DE2848103C2

DE2848103C2 - Mit Bedientaste ausgestatteter optoelektronischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2848103C2
Application number: DE2848103A
Authority: DE
Inventors: Eduard 5880 Luedenscheid Bergmann; Volker 5885 Schalksmuehle Speidel; Lothar 5990 Altena Worlitz
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1978-11-06
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DE2848103B1; US4251723A

Description

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Die Erfindung betrifft einen mil Bcdicntasic ausgestalteten optoelektronischen Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem eine Fotodiode und einen Fototransistor aufnehmenden Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse geführten, rechteckigen Taste mit Blcndcnplaitc und mit einem auf den Schaltzustand des Fototransistors ansprechenden, nachgeschalletcn Abfragcschallkrcis. w

Optoelektronische Schaller zeichnen sich durch einen geringen Schaltweg, eine hohe Schallsicherheil und einen geringen Verschleiß aus.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausnutzung dieser Eigenschaften bei einem Schalter für Kraftfahrzeuge.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine rechteckige, quer zur Längsrichtung gewölbte Blattfeder mit ihren Ecken auf Rippen der TaMcninncnfläche abgcslül/t und von der Tasteninnenfläche wcggcwölbl ist und daß die Gcgenauriagc der Blalifcdcr im geometrischen Mittelpunkt durch einen Zapfen gebildet isl und daß die Fotodiode und der Abfrageschiiltkrcis an einen Impulsgenerator angekoppelt sind, der einerseits an die Fotodiode Ansteuerjnipulse und andererseits an den Abfnigeschaltkreis Abfrageimpulse abgibu

Die Erfindung nutzt den vergleichsweise geringen Schaltweg eines optoelektronischen Schalters aus, der mit einem Schaltweg von z. B. I mm auskommt. Der Druckpunkt der Rückstellfeder macht sich bei der Tasienbetätigung wahrnehmbar, so daß die Bedienungsperson ein sicheres Schallgefühl hat. Die Blattfeder wirkt als Schnappfeder oder Sprungfeder, so daß der Schaltpunkl auch akustisch wahrnehmbar is.. Außerdem kann durch diese Ausbildung der momentane Fotostrom einen gegenüber einem Dauerstrom wesentlichen höheren Wert haben, so daß dadurch ein hoher Störabstand der Anordnung erzielt wird. Da der Fotostrom nur während der vergleichsweise kurzen Impulszeit fließt, ist eine Beeinträchtigung der Fotodiode in bezug auf die Lebensdauer ausgeschaltet.

Nach Anspruch 6 isi der Abfrageschalckreis als bistabile Kippstufe ausgebildet, deren Takt-Eingang an die Abfrageimpulse führende Leitung und deren dynamischer !nformations-Eingang je nach Schaltungsart an den Kollektor oder Emitter des Fototransistors ansgeschlossen ist, und außerdem besitzt die bistabile Kippstufe einen Ausgang oder zwei komplementäre Ausgänge. Dadurch kann der jeweilige Schaltzustand der Taste während der Abfrageimpulses sicher erfaßt werden. Die Ausgu-ngssignale der Kippstufe ermöglichen eine Weiterverarbeitung.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen

Fig. I eine Draufsicht auf einen Schulter nach der Erfindung mit aufgebrochener Taste und Blattfeder.

Fi g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il in F i g. |,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-III in I" ig. I.

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Blattfeder und

F i g. 5 einen Schnitt nach der I.inie V-V in I" i g. 4.

Ein Schaltergehäuse I nimmt in einander gegenüberstehenden Kammern einerseits ci;;<* Fotodiode 2 und andererseits einen Fototransistor 3 auf. clic spektral aufeinander abgestimmt sind. Die lichtemittierende Kristallfläehc der Fotodiode 2 und die liehtabsorbiercndc Kristallfläehc des Fototransistors i sind auf einer optischen Achse 4 ausgcrichlcl. Außerdem besii/t das Schaltergehäuse I einen hohl ausgebildeten Zapfen 5. der damit eine Kammer zur Aufnahme einer Leuchtdiode 6 bildet. Die .Stirnfläche 5' des Zapfens 5 ist gegen eine Längsseite des Schallcrgchäiises I hin abgeschrägt, siehe Fig. 2. Außerdem sind an den Quetschen des Schaltcrgehäuses I Schlitze 4' und 4" ausgebildet, die zur Führung einer Taste 7 dienen.

Die Taste 7 paßt in den rechteckigen Ausschnitt des Schallcrgchäuses und besitzt an den Längswäiulcn Führungswändc T sowie an den Querwänden Rippen 7". Eine auf der Innenseite der Taste aiigeformle Blcndcnplatlc9 reicht zur Führung in den Schlitz 4'. eine Führungsplatte 9' in den Schlitz. 4". Die Blcndenplaltc 9 wcisl ein Fenster 10 auf, das beim Eindrücken der Taste 7 die optische Achse 4 freigibt.

Eine rechteckige Blattfeder 8 isl quer zur Längsrichtung vorgewölbt, und liegt mit den Eckcnbcrcichcn auf ilen Rippen 7" auf. Die Blattfeder 8 besitzt Einschnitte 8' zur Führung an der Blendcnplaltc 9 und der Führungsplatte 9' und außerdem einen zentralen Durchbruch 8", der zu dem Zapfen 5 paßt. Im Grundzustand isl die Blattfeder 8 von der Innenfläche der Taste 7 wcggcwölbt, vgl. I·'i g. I. Die Blattfeder 8

stützt sich an der Stirnfläche 5' des Zapfens 5 auf, so daß infolge der Abschrägung der Stirnfläche 5' gegen eine Längsseite des Sehaltergehäuses hin und damit quer zur Wölbungsachse der Blattfeder 8 eine einseitige Auflage der Blattfeder gegeben ist. Die Blattfeder 8 ergibt bei 5 der Betätigung der Taste einen Pruckpunkt, der nach Härte bzWr Materialstärke der Feder zwischen 0,5 N und JO N betragen kann. Beim Eindrücken der Taste ist die Überschreitung des Druckpunktes akustisch hörbar. Diese akustische Wahrnehmbarkeit wird dadurch erhöht, daß die Abstützung der Blattfeder infolge der Abschrägung des Zapfens 5 exzentrisch erfolgt, so daß eine erhöhte Verspannung der Feder erreicht wird, die sich in einem deutlichen Knackgeräusch äußert.

Die Taste 7 weist in der Sichtfläche einen Ausschnitt Il auf, in den eine Symbolscheibe 12 eingesetzt werden kann, die Schaltsymbole für unterschiedliche Funktionen des Schalters trägt und die durch die Leuchtdiode 6 beleuchtet wird.

Das Schaltergehäuse 1 ist auf einer elektrischen Leiterplatte 13 montiert und befestigt. Die elektrischen Anschlüsse sind mit einsprechenden Leiterbahnen verlötet. Die Fotodiode 2 ist an einen Ausgang eines Abfrageimpulsgenerators 14 angeschlossen. Ein weiterer Ausgang dieses Abfragcimpulsgenerators 14 ist mit dem Takt-Eingang eines Abfrageschallkreises 15 verbunden. Der Fototransistor 3 ist mit dem dynamischen Inforniations-Eingang des Abfrageschaltkreises 15 verbunden. Der Abfrageschaltkreis 15 ist /.. B. als bistabile Kippstufe ausgebildet. Der Abfragcsi-haltkreis jo 15 besitzt zwei komplementäre Ausgänge mit den .Signalwcrten Q und Q. Der Abfrageimpulsgeneralor 14 er/.eugl zwei Impulsfolgen f\ und />. Die Impulse f\ mit größerer Impulsbreite beaufschlagen die l'olofiode 2 mit einem hohen Momenlanwcri des l'olosironis. Die J5 Abfrageimpulsc /j, die innerhalb der Impulse f\ liegen.

haben eine geringere Inipulsbreite und steuern dtn Abfrageschaltkreis 15 μη.

Fig, I zeigt den Ausschaltzustand des Schalters. Der optische Weg zwischen der Fotodiode 2 und dem Fototransistor 3 längs der optischen Achse 4 ist unterbrochen. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Fototransistors 3 ist hochohmig. Nachdem die Taste 7 über den Druckpunkt und Schnappunkt der Feder 8 eingedrückt ist, wird die optische Achse freigegeben, so daß sich der Widerstandswert des Fototransistors 3 auf einen niederohmigen Wert ändert. Jeweils während der Impuls f\ fließt ein Strom durch die Fotodiode 2, so daß ein Signa! abgegeben wird. Dieses Signal beeinflußt jeweils den Leitfähigkeitszustand des Fototransistors 3. Dieser Leitfähigkeitswert wird durch die Abfrageimpulsc /i abgefragt und steht an den Ausgängen des Abfrageschaiikreises 15 in komplementärer Form zur Verfugung. Der Impulsbetrieb ermöglicht eine sehr geringe Ruheverlustleistung der Fotodiode und des Fototransistors. Der Momentanwert des Fotostroms kann hoch sein, ohne daß ei· . Zerstörung der Fotodiode befürchtet werden muß. Zud^rm erreicht man einen hohen Störabstand. Der Schalter ist unempfindlich gegenüber Störimpulsen.

Mehrere Schalter können an einen gemeinsamen Abfrai-^impulsgenerator 14 angeschaltet werden. Man erhält damit eine gemeinsame und tatsächliche Abfrage einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Schalter für verschiedene Schaltfunktioncn.

Der Informations-Eingang ist an den Fototransistor angeschlossen. |e nach Schaltungsart stehen dem Fachmann hierfür unterschiedliche Anschlußmöglichkeiien /ur Verfügung. Insbesondere korn 1111 ein Anschluß an den Kollektor oder Emitier in Frage, jedoch können auch Spannungen und/oder Ströme an anderer Slelle der Schaltung abgragt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. MH Bedientaste ausgestatteter optoelektronischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem eine Fotodiode und einen Fototransistor aufnehmenden Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse geführten, rechteckigen Taste mit Blendenplatte und mit einem auf den Schaltzustand des Fototransistors ansprechenden nachgeschalteten Abfrageschaltkreis, dadurch gekennzeichnet, daß eine rechteckige, quer zur Längsrichtung gewölbte Blattfeder (8) mit ihren Ecken auf Rippen (7") der Tasteninnenfläche abgestützt und von der Tasteninnenfläche weggewölbt ist und daß die Gegenauflage der Blattfeder im geometrischen Mittelpunkt durch eine Zapfen (5) gebildet ist und daß die Fotodiode (2) und der Abfrageschaltkreis (15) an einen Impulsgenerator (14) angekoppelt sind, der einerseits an die Fotodiode (2) Ansteuerimpulsc und andererseits an dein Abfrageschaltkreis (15) Abfrageimpulse abgibt.

2. Schauer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (5'} des Zapfens (5) quer zur Wölbungsachse der Blattfeder (8) abgeschrägt ist.

3. Schalter nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (5) hohl ausgebildet ist und eine Kammer zur Aufnahme einer Leuchtdiode (6) aufweist.

4. Schalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsbreite der Abfragcimpulsc so (h) wesentlich geringer als die Impulsbreite der Ansteuerimriiilse (Ti) ist und daß die Abfragcimpulsc innerhalb der Breite der Ansteuerinipulse liegen.

5. Schäker nach Anspruen I, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfr;igesi;h;iltkreis (15) als bistabile Kippstufe ausgebildet isi, deren Takt-Eingang an die die Abfrageimpulse führende Leitung und deren dynamischer Informations-[Eingang je nach Schaltungsart an den Kollektor oder Emitter des Fototransistors angeschlossen ist und daß die *o bistabile Kippstufe einen Ausgang oder /wci komplementäre Ausgänge besitzt.