DE19961728C1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektrischer Schalter vorgeschlagen, welcher hauptsächlich aus einem ortsfeste elektrische Kontaktelemente und bewegbare elektrische Kontaktelemente aufnehmenden Gehäuse besteht, an welchem zumindest ein Betätigungselement verstellbar gelagert ist, so daß dieses, ausgehend von seiner Neutralstellung, in zumindest eine Funktionsstellung zu verstellen ist. Zu dem Zweck, einen elektrischen Schalter zu schaffen, der auf einfache Art und Weise zuverlässig gegen einen kurzfristigen Funktionsausfall - bedingt durch Vordringen von Feuchtigkeit - auch bei höherer Beanspruchung geschützt ist, weist die flexibel ausgeführte Schaltmatte zumindest in ihrem Randbereich eine umlaufend vorhandene Dichtzone auf, die mit ihrer Unterseite zumindest direkt an der Oberseite der Leiterplatte zur Anlage kommt, wobei mit der Festlegung des Gehäuseoberteiles am Gehäuseunterteil unter Aufbringung von Preßkräften die Dichtzone zwischen einem zumindest teilweise umlaufend am Gehäuseoberteil vorhandenen Dichtsteg und einem zumindest teilweise umlaufend am Gehäuseunterteil vorhandenen Dichtsteg klemmend gehalten ist.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.

Derartige elektrische Schalter sind in der Regel dafür vorgesehen, die Ein- und Ausschaltung von Stromkreisen bzw. die Umschaltung von einem auf einen anderen Stromkreis zu ermöglichen. Bei solchen mit ortsfesten und zugehörigen bewegbaren Kontaktelementen versehenen elektrischen Schaltern sind die bewegbaren Kontaktelemente jeweils in jeweils einem domartigen Bereich einer flexiblen Schaltmatte und die zugehörigen ortsfesten Kontaktelemente auf einer der Schaltmatte zugeordneten elektrischen Leiterplatte vorhanden. Die Betätigung solcher elektrischer Schalter erfolgt durch ein Niederdrücken einer Drucktaste, ein Verschwenken einer Wipptaste oder ein Verschieben einer Schiebetaste usw., wodurch die bewegbaren Schaltkontakte funktionsgerecht verstellt werden. Dabei sind die Betätigungselemente ausgehend von ihrer Neutralstellung in zumindest eine Funktionsstellung bringbar. Die Funktionsstellungen können rastend und/oder tastend ausgeführt sein.

Ein mit einer Schaltmatte versehener elektrischer Schalter ist durch die DE 198 12 249 C1 bekanntgeworden. Bei diesem elektrischen Schalter liegt die flexibel ausgeführte Schaltmatte mit Bereichen ihrer Unterseite flächig auf der die ortsfesten Kontaktelemente aufweisenden elektrischen Leiterplatte auf. Durch eine solche Ausbildung des Gehäuses bzw. die Anordnung der flexiblen Schaltmatte ist bereits ein gewisser Schutz vor dem Eindringen von Feuchtigkeit (Spritzwasserschutz) in den Innenraum des Gehäuses bzw. Vordringen zu den elektrischen Kontaktelementen sowie elektrischen/elektronischen Bauteilen gewährleistet. Bei höherer Beanspruchung, z. B. schwallweise auftretendem Wasser usw., kann Feuchtigkeit jedoch relativ schnell in den Innenraum des Gehäuses gelangen und somit kurzfristig bis zu den Kontaktelementen und den elektrischen/elektronischen Bauteilen vordringen, so daß es dadurch letztendlich kurzfristig zum Ausfall eines solchen elektrischen Schalters kommen kann. Insbesondere unter Sicherheitsaspekten ist dies jedoch nicht tolerabel.

Durch die DE 196 26 626 A1 ist weiterhin ein elektrischer Schalter mit einem ortsfeste und zugehörige bewegbare Kontaktelemente aufnehmenden Gehäuse bekanntgeworden, wobei Betätigungselemente mit den in domartig ausgeführten Bereichen einer flexiblen Schaltmatte angeordneten, bewegbaren Kontaktelementen zusammenwirken, wobei die zugehörigen ortsfesten Kontaktelemente Bestandteil einer auf einem Substrat befindlichen Leiteranordnung sind und wobei die Schaltmatte mit Bereichen ihrer Unterseite flächig auf dem am Gehäuseunterteil ortsfest gehaltenem Substrat zur Anlage kommt.

Dabei weist die Schaltmatte auch zumindest in ihrem Randbereich eine umlaufend vorhandene Dichtzone auf, die mit ihrer Unterseite direkt an der Oberseite des Substrats zur Anlage kommt, wobei mit der Festlegung des Gehäuseoberteils am Gehäuseunterteil unter Aufbringung von Preßkräften ein zumindest teilweise umlaufend am Gehäuseoberteil vorhandener Dichtsteg an der einen Zone zur Anlage kommt.

Eine solche Ausführungsform eines elektrischen Schalters ist aber nicht optimal gegen das Vordringen von Feuchtigkeit in den Bereich der Kontaktstellen geschützt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der auf einfache Art und Weise zuverlässig gegen einen kurzfristigen Funktionsausfall, bedingt durch Vordringen von Feuchtigkeit auch bei höherer Beanspruchung geschützt ist.

Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektrischer Schalter ist besonders vorteilhaft, daß die für den Feuchtigkeitsschutz notwendige elastische Dichtung einstückig durch eine Funktionserweiterung der zwingend notwendigen Schaltmatte realisiert ist und somit separate elastische Dichtelemente nicht notwendig sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 prinziphaft einen ersten elektrischen Schalter in Explositionsdarstellung

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Schalter gemäß Fig. 1 (ohne Steckeraufnahme am Gehäuseunterteil)

Fig. 3 prinziphaft einen zweiten elektrischen Schalter in Explosionsdarstellung

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Schalter gemäß Fig. 3

Fig. 5 das Detail Z gemäß Fig. 3 in vergrößerter Darstellung im Schnitt.

Ähnliche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht ein elektrischer Schalter hauptsächlich aus einem ortsfeste elektrische Kontaktelemente und bewegbare elektrische Kontaktelemente aufnehmenden Gehäuse, an welchem mehrere Betätigungselemente 1 verstellbar gelagert sind, so daß diese ausgehend von ihrer Neutralstellung in jeweils zumindest eine Funktionsstellung zu verstellen sind.

Wie außerdem aus den Figuren hervorgeht, umfaßt das Gehäuse im wesentlichen ein Gehäuseoberteil 2 und ein Gehäuseunterteil 3. Am Gehäuseunterteil 3 ist ortsfest eine elektrische Leiterplatte 4 festgelegt. Die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 5 sind in jeweils in jeweils einem domartigen Bereich einer flexibel ausgeführten Schaltmatte 6 angeordnet. Die zugehörigen ortsfesten Kontaktelemente 7 sind an dafür vorgesehenen Stellen der Leiterplatte 4 vorhanden. An die der Betätigungsoberfläche abgewandte Unterseite der Betätigungselemente 1 sind zur Beeinflussung der zugehörigen bewegbaren Kontaktelemente 5 Ansätze 8 angeformt.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, kommen die Ansätze 8 eines Betätigungselementes 1 zur Beeinflussung der zugeordneten Kontaktelemente 5 jeweils direkt an der Kopffläche 9 des jeweils zugeordneten domartigen Bereiches der Schaltmatte zur Anlage. Vier weitere Betätigungselemente 1 kommen mit ihren Ansätzen 8 zwecks Beeinflussung von zugeordneten bewegbaren Kontaktelementen 5 unter Zwischenschaltung von Betätigungsbrücken 10 ebenfalls an Kopfflächen 9 von domartigen Bereichen der Schaltmatte zur Anlage. Die Betätigungsbrücken 10 ermöglichen einen markant spürbaren Doppelhub der weiteren Betätigungselemente 1 bei deren Betätigung in ein und dieselbe Betätigungsrichtung. Alle bewegbaren Kontaktelemente 5 sind einstückig Bestandteil einer einzigen flexibel ausgeführten Schaltmatte 6. Die flexibel ausgeführte Schaltmatte 6 weist an ihrem Randbereich eine ringförmig angeordnete Dichtzone 11 und innerhalb derselben mehrere durch Zwischenbereiche voneinander getrennte weitere Dichtzonen 21 auf.

Wie weiterhin insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, liegen die eine Dichtzone 11 und die weiteren Dichtzonen 21 mit jeweils ihrer Unterseite flächig auf der Oberseite der Leiterplatte 4 auf. Bei Festlegung des Gehäuseoberteiles 2 am Gehäuseunterteil 3 werden die eine Dichtzone 11 und die weiteren Dichtzonen 21 unter Aufbringung von Preßkräften auf die Oberseite der Leiterplatte 4 gedrückt. Zur Erzeugung von definierten Preßkräften ist ein schmal ausgeführter erster Dichtsteg 12 ringförmig an die Unterseite des Gehäuseoberteiles 2 angeformt. Bis auf kleine Unterbrechungen ist der erste Dichtsteg 12 wie ein Ring an das Gehäuseoberteil 2 umlaufend angeformt, so daß die eine Dichtzone 11 entsprechend gleichmäßig mit Preßkräften beaufschlagt wird. Die eine Dichtzone 11 ist somit unter Preßwirkung zwischen der am Gehäuseunterteil 3 ortsfest gehaltenen Leiterplatte 4 und dem an der Unterseite des Gehäuseoberteiles 2 vorhandenen einen Dichtsteg 12 eingeklemmt. Wie weiter insbesondere aus den Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, sind an das Gehäuseoberteil 2 weitere Dichtstege 13 angeformt, welche unter Ausübung von Preßkräften an den weiteren Dichtzonen 21 der flexibel ausgeführten Schaltmatte 6 zur Anlage kommen. Insbesondere sind diese weiteren Dichtstege 13 im Bereich von Befestigungsdomen 14 und Zwischenwandungen 15 des Gehäuseoberteiles 2 einstückig an diesem vorhanden und ebenfalls schmal ausgeführt, damit die flexible Schaltmatte 6 im Bereich ihrer weiteren Dichtzonen 21 gleichmäßig mit Preßkräften beaufschlagt wird. Über mehrere Schrauben 16 wird das Gehäuseoberteil 2 letztendlich fest mit dem Gehäuseunterteil 3 verbunden, wodurch gleichzeitig die zur Abdichtung notwendigen Preßkräfte erzeugt werden. Das Gehäuseoberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 sind maßlich derart aufeinander abgestimmt, daß die flexible Schaltmatte 6 im Bereich ihrer einen Dichtzone 11 und ihrer weiteren Dichtzonen 21 durch den einen Dichtsteg 12 und die weiteren Dichtstege 13 um einen definierten Betrag komprimiert wird. Auf einfache und kostengünstige Art und Weise ist somit ein auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig arbeitender Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit realisiert.

Wie insbesondere aus Fig. 3 und Fig. 4 hervorgeht, kommen die Ansätze 8 des einen Betätigungselementes 1 zur Beeinflussung der zugeordneten domartigen Bereiche und damit der zugehörigen Kontaktelemente 5 unter Zwischenschaltung von Betätigungsstößeln 16 an den Kopfflächen 9 der domartigen Bereiche zur Anlage. Alle Kontaktelemente 5 sind einstückig Bestandteil einer einzigen flexibel ausgeführten Schaltmatte 6. Die flexibel ausgeführte Schaltmatte 6 weist im Bereich ihrer Außenkante eine ringförmig angeordnete Dichtzone 11 auf.

Wie insbesondere aus den Fig. 3, 4 und 5 hervorgeht, umfaßt die ringförmige Dichtzone 11 der flexibel ausgeführten Schaltmatte 6 einen die Stirnkanten der elektrischen Leiterplatte 4 umfassenden Dichtkragen 17, welcher als umlaufender, in Richtung des Gehäuseunterteiles 3 vorstehender Ansatz vorhanden ist. Außerdem ist an die Dichtzone 11 der flexibel ausgeführten Schaltmatte 6 ein im Querschnitt pilzkopfartig ausgebildeter Dichtfortsatz 18 angeformt. Der Dichtfortsatz 18 ragt dabei nach außen von der Dichtzone 11 ab und stellt ein die flexible Schaltmatte 6 ringförmig umgebendes, einstückiges Gebilde dar. Zur Aufnahme des Dichtfortsatzes 18 ist an das Gehäuseoberteil 2 ein entsprechender Dichtsteg 12 und an das Gehäuseunterteil 3 ebenfalls ein entsprechender weiterer Dichtsteg 19 angeformt. Sowohl der eine Dichtsteg 12 als auch der weitere Dichtsteg 19 stellen ein ringförmiges Gebilde dar, welches den Außenwandungen des Gehäuseoberteiles 2 bzw. den Außenwandungen des Gehäuseunterteiles 3 einstückig zugehörig ist.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 und Fig. 5 hervorgeht, liegt die Dichtzone 11 mit ihrer Unterseite flächig auf der Oberseite der Leiterplatte 4 auf. Bei Festlegung des Gehäuseoberteiles 2 am Gehäuseunterteil 3 wird der Dichtfortsatz 18 unter Aufbringung von Preßkräften zwischen dem an das Gehäuseoberteil 2 angeformten einen Dichtsteg 12 und dem an das Gehäuseunterteil 3 angeformten weiteren Dichtsteg 19 haltend aufgenommen. Sowohl der eine Dichtsteg 12 als auch der weitere Dichtsteg 19 sind umlaufend an die Außenwandungen des Gehäuseoberteiles 2 bzw. an die Außenwandungen des Gehäuseunterteiles 3 angeformt und weisen an ihren einander zugewandten Stirnflächen jeweils eine V-förmig eingeformte Dichtkontur 20, 22 auf. Der Dichtfortsatz 18 ist somit quasi formschlüssig zwischen der Dichtkontur 20 des einen Dichtsteges 12 und der Dichtkontur 22 des weiteren Dichtsteges 19 unter Preßsitz festgelegt. Über mehrere Clipsverbindungen 25 wird das Gehäuseoberteil 2 letztendlich fest mit dem Gehäuseunterteil 3 verbunden, wodurch gleichzeitig die zur Abdichtung notwendigen Preßkräfte erzeugt werden. Das Gehäuseoberteil 2 und das Gehäuseunterteil 3 sind maßlich derart aufeinander abgestimmt, daß die flexible Schaltmatte 6 im Bereich des Dichtfortsatzes 18 ihrer ersten Dichtzone 11 durch den einen Dichtsteg 12 und den weiteren Dichtsteg 19 um einen definierten Betrag komprimiert wird. Auf einfache und kostengünstige Art und Weise ist somit ein auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig arbeitender Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit realisiert.

Wie insbesondere aus Fig. 3 und Fig. 4 hervorgeht, weist die flexible Schaltmatte 6 einstückig fünf Aufnahmetaschen 24 auf. Die Aufnahmetaschen 24 sind dafür vorgesehen, um auf der Leiterplatte 4 befindliche elektrische/elektronische Bauteile 23 wirkungsvoll vor dem Einfluß von Feuchtigkeit zu schützen. Solche elektrischen/elektronischen Bauteile 23 können zum Beispiel als Microcomputer, Relais, Leuchtdiode, Kontaktteil, Widerstand usw. ausgeführt sein. Das Gehäuseunterteil 3 stellt ein wannenförmig geschlossenes Gebilde dar, welches also bis auf seine dem Gehäuseoberteil 2 zugewandte, offene Seite feuchtigkeitsdicht ausgeführt ist. Weil der unter der Leiterplatte 4 vorhanden Raum - wie bereits näher beschrieben - durch die erste Dichtzone 11 der flexiblen Schaltmatte 6 wirkungsvoll gegen den Eintritt von Feuchtigkeit geschützt ist, können ohne weiteres auch an der Unterseite der Leiterplatte 4 elektrische/elektronische Bauteile 23 angebracht sein, die gegen das Einwirken von Feuchtigkeit geschützt werden müssen.

Claims (12)

1. Elektrischer Schalter mit einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse, an welchem zumindest ein Betätigungselement (1) gelagert ist, das ausgehend von seiner Neutralstellung in zumindest einer Betätigungsrichtung verstellbar ist, wobei an dessen der Betätigungsoberfläche abgewandten Unterseite Ansätze vorhanden sind, die mit jeweils in jeweils einem domartigen Bereich einer flexiblen Schaltmatte (6) angeordneten bewegbaren Kontaktelementen (5) zusammenwirken, die mit auf einer Leiterplatte (4) vorhandenen ortsfesten Kontaktelementen (7) kooperieren, wobei die Schaltmatte mit Bereichen ihrer Unterseite flächig auf der am Gehäuseunterteil (3) ortsfest gehaltenen Leiterplatte zur Anlage kommt, wobei die Schaltmatte zumindest in ihrem Randbereich eine umlaufend vorhandene, mit ihrer Unterseite direkt an der Oberseite der Leiterplatte zur Anlage kommende Dichtzone (11) aufweist, der ein zumindest teilweise umlaufend am Gehäuseoberteil (2) vorhandener Dichtsteg (12) bei Festlegung des Gehäuseoberteiles am Gehäuseunterteil unter Aufbringung von Preßkräften zugeordnet ist und wobei die flexibel ausgeführte Schaltmatte bei Festlegung des Gehäuseoberteiles am Gehäuseunterteil zumindest klemmend zwischen dem einen Dichtsteg (12) des Gehäuseoberteiles (2) und einem zumindest teilweise umlaufend am Gehäuseunterteil (3) vorhandenen weiteren Dichtsteg (19) festgelegt ist.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Dichtsteg (12) als umlaufender Ring an den Außenbereich der Unterseite des Gehäuseoberteiles (2) angeformt ist.

3. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise umlaufend an die eine Dichtzone (11) der flexibel ausgeführten Schaltmatte (6) ein die Stirnkanten der elektrischen Leiterplatte (4) umfassender Dichtkragen (17) angeformt ist.

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß umlaufend an den Randbereich der flexibel ausgeführten Schaltmatte (6) ein davon abragender Dichtfortsatz (18) angeformt ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtfortsatz (18) im Querschnitt pilzkopfartig ausgebildet ist.

6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den angeformten einen Dichtsteg (12) des Gehäuseoberteiles (2) eine Dichtkontur (20) eingebracht ist.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den angeformten einen Dichtsteg (12) des Gehäuseoberteiles (2) und in den angeformten weiteren Dichtsteg (19) des Gehäuseunterteiles (3) umlaufend jeweils eine zur Aufnahme des Dichtfortsatzes (18) vorgesehene Dichtkontur (20, 22) eingebracht ist.

8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkontur (20, 22) V-förmig ausgebildet ist.

9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flexibel ausgeführte Schaltmatte (6) zur geschützten Aufnahme von elektrischen/elektronischen Bauteilen (23) zumindest eine Aufnahmetasche (24) aufweist, die lediglich an der der elektrischen Leiterplatte (4) zugewandten Seite offen ausgeführt ist.

10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (2) und das Gehäuseunterteil (3) mittels zumindest einer Schraube (16) fest miteinander verbindbar sind.

11. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (2) und das Gehäuseunterteil (3) mittels zumindest einer Clipsverbindung (25) fest miteinander verbindbar sind.

12. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (2) mit weiteren Dichtstegen (13) unter Ausübung von Preßkräften direkt an weiteren Dichtzonen (21) der flexibel ausgeführten Schaltmatte (6) dichtend zur Anlage kommt.