DE20113027U1

DE20113027U1 - Schalter und Positionsdetektor

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Publication number: DE20113027U1
Application number: DE20113027U
Authority: DE
Original assignee: PACK OLIVER
Current assignee: PACK OLIVER
Priority date: 2001-08-04
Filing date: 2001-08-04
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2011-08-05

Description

Schalter und Positionsdetektor

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Rückfahrlicht-, Getriebe- oder Endschalter an Kraftfahrzeugen oder einen Positionsdetektor mit einem gegen eine Druckfeder beweg-. liehen Stößel zum Öffnen oder Schließen einer Kontaktanordnung, wobei der Stößelraum gegenüber dem Kontaktraum abgetrennt ist.

Beispielsweise wird ein Rückfahrlichtschalter der eingangs genannten Art am Getriebe von Kraftfahrzeugen verwendet. Beim Einlegen des Rückwärtsgangs erfolgt eine mechanische Verschiebung des Stößels, wodurch der Schalter betätigt wird. Um ein Eindringen von Getriebeöl in den Kontaktraum der Kontaktanordnung des Schalters zu verhindern, muss dieser gegenüber dem Stößelraum abgetrennt und abgedichtet werden.

Bei herkömmlichen Schaltern betätigt der Stößel mechanisch die Kontaktanordnung, wobei der Kontaktraum vom Stößelraum durch einen flexiblen Wandabschnitt abgetrennt ist. Beispielsweise wird in der DE 40 008 27 Cl vorgeschlagen, den Stößelraum gegenüber dem Kontaktraum des Schalters durch eine zwischen Schaltergehäuse und Sockel angeordnete Membran abzudichten, wobei die- Membran aus einer Folie aus einem hochmolekularen Kunststoff besteht und mit dem Sockel durch Ultraschallschweißen verbunden ist. Eine derartige Anordnung kann zwar das Eindringen von Öl und Öldämpfen in die Kontaktanordnung verhin-

dem, der Temperaturbereich, in welchem die Kunststoffmembran zuverlässig arbeitet, ist jedoch beschränkt. Insbesondere kann das Erreichen des Glaspunktes, der je nach verwendetem Kunststoff zwischen -30 und -50° C liegt, ein Brechen der Membran zur Folge haben. Ferner ist das Ansprechverhalten der Membran stark temperaturabhängig, wodurch sich die vom Stößel aufzubringende Kraft zur Verformung der Membran und damit zur Betätigung des Kontakts in Abhängigkeit der Temperatur verändert.

■■"-f. Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Schalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass dieser im Wesentlichen temperaturunabhängig arbeitet und auch bei extrem niedrigen Temperaturen einsetzbar ist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung schon mit einem Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Positionsdetektor mit den Merkmalen des Anspruchs 15.

Dabei weist die Kontaktanordnung des Schalters zumindest zwei zueinander bewegliche und in Kontakt bringbare Kontaktelemente auf, wobei auf zumindest eines der Kontaktelemente zum Öffnen oder Schließen des Kontakts durch ein magnetisches Feld eine Kraft ausübbar ist. Der Schalter weist eine Magnetanordnung auf, die mit dem Stößel bewegungsgekoppelt ist, wobei in Abhängigkeit des Verschiebeortes des Stößels ein vorgegebenes Magnetfeld am Ort der Kontaktanordnung zum Öffnen oder Schließen des Kontakts erzeugbar ist.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Betätigung der Kontaktanordnung durch den Stößel berührungslos zu realisieren, wodurch das Vorsehen eines beweglichen Wandabschnittes zwischen dem Stößelraum und der Kontaktanordnung entfallen kann. Hierzu, ist vorgesehen, dass mit dem Stößel eine Magnetanordnung bewegt wird, die in Abhängigkeit der Position des Stößels ein vorbestimmtes Magnetfeld am Ort der Kontaktanordnung erzeugt, wodurch diese betätigbar ist. Da das Magnetfeld beispielsweise : : :·· · : : : :·.::.·.· ·

einen von seinen physikalischen Eigenschaften entsprechend ausgewählten Kunststoff im Wesentlichen ungehindert durchdringen kann, ist es erfindungsgemäß'möglich, die Abtrennung des Kontaktraums vom Stößelraum mit festen, unbeweglichen Wandabschnitten zu realisieren, wodurch die beschriebenen Nachteile von Schaltern des Stands der Technik überwunden werden können, da beim erfindungsgemäßen Schalter die herkömmliche Membran entfallen kann.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur Bereitstellung einer kompakten Bauweise des Schalters kann vorgesehen sein, dass die Verschiebebahn der Magnetanordnung parallel zu der Bahn des Stößels liegt. Besonders zweckmäßig im Hinblick auf eine kompakte Bauweise ist es, wenn die Druckfeder, die Magnetanordnung und der Stößel hintereinander in Reihe angeordnet sind, wobei deren jeweilige Längsachsen zueinander ausgerichtet sind und aufeinanderliegen. Ist die Magnetanordnung zwischen der Druckfeder und dem Stößel platziert, kann die Bewegung der Bauteile auf eine gemeinsame Längsachse beschränkt werden, was die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Schalters über viele Millionen Schaltzyklen ermöglicht. Da der Stößel nur gegen die Druckfeder bewegt wird und nicht zusätzlich eine Membran zur Betätigung des Kontakts verformen muss, kann über den gesamten Verschiebeweg des Stößels ein konstantes Kraft-/Weg-Verhalten bereitgestellt werden.

Zweckmäßig kann der Stößel an einer der Kontaktanordnung abgewandten Stirnseite einen Stößelkopf aufweisen, wobei der Stößel einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch umfasst, der mit einem Anschlag eines Gehäuses zum Festlegen einer Ruhestellung des Stößels bzw. der Magnetanordnung zusammenwirkt.

Vorteilhaft ist eine Bauweise, bei welcher ein einzelnes, insbesondere ein Einsatzelement zur Bereitstellung des Kontakt- »·· ······ ·· ·· ···

raums dient, das in das Gehäuse einsetzbar ist, wobei der Kontaktraum mit einem Boden eines Sockels mittels einer Dichtung abgedichtet ist.

Zur Erleichterung des Zusammenbaus des Schalters kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse das Einsatzelement über dessen volle Längserstreckung und den Sockel an dessen kontaktanordnungsseit'iger Stirnseite umfänglich umgreift, wobei ein Bördelflansch am Gehäuse in Eingriff mit einer zugeordneten umfänglichen RiI-Ie am Sockel bringbar ist.

Eine niedrige Bauhöhe in Längsrichtung des erfindungsgemäßen Schalters wird erreicht, wenn der Stößel hohlzylinderförmig ausgebildet ist und an der Stirnseite, welche der Kontaktanordnung zugewandt ist, einen radialen Ringflansch aufweist, an welchen ein Ringmagnet anlegbar ist, der mit dem Stößel beispielsweise gegen eine axial zum Ringmagneten angeordnete Schraubenfeder bewegbar ist, wobei .sich die Schraubenfeder am Ringmagneten abstützt.

Vorteilhaft kann das den Kontaktraum bereitstellende, einstückige Einsatzelement einen axial angeordneten Führungszylinder aufweisen, auf den die Schraubenfeder, der Ringmagnet und der Stößel aufsteckbar sind, wobei sich die Schraubenfeder an einem am Stößel entfernten Ende des FührungsZylinders angebrachten, radial nach außen verlaufenden Ringflansch abstützt. Der Führungszylinder vereinfacht einerseits den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Schalters und stellt andererseits eine Zwangsführung der sich bewegenden Bauteile des erfindungsgemäßen Schalters sicher.

Zweckmäßig 'kann der Führungszylinder auch hohl ausgebildet. sein, um die Kontaktanordnung aufzunehmen, so dass der entlang des Führungszylinders bewegte Ringmagnet die Kontaktanordnung betätigen kann.

Vorteilhaft kann die Kontaktanordnung zumindest einen herkömmlichen Reedkontakt umfassen. Derartige Reedkontakte besitzen eine Lebensdauer von mehr als zwei Millionen Schaltzyklen, bieten ein prellfreies Schaltverhalten ohne Schaltverzögerung und stellen ferner durch das Eingießen in einen Glaskolben einen abgeschotteten Schaltraum zur Verfügung.

Zum Trennen und Abdichten des Stößelraums zum die Kontaktanordnung umfassenden Kontaktraum kann vorgesehen sein, dass der Führungszylinder auf der dem Stößel abgewandten Stirnseite offen ist und zentrisch auf einem Decke.labschnitt an der Stirnseite eines zweiten Hohlzylinders aufsitzt, der auf der dem Stößel abgewandten Stirnseite auch offen ist.

Um beispielsweise trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien, insb. des hohlzylinderähnlichen Einsatzelementes und des Gehäuses eine Abdichtung des Stößelraums bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass am Deckelabschnitt des Einsatzelementes und dem Gehäuse, welches das Einsatzelement umfänglich umfasst, eine Dichtung angeordnet ist.

Neben der axialen Anordnung zumindest eines Kontakts kann auch vorgesehen sein, dass die ein oder mehrere Kontakte umfassende Kontaktanordnung umfänglich und entfernt zur Längsachse in einem Zylinderringvolumen angeordnet ist und die Magnetanordnung zusammen mit dem Stößel auf der Längsachse beweglich ist. Das für diese Ausbildung zweckmäßige Einsatzelement weist dabei ein zwischen einem Außen- und einem Innenmantel angeordnetes Zylinderringvolumen zur Aufnahme der Kontaktanordnung auf, wobei der Stößelraum durch einen axial verlaufenden Hohlraum bereitgestellt wird. Um eine Differenzierung, der Stößelverschiebung auf. dessen Bahn bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass die Kontaktanordnung mehrere magnetisch zu betätigende Kontakte, insbesondere Reedkontakte aufweist, denen unterschiedliche Betätigungspositionen der Magnetanordnung· auf dessen Verschiebe i". ·*** ·**· ·**· ·· ·· ·;·*!.* &idigr; &igr; *t : :: · : : : ::::·: : : :

bahn zugeordnet sind, so dass der erfindungsgemäße Schalter auch als Positionsdetektor einsetzbar ist. Durch das Vorsehen von mehreren magnetisch zu betätigenden"Kontakten ist es andererseits 'auch möglich, eine einzelne vorbestimmte Stößelpositi-5 on durch mehrere magnetisch betätigbare Kontakte zu erfassen, um eine Redundanz der Vorrichtung bereitzustellen, so dass ein Ausfall eines einzelnen Kontakts nicht zum Totalausfall des erfindungsgemäßen Schalters führt. Zur Erfassung der Betätigung der Kontaktanordnung kann vorgesehen sein, dass einem Kontakt eine Widerstandsanordnung in der Weise zugeordnet ist, dass beispielsweise ein vorgegebener Widerstand parallel zum Kontakt geschaltet ist. Auf diese Weise kann durch Einprägung eines Stroms über die Messung der Spannung am Kontakt leicht erfasst werden, ob dieser geschlossen oder offen ist.

Um bei der Verwendung von mehreren über ein Magnetfeld zu betätigenden Kontakten zu vermeiden, dass für jeden einzelnen Kontakt der Kontaktanordnung an einer Anschlusseinrichtung zwei einzelne Anschlüsse bereitgestellt werden müssen, kann vorgesehen sein, dass jeder Kontakt eine derartige Widerstandsanordnung aufweist, die zur Abgabe eines widerstandskodierten Signals in Reihe geschaltet sind.

Die Erfindung ist auf die Verwendung von Reedkontakten nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Kontaktanordnung auch magnetisch betätigbare mikromechanische Kontakte, insbesondere auf Silicium-Basis, umfassen, wobei die Kontakte mit einer ferromagnetischen Schicht bedampft sind. Mit einem derartigen Schalter ist ein hochauflösender Positionsdetektor realisier-bar. 30

Um die Kontaktanordnung gegen äußere Einflüsse, beispielsweise Witterungseinflüsse und mechanische, insbesondere Vibrations-, einflüsse zu schützen, kann vorgesehen sein, dass der Kontaktraum, welcher die Kontaktanordnung aufnimmt, mit einem dauerelastischen, vibrationsdämpfenden Material, beispielsweise einem Gel oder einem Kunststoff, ausgefüllt ist.

Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter Bezugnahme auf "die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters in einer Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters in einer Schnittdarstellung, und

Fig. 3 eine Reihenschaltung von zwei, jeweils einem magnetisch betätigbaren Kontakt zugeordnete Widerstandsanordnungen
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zeigt.

Ein erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters ist in einer Schnittdarstellung in Fig. 1 gezeigt, die als Rückfahrlichtschalter eines KFZ ausgebildet ist. Sie weist einen Stößel 3 auf, der gegen eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 2 innerhalb eines Stößelraums 6 beweglich ist. Der Schalter umfasst ferner ein metallisches Gehäuse 14, das ein Einsatzelement 16 aufnimmt, in welches eine elektrische. Kontaktanordnung eingesetzt ist, die mit einer Anschlusseinrichtung in einem Sockel 24 verbunden ist.

Der Schalter ist mittels eines Gewindes 35 in ein Getriebegehäuse einschraubbar, wobei der Stößel 3, welcher an der Stirnseite, welche der Kontaktanordnung abgewandt ist, einen Stößelkopf 10 aufweist, der in das Getriebe hineinragt. Der hohl ausgebildete Stößel, der Ringmagnet und die Feder 2 sind auf einen. Führungszylinder 18 des Einsatzelements 16 gesteckt und relativ zu dessen Mantelfläche in axialer Richtung 9 verschiebbar. Diese relative Anordnung der Bauelemente bedingt, dass deren Längsachsen aufeinanderfallen, wobei sich die Feder 2 an einem

Ringflansch 34 des Deckelabschnitts 19 eines Basisteils 17 des Einsatzelements 16 abstützt. Auf der dem Deckelabschnitt 19 gegenüberliegenden Seite der Feder 2 liegt ah dieser der Ringmagnet 17 an, welcher an seiner gegenüberliegenden Längsseite an 5. einem Flansch 11 des Stößels 3 an dessen Getriebe-entfernten Stirnseite anliegt. Der Stößelflansch 11 selbst liegt mit seiner Innenfläche 12 an einem am Gehäuse ausgebildeten Anschlag 15 an, wodurch die Ruhestellung der Reihenanordnung Feder, Magnet und Stößel definiert ist.

Die dem Schalter zugeordnete Getriebebetätigung führt dazu, dass im eingebauten Zustand des Schalters der Stößel zusammen mit dem Ringmagnet 7 aus seiner Ruhelage gegen die Federkraft der Druckfeder 2 in Richtung des Deckels 19 des Einsatzelements 16 gedrückt wird. Das Einsatzelement 16 ist aus einem Kunststoff hergestellt, sodass die Bewegung des Ringmagneten 7 zu einer Veränderung des Magnetfeldes innerhalb des hohlen Führungszylinders führt. Der Führungszylinder sitzt auf dem Deckel 19 des zylinderförmigen Basisteils 17 des Einsatz-elements 16 auf, wobei der Innenraum des hohlzylinderähnlichen Basisteils 17 durch eine Öffnung im Deckelabschnitt 19 mit dem Hohlraum des Führungszylinders 18 zur Gestaltung des Kontaktraums 5 verbunden ist. Innerhalb des Kontaktraums 5, im speziellen im hohlen Führungszylinder 18 ist ein Reedkontakt 4 mit zwei ferromagnetischen Kontaktzungen 8 angeordnet, die bei einer vorgegebenen Position des Stößels 3 und damit des Ringmagneten 7 von einer offenen Ruhestellung in eine Schließstellung bringbar sind, bei welcher sich beide Kontaktelemente zum Schließen des Kontaktes berühren. Die Kontaktelemente sind als herkömmliche Reedkontakte in einem Glaskolben in einer Schutzgasatmosphäre eingeschmolzen, wobei der stößelseitige Anschluss über eine Lötstelle 27 an einen starren Verbindungsdraht 29 gelötet ist, und der Verbindungsdraht sich durch den Führungszylinder bis zum Innern des Basisteils 17 erstreckt, in welchem dieser über eine weitere Lötstelle 28 an einen Steckerstift 30b angelötet

ist, der in dem Sockelboden 31 des Sockels 24 eingeschraubt ........ ........ .: .: ···: .·..··.··;: : : .:

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ist. Der zweite Anschluss des Reedkontaktes 4 verläuft parallel zum Verbindungsdraht aus dem Hohlzylinder in den Hohlraum des Basisteils 17 hinein, wo dieser in entgegengesetzter Weise zum Verbindungsdraht 29 um 90° gebogen ist, um sich bis zu einem zweiten Steckerst.ift 30a zu erstrecken, mit an dem der zweite Anschluss des Reedkontaktes 4 über eine weitere Lötstelle 28 verbunden ist. Der zweite Steckerstift 30a is.t wie der erste im Sockelboden 31 befestigt. Beide ragen auf der dem Kontaktraum 5 gegenüberliegenden Seite des Sockelbodens 31 heraus zum Verbinden mit einer Anschlussbuchse, die komplementär zum Sockel 24 gestaltet ist.

Um den Kontaktraums 5 zum Stößelraum 6 abzudichten, weisen das Einsatzelement 16 an der dem Stößel entgegengesetzten Stirnseite sowie der Sockelboden 31 am äußeren radial Rand jeweils eine Ausnehmung auf, die zusammen einen Raum zur Aufnahme einer umlaufenden Dichtung 21, insbesondere eines O-Rings bilden.

Um eine noch bessere Abdichtung des Kontaktraumes 5 zum unter Umständen Öl oder Öldämpfe aufweisenden Stößelraum 6 bereitzustellen, ist in der in Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungsform eine weitere Dichtung 22 vorgesehen, die auf einem umfänglich verlaufenden Steg 20 des Deckelabschnitts 19 angeordnet ist und im eingebauten Zustand an einem zugeordneten Innenwandabschnitt des Gehäuses 14 anliegt.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Reedkontakte im Führungszylinder in Längsrichtung hintereinander angeordnet und die Anschlüsse jeweils über Steckerstifte nach außen geführt, sodass auf dem Verschiebeweg des Stößels 3 verteilt mehrere Schaltpunkte erfassbar sind und der Stößelweg damit differenzierbar ist. In einer derartigen Ausführungsform "der Erfindung ist somit der erfindungsgemäße Schalter als Positionsdetektor einsetzbar.

Um einen wohl definierten Schaltpunkt bei einer vorgegebenen

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Stößelverschiebung unabhängig von Fertigungstoleranzen der Bauteile, insbesondere der verwendeten Reedkontakte, bereitstellen zu können, werden die Schalter justiert. "Dabei werden bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform zuerst die Steckerstifte 30a, 30b in den Boden 31 des Sockels 24 eingeschraubt und mit dem Reedkontakt 4 bzw. dem Verbindungsdraht 2 9 verlötet. Danach wird der Sockel mit daran befestigter Kontaktanordnung an eine Testanordnung angebracht, mit welcher ein, einer vorbestimmten Stößellage zugeordnetes, vorbestimmtes Magnetfeld erzeugbar ist. Dieses Magnetfeld ist so ausgelegt, dass beim Auftreten des Feldes gerade der Reedkontakt 4 betätigt wird, wenn dieser sich an seiner vorgegebenen relativen Lage bezüglich seines Abstandes vom Sockelboden 31 befindet. Wird der Reedkontakt durch das Magnetfeld nicht betätigt, bedeutet dies, dass der Kontakt nicht seine vorbestimmte Solllage einnimmt. Durch Verbiegen der starr ausgebildeten Anschlüsse zu den Steckerstiften 30a, 30b wird der Abstand des Kontaktes zum Boden des Sockels so lange verändert, bis der Kontakt bei dem vorgegebenen Magnetfeld betätigt wird. Hierzu kann die Testanordnung auf der dem Stößel zugewandten Seite offen sein, sodass der Reedkontakt im Bereich der Lötstelle 27 greifbar ist und der Reedkontakt relativ zum Sockelboden 31 axial verschoben werden kann, bis der Kontakt auslöst.

Die justierte Kontaktanordnung kann nun in das schon in das Gehäuse 14 eingesteckte Einsatzelement 16 eingeführt werden, wobei das Gehäuse 14 das Einsatzelement 16 über dessen volle Längserstreckung und den Sockel 24 an dessen kontaktanordnungsseitiger Stirnseite umfänglich umgreift. Das Gehäuse weist einen Bördelflansch 23 auf, der an eine zugeordnete, umfängliche Rille 25 am Sockelmantel angelegt wird. Um zu verhindern, dass sich die Lage des Reedkontaktes relativ zur Ruhelage des Stößels während der Verwendung des Schalters verändert, insbesondere bedingt durch Motorvibrationen, wird nach dem Zusammenfügen der Bauteile durch eine Befüllungsöffnung 32a im Sockelboden 31 ein aushärtender Kunststoff eingespritzt, der ferner ei- ··· ···· ·· ·· · · ···· ·· " **·· · · ·

ne Vibrationsdämpfung des Kontaktes bereitstellt. Die Entlüftung erfolgt über eine Entlüftungsöffnung 32b, die radial nach versetzt von der Befüllungsöffnung 32a angeordnet ist. Weiterhin ist die Kontaktanordnung somit sogar bei leckenden Dichtungen 21 bzw. 22 gegen aus dem Stößelraum austretendes Öl oder austretende Dämpfe abgeschottet.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung, bei welcher der Schalter alsvPositionsdetektor ausgelegt ist, der zwei verschiedene, unterschiedliche Positionen des Stößels 3 anzeigende Kontaktschaltungen ermöglicht. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, bei welcher der Reedkontakt im Wesentlichen auf der Längsachse 9 und die Druckfeder 2 sowie der Ringmagnet zwar mittig, aber um die Achse herum angeordnet ist, sind in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Druckfeder 2 und der zwischen der Druckfeder und dem Stößel 3 platzierte Stabmagnet 4 0 auf der Achse 9 angeordnet, während die Reedkontakte radial entfernt zur Achse 9 angeordnet sind. Der prinzipielle Aufbau von

ZO Gehäuse, Einsatz und Sockel sowie Stößel ist sehr ähnlich zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel. Aus diesem Grund wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen. Dabei sind die den in Fig. 1 entsprechenden Bauteile in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Einsatzelement 42 weist einen auf der dem Stößel entgegengesetzten Stirnseite offenen Zylinderringraum 45 auf, der zwischen einem Außenmantel 43 und einem Innenmantel 4 4 angeordnet ist. Dieser Zylinderringraum stellt den Kontaktraum dar und nimmt zwei Reedkontakte 4a, 4b auf, die in der oben beschriebenen Weise mit Kontaktstiften 30a, 30b und 30c verbunden sind. Dabei ist ein Kontaktstift eingespart, in dem jeweils ein Anschluss der Reedkontakte 4a, 4b gleichzeitig an den Steckerstift 30c angelötet ist. Beide Reedkontakte sind axial leicht versetzt, sodass die zwei zugeordneten, erfassbaren Betätigungspunkte unterschiedlichen ^Stöße^a.ggn .entsprechen. Das

Einsatzelement 42 weist einen axial verlaufenden Hohlraum 46 zwischen dem Innenmantel 44 auf, der auf der stößelseitigen Stirnseite zur Aufnahme eines Stößelschafts 41 geöffnet ist. Die Druckfeder 42 stützt sich an einem Bodenabschnitt 47 des Einsatzelements 42 ab, der auf der dem Sockel zugewandten Stirnseite des Einsatzelements angeordnet ist.

Das einen Zylinderringraum 45 bereitstellende Einsatzelement 42 kann in weiteren Ausführungsformen der Erfindung auch 4, 6 oder noch mehr Reedkontakte umfassen, um die Position des Stößels genauer aufzulösen. Zur Vermeidung einer großen Anzahl von Steckerstiften ist eine Widerstandscodierung der Kontakte realisiert. Durch Parallel- und Reihenschaltung von Widerständen zu den einzelnen Kontakten wird dabei ein Widerstandskontaktschaltung mit zwei Anschlüssen aufgebaut, die jeweils mit einem Steckerstift am Sockel nach außen geführt werden. Durch eine spezifische Gestaltung der Schaltung wird erreicht, dass durch die Erfassung des Eingangswiderstands eindeutig detektiert werden kann, welcher der Kontakte betätigt ist. Dabei kann die Wider-Standsanordnung der Widerstands-kontaktschaltung auch auf -einer im Gehäuse integrierten Leiterplatte aufgebaut sein.

Das Prinzip der Widerstandscodierung geht aus Fig. 3 hervor, bei welcher eine derartige Schaltung für zwei Kontakte 4a, 4b dargestellt ist. Beiden Kontakten 4a bzw. 4b ist jeweils ein Widerstand 50 bzw. 52 parallel geschaltet, wobei diesen Parallelschaltungen ein dritter Widerstand 51 in Reihe gesetzt ist. Wird nun an den Anschlusspunkten 53, 54 ein Strom eingeprägt, ist durch Messung der erzeugten Spannung bei adäquater Dimensionierung der Widerstände feststellbar, welcher der Kontakte betätigt ist. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich zu erfassen, ob keiner, einer der beiden oder beide Kontakte geschlos-, sen sind.

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LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Patentanwälte - European Patent Attorneys - European Trademark Attorneys

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Ju/mn 5. Oktober 2001

Oliver Pack 51588 Nümbrecht

Schalter und Positionsdetektor Bezugszeichenliste

1	Schalter
2	Druckfeder
3	Stößel
4, 4a, 4b	Kontakt
5	Kontaktraum
6	Stößelraum
7	Ringmagnet
8	Kontaktelement
9	Längsachse
10	Stößelkopf
11	Stößelflansch
12	Innenfläche
13	Außenfläche
14	Gehäuse
15	Stößelanschlag
16	Einsatzelement
17	Basisteil
18	Führungszylinder
19	Deckelabschnitt
20	Steg
21	Dichtung
22	Dichtung
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23	Bördelflansch
24	Sockel
25	Ausnehmung
27	Lötstelle
28	Lötstelle.
29	Verbindungsdrath
30a, 30b, 30c	Steckerstift
31	Sockelboden
32a	Belüftungsöffnung
32b	Entlüftungsöffung
33	Ausfüllmaterial
34	Ring'f lansch
35	Gewinde
40	Stabmagnet
41	Stößelschaft
42	Einsat&zgr;element
43	Außenmantel
44	Innenmantel
45	Zylinderringraum
46	Hohlraum
47	Bodenabschnitt
50, 51, 52	Widerstand
53, 54	Anschluss

Claims

1. Schalter, insbesondere Rückfahrlicht-, Getriebe- oder Endschalter an Kraftfahrzeugen, mit einem gegen eine Druckfeder beweglichen Stößel zum Öffnen oder Schließen einer Kontaktanordnung, wobei der Stößelraum gegenüber dem Kontaktraum abgetrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanordnung zumindest zwei zueinander bewegliche, und in Kontakt bringbare Kontaktelemente (8) aufweist, und auf zumindest eines der Kontaktelemente durch ein magnetisches Feld zum Öffnen oder Schließen des Kontaktes eine Kraft ausübbar ist, und eine Magnetanordnung (7, 40) mit dem Stößel (3) bewegungsgekoppelt ist, wobei in Abhängigkeit des Verschiebeortes des Stößels ein vorgegebenes Magnetfeld am Ort der Kontaktanordnung zum Öffnen oder Schließen des Kontaktes erzeugbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebebahn der Magnetanordnung (7, 40) parallel zu einer Bahn des Stößels (3) liegt.

3. Schalter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (2), die Magnetanordnung (7, 40) und der Stößel (3) hintereinander in einer Reihe angeordnet sind, wobei deren Längsachsen (8) im Wesentlichen aufeinanderliegen und die Magnetanordnung zwischen der Druckfeder und dem Stößel platziert ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (3) an einer der Kontaktanordnung abgewandten Stirnseite einen Stößelkopf (10) aufweist, und der Stößel (3) einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch (11) umfasst, welcher mit einem Anschlag (15) eines Gehäuses (14) zum Festlegen einer Ruhestellung des Stößels und der Kontaktanordnung zusammenwirkt.

5. Schalter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Einsatzelement (16) zur Bereitstellung des Kontaktraums (5), das in das Gehäuse einsetzbar ist, wobei an einer stößelfernen, offenen Stirnseite des Einsatzelements eine Dichtung (21) angeordnet ist, welche den Kontaktraum mit dem Boden eines zylinderförmigen Sockels (24) abdichtet.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) das Einsatzelement (16) über dessen volle Längserstreckung und den Sockel (24) an dessen kontaktanordnungsseitiger Stirnseite umfänglich umgreift, wobei das Gehäuse einen Bördelflansch (23) aufweist, der an eine zugeordnete, umfängliche Rille am Sockelmantel anlegbar ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (3) hohlzylinderförmig und an der, der Kontaktanordnung zugewandten Stirnseite offen ist und einen radial nach außen verlaufenden, umfänglichen Flansch (11) aufweist, dessen Außenfläche (13) als direkte oder indirekte Anlagefläche für einen Ringmagnet (7) ausgebildet ist, der mit dem Stößel (3) bewegbar ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubenfeder axial zum Ringmagneten (7) angeordnet ist und sich direkt oder indirekt an diesem abstützt.

9. Schalter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein den Kontaktraum bereitstellendes, einstückiges, Einsatzelement, welches einen axial angeordneten Führungszylinder (18) aufweist, auf den eine Schraubenfeder, der Ringmagnet (7) und der Stößel (3) aufsteckbar sind, wobei sich die Schraubenfeder an einem Ringflansch (34) abstützt, der sich am stößelentfernten Ende des Führungszylinders (18) radial nach außen erstreckt.

10. Schalter nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (18) hohl ausgebildet ist, um die Kontaktanordnung aufzunehmen, welche zumindest einen Reedkontakt (4) umfasst.

11. Schalter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (18) auf der dem Stößel (3) abgewandten Stirnseite offen ist, und zentrisch auf einem über den inneren Durchmesser des Führungszylinders offenen Deckelabschnitt (19) an einer Stirnseite eines hohlzylinderähnlichen Basisteils (17) des Einsatzelements (16) aufsitzt, das auf der dem Stößel (3) abgewandten Stirnseite offen ist.

12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelabschnitt (19) einen umlaufenden Steg (20) zur Aufnahme einer umlaufenden Dichtung (22) aufweist und die Dichtung den Stößelraum (6) zwischen dem Einsatzelement (16) und dem Gehäuse (14) abdichtet, von dem das Einsatzelement umfänglich umfasst ist.

13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Einsatzelement (42), welches zumindest einen Abschnitt des Stößelraumes (6) und zumindest einen Abschnitt des Kontaktraumes (5) bereitstellt, und das ein zwischen einem Außenmantel (43) und einem Innenmantel(44) angeordneter Zylinderringraum (45) zur Aufnahme der Kontaktanordnung aufweist, wobei der Stößelraum (6) durch einen axial verlaufenden Hohlraum (46) bereitgestellt wird, und der Zylinderringraum (45) an der stößelseitigen Stirnseite geschlossen und an der stößelentfernten Stirnseite offen ist und der axiale Hohlraum (46) an der stößelseitigen Stirnseite zur Aufnahme zumindest eines Stößelschafts (41) offen und an der stößelentfernten Stirnseite durch einen Bodenabschnitt (47) geschlossen ist.

14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (2) im axialen Hohlraum (46) an dessen stößelentfernter Stirnseite angeordnet ist, und die sich an einem Bodenabschnitt (47) des axialen Hohlraumes (46) abstützt, wobei zwischen Stößel (3) und Druckfeder (2) ein Stabmagnet (40) angeordnet ist.

15. Positionsdetektor mit einem Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanordnung mehrere magnetisch zu betätigende Kontakte (4a, 4b), insbesondere Reedkontakte aufweist, welchen unterschiedliche Betätigungspositionen der Magnetanordnung auf dessen Verschiebebahn zugeordnet sind, so dass die Stößelposition erfassbar ist.

16. Positionsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontakt (4a; 4b) eine Widerstandsanordnung aufweist, bei welcher ein vorgegebener Widerstand (50; 52) parallel zu dem Kontakt oder parallel zu einer Reihenschaltung des Kontaktes mit einem weiteren Widerstand geschaltet ist.

17. Positionsdetektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontakte (4a, 4b) jeweils eine Widerstandsanordnung (50, 52) aufweisen, welche zur Abgabe eines widerstandskodierten Signals in Reihe geschaltet sind.