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Die Erfindung bezieht sich auf einen manuell betätigbaren elektrischen Schalter mit einem Gehäuse, einer schwenkbaren Bedienwippe und zumindest zwei durch diese betätigbaren beabstandeten Schaltkontakten (3), die in einer zur Bedienwippe annähernd parallelen Kontaktebene angeordnet sind, wobei eine zur Kontaktebene parallele Schwenkachse der Bedienwippe zwischen den Schaltkontakten angeordnet ist, insbesondere zum Einbau in ein Kraftfahrzeug.
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Ein derartiger Schalter ist z. B. durch die
US 5957273 A bekannt geworden. Danach ist eine längliche Bedienwippe um eine zentrale Schwenkachse aus einer mittleren Ausgangsstellung in entgegengesetzte Richtungen schwenkbar, um jeweils ein Schaltkontaktpaar zu betätigen. Die Schaltkontakte sind auf der Schalterunterseite in einer Kontaktebene als Schaltdome einer elastomeren Schaltmatte ausgebildet und senkrecht zur Kontaktebene betätigbar. Die zentrale Lagerung bedingt eine kurze Hebellänge. Der erforderliche Schalthub kann daher nur durch einen relativ großen Schwenkwinkel erzeugt werden. Dies bedeutet, dass andere Seite der Bedienwippe entsprechend hoch aus dem Schalter herausgeschwenkt wird. Derartige Schaltdome haben einen Schnappeffekt durch den beim Eindrücken eine anfangs hohe Federkraft nach Erreichen des Druckpunktes erheblich abfällt. Nachteilig ist dabei, dass die Rückstellkraft weitgehend auf diesem Niveau bleibt und dass sich somit die Rückstellung verzögert.
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Durch die
US2006243568 A ist ferner ein multifunktionaler Flächenschalter bekannt geworden, dessen kreisrunde Bedienwippe auf einem Kardangelenk gelagert und in kreuzenden Richtungen schwenkbar ist, um einen entsprechenden der in der Kontaktebene sternförmig verteilten Schaltkontakte zu betätigen. Auch hier befindet sich die jeweilige Schwenkachse im Zentrum der Bedienwippe, was einen großen Schwenkwinkel erfordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion des Schalters zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei einem vorzugsweise in der Draufsicht auf die Kontaktebene symmetrisch aufgebauten Schalter sind in der Hebellängsrichtung die Abstände zwischen jeweils einem der Schaltkontakte der benachbarten Schwenkachse gleich groß. In der Querrichtung erstrecken sich die Lagerelemente symmetrisch zur Hebelachse. Die Schwenkachsen liegen also zu beiden Seiten der Hebelmitte. Die Federspannung kann vorzugsweise durch die Schaltkontakte selbst erzeugt werden, so dass die Bedienwippe von diesen weg gedrückt wird. Beim einseitigen Eindrücken der Bedienwippe wird das auf dieser Seite liegende bewegbare Lagerelement vom stationären abgehoben und die Bedienwippe um die gegenüberliegende Schwenkachse gedreht. Dadurch vergrößert sich die Hebellänge des eingedrückten Teils der Bedienwippe, so dass sich der Schwenkwinkel verringert und die Bedienbewegung abflacht und einer geradlinigen Kontaktbetätigung annähert. Die Verkippung wird so gering, dass die Betätigungsfläche unmittelbar der Bedienwippe zugeordnet werden kann. Außerdem verkürzt sich die Hebellänge der gegenüberliegenden Wippenseite, so dass diese weniger weit aus dem Gehäuse heraussteht. Der gesamte Bewegungsbereich wird kleiner, so dass der Schalter entsprechend flacher ausgebildet und leichter in einen knapp bemessenen Einbauplatz z. B. eines Lenkrads eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 gekennzeichnet:
Die Anschläge nach Anspruch 2 befinden sich nicht am von der Schwenkachse am weitesten entfernten Außenrand der Bedienwippe, sondern näher an der Schwenkachse, wo die kurze Hebellänge eine erheblich kürzere Hubhöhe bedingt. Dadurch kann der Höhenabstand zwischen den beiden Anschlagflächen soweit verringert werden, dass beim beidseitigen Eindrücken der Bedienwippe keiner der beiden Kontakte geschaltet werden kann.
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Beim Schalter nach Anspruch 3 sind die Hebelverhältnisse im Hinblick auf die Abstützung und Betätigung optimiert. Da die Schwenkachse dem der Eindrückseite gegenüberliegenden Kontakt benachbart ist, wird die Bedienwippe nur geringfügig angehoben und bleibt innerhalb des Federbereichs des vorgespannten Schaltkontakts.
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Der Schalter nach Anspruch 4 weist zumindest ein zusätzliches Schwenkachsenpaar auf, das sich quer, insbesondere senkrecht zum anderen erstreckt. Die Mitte zwischen den Schwenkachsen stellt die gemeinsame Hebelmitte dar, um die der Schalter vorzugsweise symmetrisch aufgebaut ist. Bei einem einfachen Kreuzschalter mit 4 Schaltkontakten und zwei Hebelrichtungen bilden dann die Schwenkachsen ein Quadrat. Es sind aber auch zusätzliche Hebelrichtungen unter 60° oder 45° mit 6 bzw. 8 einzeln betätigbaren, sternförmig verteilten Schaltkontakten möglich. Dabei bilden jeweils zwei einander gegenüberliegende Seiten des Polygons eines der Schwenkachsenpaare. Zur Erhöhung der Schaltsicherheit können auf jeder Hebelseite die Schaltkontakte auch gedoppelt sein.
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Eine große Stützlänge der Lagerelemente ergibt für jeden Hebel eine deutliche Vorzugsrichtung, die eine ungewollte Betätigung zwischen zwei Hebelrichtungen deutlich spürbar werden lässt. Bei einer Betätigung der Bedienwippe des Kreuzschalters in einer Hebelrichtung werden die beiden in der Hebelmitte angeordneten Schaltkontakte der anderen Hebelrichtung leicht zusammengedrückt, ohne dabei dem Schaltpunkt nahe zu kommen. Dadurch erhöht sich die Rückstellkraft der Bedienwippe. Dies ist insbesondere bei als Kontaktdome ausgebildeten Schaltkontakten von Vorteil, die nach dem Umschnappen eine geringe Rückstellkraft aufweisen, während die beiden mittleren, nur leicht zusammengedrückten Schaltkontakte ihr höheres Kraftniveau behalten und die Rückstellkraft deutlich erhöhen, wohingegen die Eindrückkraft relativ wenig erhöht wird.
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Die Lagerelemente nach Anspruch 5 können giesstechnisch günstig ausgeformt und zusammengefügt werden. Ein seitliches Ausweichen parallel zur Kontaktebene kann durch eine knappe wechselseitige Überlappung senkrecht zur Kontaktebene vermieden werden.
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Der Träger nach Anspruch 6 stellt ein einfaches zentrales gemeinsames Stützteil für die beweglichen Lagerelemente dar.
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Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 wird die Stützlänge der Schwenkachsen maximiert und eine Verkippen der Bedienwippe schräg zu den Schwenkachsen erschwert.
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Die Rasthaken und Rastnasen nach Anspruch 8 ermöglichen einen einfachen Montagevorgang durch Aufclipsen der Bedienwippe auf den zentralen Träger. Es ist auch möglich, beide Lagerelemente als seitlich nachgiebige kürzere Rasthaken auszubilden und dadurch die Bauhöhe des Schalters zu verringern.
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Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 ist es möglich, einen von der Bedienwippe unabhängigen Drucktastenschalter zu integrieren, bei dem der hohle zentrale Träger als Gehäuseteil für die Funktionsteile dient. Der zugehörige zusätzliche Schaltkontakt ist entsprechend zentral in der Kontaktebene angeordnet.
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Durch die Anschläge nach Anspruch 10 wird die gleichzeitige Betätigung benachbarter Schaltkontakte verhindert, wobei die z. B. stiftartigen Anschläge in der Mitte der Verbindungslinie zwischen den beiden Schaltkontakten angeordnet sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen länglichen Wippschalter in einer Ausgangsstellung
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2 den Wippschalter nach 1 in einer Funktionsstellung,
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3 einen Querschnitt durch den Wippschalter nach 1 in einer Draufsicht,
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4 einen Schnitt durch einen weiteren Wippschalter in einer Ausgangsstellung,
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5 den Wippschalter nach 4 in einer Funktionsstellung,
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6 ein Funktionsschema des Wippschalters nach 5,
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7 einen Schnitt durch den Wippschalter entlang der Linie VII-VII in 4,
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8 einen Schnitt durch einen abgewandelten Wippschalter ähnlich 4,
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9 den Wippschalter nach 8 in einer Funktionsstellung.
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Nach den 1 bis 3 weist ein einfacher länglicher Wippschalter ein rahmenartiges Gehäuse 1 auf, in dem eine längliche Bedienwippe 2 schwenkbar gelagert ist. Am Boden des Gehäuses 1 ist eine elastomere Schaltmatte 3 angeordnet, die in einer zur Oberfläche der Bedienwippe parallelen Kontaktebene zwei als Schaltdome ausgebildeten Schaltkontakte 4 in der Nähe der Wippenenden aufweist. Die Bedienwippe 2 ist über den Schaltkontakten 4 mit stiftartigen Vorsprüngen 5 versehen, die in der Ausgangstellung nach 1 unter Vorspannung auf den Schaltkontakten 4 aufsitzen. An beiden Längsseiten der Bedienwippe 2 sind seitlich abstehende Lagerzapfen 6 angesetzt, die in Langlöcher 7 des Gehäuses 1 eingreifen und zusammen mit diesen Lagerelemente bilden, wobei die Lagerzapfen 6 als bewegbare Lagerelemente und die Langlöcher als stationäre Lagerelemente dienen.
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Die Lagerzapfen 6 werden durch die Federvorspannung der Schaltkontakte 4 gegen die oberen Ränder der Langlöcher 7 gedrückt und bilden in dieser Stellung zwei beabstandete Schwenkachsen, die jeweils zwischen dem zugehörigen Schaltkontakt 4 und dem Zentrum der Bedienwippe 2 angeordnet sind. Durch Drücken auf eines der Enden der Bedienwippe 2 wird dieses nach unten geschwenkt, wobei der auf dieser Wippenseite angeordnete Lagerzapfen 6 zum Gehäuseboden hin bis zum Anschlag an den unteren Rand des Langlochs 7 ausgelenkt wird. Der andere Lagerzapfen 6 verbleibt dabei in seiner Ausgangsstellung und dient als die aktuelle Schwenkachse für die Bedienwippe 2. Die Länge der Langlöcher 7 ist so kurz, dass es nicht möglich ist, beide Schaltkontakte 4 gleichzeitig zu schalten.
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Ein weiterer Wippschalter nach den 4, 5 und 7 weist eine in der Draufsicht quadratische Bedienwippe 8 auf, um deren Zentrum vier der Schaltkontakte 4 in einem zur Bedienwippe 8 diagonalen Viereck am Boden eines im wesentlichen quadratischen Gehäuses 9 verteilt sind. Die Bedienwippe 8 ist hier am Gehäuse 9 mittels sich wechselseitiger hintergreifender Rasthaken 10 der Bedienwippe 8 und fester Rastnasen 11 des Gehäuses 9 gehalten, wobei Außenkanten der Rastnasen 11 die Schwenkachsen definieren. Die Rastnasen 11 sind an einem in der Gehäusemitte angeordneten Träger 12 ausgebildet, der einstückig mit dem Gehäuse 9 verbunden ist.
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Die Rastnasen 11 und die seitlich auslenkbaren Rasthaken 10 bilden dabei je ein annähernd geschlossenes Quadrat, so dass auch die zur Kontaktebene parallelen Schwenkachsen paarweise ein entsprechendes Quadrat bilden. Dadurch ist es möglich, die Bedienwippe 8 in zwei sich kreuzenden Richtungen zu schwenken und jeden der Schaltkontakte 4 über die Vorsprünge 5 einzeln zu betätigen. An die Bedienwippe 8 sind nahe den Trägerecken jeweils in der Mitte zwischen zwei Schaltkontakten 4 stiftförmige Anschläge 13 angesetzt, die durch Aufsetzen auf den Gehäuseboden bzw. auf eine sich im Quadrat erstreckende Schaltmatte 14 die Schwenkbewegung der Bedienwippe 8 derart begrenzen, das bei diagonaler Betätigung der Bedienwippe ein gleichzeitiges Schalten zweier Schaltkontakte 4 verhindert wird.
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Das Funktionsschema nach 6 zeigt die Bewegungen der Funktionsstellen der Bedienwippe aus der waagerechten Lage nach 4 in die gekippte Lage nach 5, wobei die strichpunktierte Linie für eine zentral einfach gelagerte Bedienwippe nach dem Stand der Technik steht. Das eingedrückte Wippenende ist um die Strecke a nach unten gedrückt, so dass der erforderliche Schaltweg b zur Betätigung des benachbarten Schaltkontakts erreicht wird. Da die Schwenkachse auf der gegenüberliegenden Seite der Wippenmitte liegt, werden die mittleren Schaltkontakte 4 nur geringfügig um die Strecke c zusammengedrückt und der Vorsprung 5 für den unbetätigten Schaltkontakt um den Weg d geringfügig angehoben. Das andere Wippenende wird aus dem Gehäuse um die Strecke e herausgehoben, die erheblich kleiner ist als die Strecke a. Im Vergleich zu der mittig gelagerten Bedienwippe nach dem Stand der Technik wird deutlich, das deren Bewegungshöhe und Schwenkwinkel erheblich größer sind als bei einem Schalter nach der Erfindung.
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Der abgewandelte Wippenschalter nach den 8 und 9 unterscheidet sich von dem Wippenschalter nach 4 im wesentlichen dadurch, dass hier eine abgewandelte Bedienwippe 15 eine zentrale Freimachung für einen von der Bedienwippe 15 unabhängig betätigbaren Druckschalter 16 aufweist, der an einem angewandelter zentrale Träger 17 gelagert ist, wobei die Schaltmatte 14 zentral einen zusätzlichen der Schaltkontakte 4 aufweist und der Schwenkmechanismus weitgehend unverändert bleibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 9
- Gehäuse
- 2, 8, 15
- Bedienwippe
- 3, 14
- Schaltmatte
- 4
- Schaltkontakt
- 5
- Vorsprung
- 6
- Lagerzapfen
- 7
- Langloch
- 10
- Rasthaken
- 11
- Rastnase
- 12, 17
- Träger
- 13
- Anschlag
- 16
- Druckschalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5957273 A [0002]
- US 2006243568 A [0003]
