der Form der jeweiligen Kontaktteile 65 erreicht, insbesondere durch Schaffung:
- • eines ersten Teils, in welchem der Kontaktteil ein Profil hat, das, bis zu einem vorgegebenen Drehwinkel von Bedienhebel 2, die Betätigung der Drucktaste 51 nicht auslöst.
- • eines zweiten Teils mit einem horizontal asymptotisch gekrümmten Profil, im Wesentlichen mit einer Buckelform, wie beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt.
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Der genannte erste Teil kann durch eine Weitung gebildet werden, in welcher der Kontaktteil 65 nicht durch den Stößel gedrückt werden kann, oder der Kontaktteil kann eine Neigung haben, die im Wesentlichen der Neigung der geneigten Kontaktflächen entspricht.
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Darüber hinaus hat die Elastizitätskonstante "w" der elastischen Vorrichtung 41 einen voreingestellten Wert, der es ihr ermöglicht, entlang der Abschnitte "c" und "g" im Diagramm von 6 komprimiert zu werden, um zu vermeiden, eine unbeabsichtigte Drehung von Betätiger 6 in unerwünschten Drehwinkeln auszulösen.
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Zusätzlich bietet der Teil des Kontaktteils 65 mit einem gekrümmten Profil einen Hebeleffekt, wodurch ein im Wesentlichen sofortiger Übergang zwischen den Punkten "e" und "f" im Diagramm von 6 sichergestellt wird.
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Die Bezeichnung "im Wesentlichen sofortig" bezieht sich auf die Tatsache, dass die im Diagramm repräsentierte Kraftreduktion und der Übergang zwischen den Stellungen von 5B und 5C in einer sehr kurzen Zeit, wie etwa ein paar Millisekunden, erfolgen, vorzugsweise in weniger als 1 Millisekunde.
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Jede Bewegung von Bedienhebel 2 entspricht der Bewegung von nur einem Betätigungsteil 63 des Betätigers 6 und der zugehörigen Drucktaste 51.
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Die vorliegende Lösung beseitigt sämtliche kritischen Aspekte einer Drucktastenaktivierung fast vollständig.
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Wie oben erwähnt wird die Rückbewegung von Bedienhebel 2 durch die elastische Vorrichtung 41 sichergestellt, während der Betätiger 6 gleichzeitig in den Anfangszustand zurückkehrt und die Betätigung von Drucktaste 51 beendet, sodass Dom 511 wieder aufsteigen kann.
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Im Allgemeinen ist, wie in 7A und 7B gezeigt, zumindest ein Halteelement 67 inkludiert, welches so angepasst ist, dass es in einen passenden Rahmen 33, zum Beispiel in den Innenteil 3' des Gehäuseaufbaus 3, eingesetzt werden kann, um während des Betriebs des Bedienhebels 2 jegliche Längsbewegung des Betätigers 6 zu vermeiden, z. B. entlang der genannten Längsachse "K". Die Anordnung und Platzierung des genannten Halteelements 67 ist aus 7A und 7B ersichtlich; insbesondere ist das genannte Halteelement 67 beispielsweise ein in Betätiger 6 enthaltener Vorsprung und nahe des Betätigungsteils 63 platziert.
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Das genannte Halteelement 67 wirkt gegen die Wände des entsprechenden Rahmens 33, wenn der nahegelegene Betätigungsteil 63 als Drehachse (T oder T') für Betätiger 6 wirkt, um eine Längsbewegung desselben Betätigers 6 zu vermeiden, z. B. übermäßige Bewegung in Richtung eines Kontaktteils 65, der durch Stößel 4 gedrückt wird.
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Solch eine Lösung stellt ein angemessenes Schalten der Kontakte des Schalters sicher, selbst wenn die Designspezifikationen einen reduzierten Drehwinkel von Bedienhebel 2 und eine kürzere Entfernung zwischen den Drucktasten 51 erfordern. Darüber hinaus erfordert diese Lösung, um sicherzustellen, dass die Vorrichtung korrekt funktionieren wird, keine erhöhte Anzahl an Teilen oder Komponenten, wodurch der Montagevorgang erleichtert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Bedienhebel
- 21
- Führung
- 3
- Gehäuseaufbau
- 31
- Freigestellter Aufbau
- 3'
- Innenteil
- 311
- Geneigte Kontaktflächen
- 33
- Rahmen
- 37
- Schließelement
- 4
- Stößel
- 41
- Elastische Vorrichtung
- 43
- Schiebeteil
- 5
- Leiterplatte
- 51
- Drucktaste
- 511
- Silikondom
- 512
- Elektrischer Kontakt
- 55
- Anschlusskontakte
- 6
- Betätiger
- 63
- Betätigungsteil
- 65
- Kontaktteil
- 67
- Halteelement
- "O"
- Erster Drehpunkt
- "X"
- Erste Achse
- "Z"
- Zweite Achse
- "K"
- Längsachse
- "T"
- Erste Drehachse
- "T'"
- Zweite Drehachse
- "α"
- Erster stumpfer Winkel
- "φ"
- Zweiter stumpfer Winkel
- "d"
- Entfernung
