DE19939189A1 - Schalter, insbesondere Rückfahrleuchtenschalter für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein Schalter (1), insbesondere ein Rückfahrleuchtenschalter für Kraftfahrzeuge, umfaßt ein Gehäuse (2, 3), das durch eine Membran (10) in einen Stößelraum (4) und einen Kontaktraum (5) unterteilt ist, sowie eine durch einen federbelasteten Betätigungsstößel (8) auslösbare Kontakteinrichtung (14) im Kontaktraum (5). Der Betätigungsstößel (8) ist an die Membran (10) anlegbar und die Membran (10) wirkt auf einen im Kontaktraum (5) angeordneten Schaltkontakt (16) ein. Die zumindest einen Schaltkontakt (16) aufweisende Kontakteinrichtung (14) ist verkapselt in den Kontaktraum (5) eingebracht. Die Verkapselung der Kontakteinrichtung (14) verhindert, daß eingedrungenes Getriebeöl oder diffundierende Gase unmittelbar auf die in der Kontakteinrichtung (14) befindlichen Schaltelemente (16, 18) einwirken können. Durch diese Maßnahme wird die Qualität und Lebensdauer des Schalters (1) erheblich verbessert und es ergibt sich die Möglichkeit, mit dem Schalter (1) niedrige Ströme dauerhaft zuverlässig zu schalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbe­ sondere Rückfahrleuchtenschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das durch einen Membran in einen Stößel­ raum und einen Kontaktraum unterteilt ist, und mit einem federbelasteten Betätigungsstößel zum Schließen einer im Kontaktraum angeordneten Kontakteinrichtung, wobei der Betätigungsstößel an die Membran anlegbar ist und die Membran auf einen im Kontaktraum angeordneten Schaltkon­ takt einwirkt.

Derartige stößelbetätigte Schalter werden in der Technik für vielfältige Schaltfunktionen benötigt und eingesetzt. Insbesondere werden solche Schalter als Rück­ fahrleuchtenschalter am Getriebegehäuse von Kraftfahrzeu­ gen montiert, wobei die Betätigung des Schalters beim Einlegen des Rückwärtsganges mechanisch erfolgt. Über eine in den Schalter integrierte Kontakteinrichtung wird bei Betätigung des Stößels eine elektrische Verbindung zu den Rückfahrleuchten des Kraftfahrzeuges hergestellt.

Ein einfacher elektrischer Rückfahrleuchten­ schalter für Kraftfahrzeuge ist aus der DE 32 13 419 A1 bekannt. Im Schaltergehäuse sind zwei räumlich voneinan­ der getrennte und durch eine Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbindbare Schaltkontakte angeordnet. Dabei ist das Schaltergehäuse zweiteilig ausgebildet und beide Gehäuseteile sind miteinander verschraubt. Da die Gehäu­ seteile nicht durch eine Membran getrennt sind, tritt Ge­ triebeöl von außen in das Innere des Schalters unmittel­ bar in den Kontaktraum ein.

Im allgemeinen sind die in der Praxis verwende­ ten Schalter, insbesondere Rückfahrleuchtenschalter für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art wenig beständig gegenüber den verwendeten Getriebeölen. Das Getriebeöl wird bei Betätigung des Stößels vom Getrieberaum über den Betätigungsweg des Stößels und gegebenenfalls den Randbe­ reich des Membransitzes in den Kontaktraum gesaugt. Auch über den Verbindungsbereich der beiden Gehäuseteile kann bei nicht genügendem Abdichtdruck der Membran bzw. bei poröser Membran Getriebeöl bzw. Gas über deren randseiti­ gen Abdichtbereich eintreten. Dabei gelangt Getriebeöl in den die elektrischen Schaltelemente aufweisenden Kontakt­ raum des Schalters. Im Laufe der Zeit wird darüber hinaus die im Schalter angeordnete Membran aus einem elastischen Material porös, so daß von der Membran stammende Elasto­ meranteile in Gasform in den Kontaktraum diffundieren und sich an den Kontaktelementen niederschlagen. Dies führt zu einem Nachlassen der Kontaktgabe und im äußersten Fall zu einem Ausfall des Schalters. Aufgrund des Schaltstro­ mes beim Öffnen des Schaltkontaktes verbrennen infolge der Lichtbogenwirkung das Getriebeöl und die diffundier­ ten Gase an den Schaltkontakten. Es kommt zu einer dra­ stischen Widerstands- und Temperaturerhöhung im Kontakt­ raum, der zum vorzeitigen Ausfall des Schalters führt.

Aus der DE 40 00 827 C1 ist ein weiterer Rück­ fahrleuchtenschalter bekannt, der aus einem zweiteiligen Schaltergehäuse besteht. Zwischen beiden Gehäuseteilen ist eine Membran aus einem hochmolekularen Kunststoff an­ geordnet, die durch Ultraschallschweißen mit einem der Gehäuseteile unlösbar verbunden ist. Die relativ straff gespannte Membran ist nicht langzeitbeständig und wider­ standsfähig gegen die hohen Temperaturen des den Schalter umgebenden Getriebeöls, da die Membran durch deren unlös­ bare Verbindung mit dem einen Gehäuseteil starken Span­ nungen ausgesetzt ist. Dies führt schnell zur Porosität oder sogar zum Riß der Membran. Dadurch werden die elek­ trischen Schaltelemente unmittelbar dem Getriebeöl ausge­ setzt, so daß der Schalter funktionsuntüchtig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Einwirken von Getriebeöl und die Diffusion von Dämp­ fen auf die elektrischen Schaltelemente wirksam verhin­ dert und dadurch die Funktionsweise und Lebensdauer des Schalters verbessert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die zumindest einen Schaltkontakt aufweisende Kontakteinrichtung verkapselt in den Kontaktraum einge­ bracht ist. Die Verkapselung der Kontakteinrichtung ver­ hindert, daß eingedrungenes Getriebeöl oder diffundieren­ de Gase, beispielsweise von den von der Membran stammen­ den Elastomeranteilen, unmittelbar auf die in der Kon­ takteinrichtung befindlichen Schaltelemente einwirken können. Bereits durch diese Maßnahme wird die Qualität und Lebensdauer des erfindungsgemäßen Schalters erheblich verbessert. Darüber hinaus wird eine Verunreinigung des Kontaktraumes und der darin befindlichen, den Schaltkon­ takt aufweisenden Kontakteinrichtung verhindert. Die ver­ kapselte Kontakteinrichtung kann in großen Stückzahlen hergestellt und in ihrer Gesamtheit während der Montage des Schalters auf einfache Weise in das Schaltergehäuse eingesetzt werden. Dadurch wird der Montageaufwand redu­ ziert.

Die Funktionssicherheit und Schalthäufigkeit des Schalters kann noch dadurch verbessert werden, indem die verkapselte Kontakteinrichtung mit einem inerten Gas befüllt ist.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schalters ist der in der verkapselten Kontakteinrichtung befindliche Schaltkontakt durch einen der Membran im Kon­ taktraum nachgeordneten Kontaktstößel betätigbar. Die Membran wirkt dabei unmittelbar auf den Kontaktstößel ein, der wiederum den in der verkapselten Kontakteinrich­ tung befindlichen Schaltkontakt betätigt, in dem der Kon­ taktstößel mit dem Schaltkontakt verbunden ist.

Zur Erzielung einer hohen Abdichtwirkung zwi­ schen dem der Membran nachgeordneten Kontaktstößel und der verkapselten Kontakteinrichtung ist der Kontaktstößel von einem Faltenbalg umgeben. Dieser Faltenbalg umgibt den Kontaktstößel und liegt an der Kontakteinrichtung in abdichtender Weise an.

Um zu erreichen, daß der Schaltkontakt in seine Ausgangsstellung zurückgeht, wenn der Rückwärtsgang am Kraftfahrzeug wieder ausgelegt und somit der federbela­ stete Betätigungsstößel ebenfalls in seine Ausgangsstel­ lung zurückgedrückt wird, ist in die verkapselte Kontakt­ einrichtung ein Federelement zum Bewegen des Schaltkon­ taktes in seine inaktive Stellung integriert.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist die verkapselte Kontakteinrichtung Schaltkontakt­ zungen auf, die in eine im Gehäuse des Schalters ausge­ bildete Steckerkammer ragen. Gegebenenfalls können die Schaltkontaktzungen von der Steckerkammer her gasdicht vergossen werden.

Zweckmäßigerweise ist der in der verkapselten Kontakteinrichtung angeordnete Schaltkontakt als Kontakt­ brücke ausgebildet. Diese Kontaktbrücke wird bei Betäti­ gung des Betätigungsstößels, d. h. beim Einlegen des Rück­ wärtsganges des Kraftfahrzeuges, mit den Schaltkontakt­ zungen in Berührung gebracht. Dadurch wird eine elektri­ sche Verbindung mit den an den Schalter angeschlossenen Rückfahrleuchten des Kraftfahrzeuges hergestellt.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtwirkung des Schalters in seiner Gesamtheit und insbesondere zwi­ schen dem Stößelraum und dem Kontaktraum des Schalterge­ häuses ist am Umfangsrand der Membran ein Einlegering an­ geordnet. Die Abdichtwirkung wird auch dadurch verbes­ sert, daß der Einlegering randseitig vom Umfangsrand der Membran umschlossen ist. Der vorzugsweise aus Metall be­ stehende Einlegering ist dabei so dimensioniert, daß er den Umfangsrand der Membran fest gegen die Gehäuseinnen­ wand drückt. Durch diesen Einlegering wird eine Pumpwir­ kung verhindert (Durch die Bewegung der Membran könnte sonst Getriebeöl um die Dichtflächen herum in den Kon­ taktraum befördert werden). Zusätzlich wird ein radialer Druck auf den Randbereich der Membran ausgeübt und damit eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt. Des weiteren wird der Randbereich der Membran erheblich stabilisiert.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Aus­ führungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalter für ein Kraftfahr­ zeug.

Der Schalter 1 umfaßt ein oberes Gehäuseteil 2 und ein unteres Gehäuseteil 3. Das obere Gehäuseteil 2 umschließt einen Stößelraum 4 und das untere Gehäuseteil 3 einen Kontaktraum 5. Der untere Abschnitt 6 des oberen Gehäuseteils 2 umgreift klammerartig den oberen Abschnitt 7 des unteren Gehäuseteils 3, so daß beide Gehäuseteile 2, 3 fest miteinander verbunden sind.

Im Stößelraum 4 des oberen Gehäuseteils 2 wird ein Betätigungsstößel 8 in Richtung des unteren Gehäuse­ teils 3 des Schalters 1 geführt, der durch eine Druckfe­ der 9 belastet ist. Die Druckfeder 9 stützt sich einer­ seits im Inneren des Betätigungsstößels 8 und anderer­ seits an einem im Innern des oberen Gehäuseteils 2 be­ findlichen Federteller 9a ab.

Zwischen dem oberen Gehäuseteil 2 und dem un­ teren Gehäuseteil 3 ist eine Membran 10 aus einem hochmo­ lekularen Elastomer angeordnet, die das Innere des Schal­ ters 1 in den Stößelraum 4 und in den Kontaktraum 5 un­ terteilt. Der äußere Umfangsrand der Membran 10 um­ schließt nahezu vollständig einen metallischen Einlege­ ring 12, der den Umfangsrand 11 der Membran 10 fest gegen die umgebenden Wände des oberen und unteren Gehäuseteils 2, 3 preßt und abdichtet.

Der Membran 10 ist ein Kontaktstößel 13 nach­ geordnet, der in eine im Kontaktraum 5 angeordnete Kon­ takteinrichtung 14 mündet. Der Kontaktstößel 13 ist in abdichtender Weise von einem Faltenbalg 15 aus einem Gum­ mimaterial umgeben.

Die Kontakteinrichtung 14 kann mit einem iner­ ten Gas befüllt sein und ist als verkapselte Baueinheit im Kontaktraum 5 des unteren Gehäuseteils 3 angeordnet. Im Inneren der Kontakteinrichtung 14 sind zumindest ein als Kontaktbrücke ausgebildeter Schaltkontakt 16 und ein als Druckfeder ausgebildetes Federelement 17 angeordnet, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Der Schaltkontakt 16 ist mit dem Kontaktstößel 13 verbunden und wird durch die Druckwirkung des Federelementes 17 in der dargestellten Ausgangsstellung gehalten.

An der verkapselten Kontakteinrichtung 14 sind von dieser weggerichtete Schaltkontaktzungen 18 ausgebil­ det, die in eine Steckerkammer 19 des unteren Gehäuse­ teils 3 ragen. Diese Schaltkontaktzungen 18 sind zum In­ verbindungbringen mit einem nicht gezeigten Gegenstecker vorgesehen.

Beim Einlegen des Rückwärtsganges des Kraft­ fahrzeuges wird der Betätigungsstößel 8 in Richtung des unteren Gehäuseteils 3 gedrückt. Die gedrückte Stellung des Betätigungsstößels 8 wird durch die Strich-Punkt- Strich-Linien im oberen Gehäuseteil 2 verdeutlicht. Dabei wird die Kraft der Druckfeder 9 überwunden. In dieser Stellung übt der Betätigungsstößel 8 mittels des Feder­ tellers 9a einen Druck auf die Membran 10 aus, so daß diese in Richtung des Kontaktraumes 5 im unteren Gehäuse­ teil 3 gedrückt wird. Zwangsläufig bewegt sich der der Membran 10 nachgeordnete Kontaktstößel 13 in Längsrich­ tung des Schalters, bis der Schaltkontakt 16 in Anlage mit den Schaltkontaktzungen 18 gelangt. Dabei wird das Federelement 17 zusammengepreßt. Durch die Berührung cles Schaltkontaktes 16 mit den Schaltkontaktzungen 18 wird eine elektrische Verbindung hergestellt, die das Aktivie­ ren der Rückfahrleuchten des Kraftfahrzeuges bewirkt.

Wird der Rückwärtsgang im Kraftfahrzeug wieder losgelöst, drückt die Druckfeder 9, gestützt auf die Rückstellkraft der bei eingelegtem Rückwärtsgang verform­ ten Membran 10, den Betätigungsstößel 8 in seine Aus­ gangsstellung zurück. Gleichzeitig bewirkt die Federkraft des Federelementes 17 eine Zurückstellung des Schaltkon­ taktes 16 und damit des Kontaktstößels 13 und der Membran 10 in ihre in der Zeichnung dargestellten Ausgangslagen.

Claims (10)

1. Schalter, insbesondere Rückfahrleuchtenschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, das durch eine Membran in einen Stößelraum und einen Kontaktraum unterteilt ist, und mit einem federbelasteten Betä­ tigungsstößel zum Schließen einer im Kontaktraum an­ geordneten Kontakteinrichtung, wobei der Betäti­ gungsstößel an die Membran anlegbar ist und die Mem­ bran auf einen im Kontaktraum angeordneten Schalt­ kontakt einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest einen Schaltkontakt (16) aufweisende Kon­ takteinrichtung (14) verkapselt in den Kontaktraum (5) eingebracht ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verkapselte Kontakteinrichtung (14) mit ei­ nem inerten Gas befüllt ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der in der verkapselten Kontakteinrichtung (14) befindliche Schaltkontakt (16) durch einen der Membran (10) im Kontaktraum (5) nachgeordneten Kon­ taktstößel (13) betätigbar ist.

4. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kontaktstößel (13) von einem Faltenbalg (15) umgeben ist.

5. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die verkapselte Kontakteinrich­ tung (14) ein Federelement (17) zum Bewegen des Schaltkontaktes (16) in seine inaktive Stellung in­ tegriert ist.

6. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die verkapselte Kontakteinrichtung (14) Schaltkontaktzungen (18) aufweist, die in eine im Gehäuse des Schalters (1) ausgebildete Stecker­ kammer (19) ragen.

7. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der in der verkapselten Kontakt­ einrichtung (14) angeordnete Schaltkontakt (16) als Kontaktbrücke ausgebildet ist.

8. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Umfangsrand (11) der Membran (10) ein Einlegering (12) angeordnet ist.

9. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlegering (12) randseitig vom Umfangsrand (11) der Membran (10) umschlossen ist.

10. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlegering (12) aus einem me­ tallischen Material besteht.