DE3249061C2 - Elektrischer Mehrpositions-Schalter - Google Patents
Elektrischer Mehrpositions-SchalterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Mehrposi
tions-Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
wie er insbesondere als Steuerschalter für elektrisch
betriebene Rückspiegel eines Kraftfahrzeuges Verwendung
finden kann.
Motorbetriebene Spiegel, die an der Tür oder der Karos
se eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind, haben jeweils
Elektromotoren, die über einen Schalter im Inneren des
Fahrzeugs gesteuert werden, um die horizontale und die
vertikale Einstellung jedes der Spiegel bestimmen zu
können. Der Schalter zum Steuern der motorbetriebenen
Spiegel muß die beiden Elektromotoren jedes Spiegels
unabhängig voneinander betätigen können, wobei die
Polarität der elektrischen Versorgungsspannung umge
kehrt werden muß. Der Schalter muß weiter einfach in
der Instrumententafel oder dergleichen einzubauen sein.
Um diesen Erfordernissen zu entsprechen, wird in dem
japanischen Gebrauchsmuster
57-1 83 636 ein entsprechender Schalter
vorgeschlagen. Dieser Schalter weist ein Gehäuse, ein
in dem Gehäuse mit einem vorgegebenen Abstand von der
Innenwand des Gehäuses angeordnetes Bedienungselement,
das aus seiner neutralen Position in senkrechte Rich
tungen verschoben werden kann, zwei zwischen einem
Paar von plattenförmigen Elektroden über ein druck
empfindliches Gummiplatz angeordnete Plattenelektroden,
die in Paaren von vier gegenüberliegenden Stellungen
angeordnet sind, und einen Schalter zum Umkehren der
Polarität der Spannungsversorgung auf.
Der vorbekannte Schalter hat jedoch eine erhebliche
Tiefe, die nicht verringert werden kann, da das Betäti
gungselement wippenartig in dem Gehäuse angeordnet ist
und die Schalterelemente zwischen dem Betätigungsele
ment und den vier Innenwänden des Gehäuses angeordnet
ist. Weiter ist der Schalter nicht einfach in einer
Instrumententafel oder dergleichen zu montieren. Weiter
ist die jeweils gewählte Einstellung bei dem vorbekann
ten Schalter nicht fühlbar.
In der US-PS 40 29 915 wird ein Schalter offenbart mit
einer isolierenden Platte, die in einem Gehäuse ange
ordnet ist und eine Mehrzahl von festen Kontaktelemen
ten trägt. Jedes dieser Kontaktelemente ist durch ein
Paar von Schichtelektroden gebildet, die um eine be
stimmte Mittelposition auf der isolierenden Platte
angeordnet sind. Ein leitendes Gummiblatt formt zusam
men mit den festen Kontaktelementen die Schalterelemen
te. Ein zu dem Gummiblatt kippbar angeordneter Hebel
bedient die Schaltelemente durch Druckflächen. Weiter
stellt eine Feder den Druckknopf in die Ausgangsstel
lung zurück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schal
ter zu schaffen, der flach und dünn ist und auf relativ
engem Raum in einer Instrumententafel eines Kraftfahr
zeuges eingebracht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen
elektrischen Mehrpositions-Schalter mit einem Gehäuse,
einer den Boden des Gehäuses bildenden Grundplatte aus
einem elektrisch isolierenden Material, auf die Grund
platte aufgedruckte, ein Paar von Elektroden bildenden
festen Kontakten der jeweiligen Schalteinheiten an
jeder Seite eines Rechtecks, ein druckempfindliches,
elektrisch leitendes Gummiblatt, das sich über die
gedruckten Elektroden unter Bildung von Schalterelemen
ten erstreckt zum Herstellen und Trennen elektrischer
Verbindungen zwischen den festen Kontakten und den
jeweiligen Schalteinheiten bei Drücken bzw. Freigabe
des Gummiblatts, eine Stützplatte, die über das Gummi
blatt gelegt ist, und einen kippbar befestigten Betäti
gungsknopf, wobei die Stützplatte mit einer Kugel eines
Kugel/Pfannen-Lagers versehen ist, die im wesentlichen
zentrisch in Bezug auf das Rechteck angeordnet ist und
eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, und der Betäti
gungsknopf kippbar auf der Kugel des Lagers befestigt
ist, wobei die der Stützplatte zugewandte Seite des
Betätigungsknopfes pyramidenstumpfförmig ausgebildet
ist mit seiner Stumpffläche auf der vertikalen Achse
des Kugel/Pfannen-Lagers und vier Flächen aufweist, die
erhobene Druckflächen aufweist, die zum Zusammenwirken
mit ausgewählten Abschnitten des Gummiblatts geformt
und angeordnet sind durch Vorsprünge durch entsprechen
de Öffnungen in der Stützplatte, wenn der Betätigungs
knopf gekippt wird, und wobei die Kugel des Lagers
Stifte aufweist, die sich quer zu der vertikalen Achse
des Kugel/Pfannen-Lagers erstrecken, und die Pfanne des
Lagers Kerben zur Aufnahme jeweils eines der Stifte
aufweist, wenn der Betätigungsknopf gekippt wird, wobei
die Kerben elastisch und etwas enger als der Durchmes
ser der Stifte ist, und wobei die Stifte und die Kerben
ausgebildet und angeordnet sind, um den Betätigungs
knopf aus einer gekippten Stellung zurück in die nicht-
gekippte Stellung zu bringen.
Der Schalter nach der vorliegenden Erfindung ist rela
tiv flach und dünn und kann einfach auf relativ kleinem
Raum in der Instrumententafel eines Kraftfahrzeuges
montiert werden.
Der hier vorgeschlagene Mehrpositions-Schalter hat
weiter den Vorteil, daß ein kippbarer Betätigungsknopf
mit Vorsprüngen versehen wird, bei dem das gleichzei
tige Schließen von mehreren Schaltelementen zu demsel
ben Zeitpunkt nicht möglich ist und daß der Schaltknopf
in die Ausgangsposition zurückkehrt, wobei der Benutzer
die jeweilige Stellung des Schalters zuverlässig er
fühlt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Schalter;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie
II-II von Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 im
Querschnitt erkennbare Stützplatte;
Fig. 4 eine Unteransicht des Betätigungsknop
fes;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-
V von Fig. 1,
Fig. 6 eine Bodenansicht des in Fig. 5 er
kennbaren Gleit-Blocks;
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 2
im Querschnitt erkennbaren gedruckten
Schaltung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Rela
tivanordnung der verschiedenen Schalt
elemente auf der gedruckten Schaltkarte;
Fig. 9 ein Schaltbild, das die Beziehung zwi
schen den verschiedenen Schaltelementen
verdeutlicht;
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittdarstellung des
bereits in Fig. 2 gezeigten Kugel/Pfan
nen-Lagers; und
Fig. 11 eine Fig. 10 entsprechende Schnittdar
stellung, die die Arbeitsweise der Ku
gel/Pfannen-Lager verdeutlicht.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel eines Schal
ters dargestellt, der zur Steuerung
von motorgetriebenen Rückspiegeln für Kraftfahrzeuge
geeignet ist.
Der Schalter besteht aus einem Gehäuse 1 und einer auch
als Grundplatte des Gehäuses 1 dienenden, als gedruckte
Schaltkarte ausgebildete Grundplatte 2. In dem Gehäuse
1 ist ein Schalter S 1 angeordnet, der zum Umschalten
der Spannungsversorgung dient und ein weiterer Schalter
S 2, der zum Umschalten zwischen dem Betrieb des rechten
Spiegels R und des linken Spiegels L dient.
Der Schalter S 1 weist in dem gezeigten Ausführungsbei
spiel acht Schalterelemente A bis F, E′ und F′ auf, wie
dies Fig. 9 verdeutlicht. Verschiedene Paare von im
wesentlichen schichtförmigen Elektroden 3 a und 4 a bis
3 f′ und 4 f′, die als feste Kontaktelemente der Schalt
elemente A bis F′ dienen, sind um eine bestimmte Mit
telposition 7 auf der Grundplatte 2 aufgedruckt. Die
Schichtelektroden 3 a und 4 a bis 3 f′ und 4 f′ sind so
angeordnet, daß sie im wesentlichen die ganze obere und
untere, rechte und linke Fläche der als gedruckte
Schaltkarte ausgebildeten Grundplatte 2 belegen.
Ein druckempfindliches, elektrisch leitendes Gummiblatt
5, das einem beweglichen Kontaktelement eines üblichen
Schalterelements entspricht, ist über die festen Kon
taktelemente 3 a und 4 a bis 3 f′ und 4 f′ gelegt. Dieses
eine Gummiblatt 5 ist allen festen Kontaktelementen
gemeinsam. Das druckempfindliche, leitende Gummiblatt
5 ist beispielsweise aus einem Silikongummi mit Me
tallpartikeln gebildet. Es ist normalerweise nicht
leitend und wird bei Aufbringen von Druck leitend. Nach
der Erfindung sind also acht Schaltelemente A bis F′
auf der Fläche der Grundplatte 2 aufgebracht. Diese
Schaltelemente A bis F′ sind über gedruckte Leitungen 6
verbunden, so daß zwei Schaltelemente zum Umkehren der
Polarität der elektrischen Spannungsquelle gebildet
werden. In Fig. 9 bilden also die vier Schaltelemente
A, B, E und F eine Schalteinheit (die Schalteinheit für
die vertikale Einstellung) und die vier Schaltelemente
C, D, E′ und F′ bilden die andere Schalteinheit (die
Schalteinheit für die horizontale Einstellung). Die
Anordnung der Schaltelemente A bis F′ auf der Grund
platte 2 ist in Fig. 8 dargestellt.
Eine über den beschriebenen Schaltelementen A bis F′
angeordnete Betätigungseinheit wird jetzt in ihren
Einzelheiten beschrieben.
Eine Stützplatte 8, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ist
oberhalb des Gummiblatts 5 angeordnet. Die Stützplatte
8 ist an ihrem Rand an dem Gehäuse 1 befestigt. Ein
Betätigungsknopf 11 wird von einem Kugel/Pfannen-Lager 9
gestützt, das etwa im Mittelpunkt der Stützplatte 8
liegt, so daß der Betätigungsknopf 11 bezüglich des
Gummiblatts 5 gekippt werden kann. Der Betätigungsknopf
11 ist quadratisch, etwa wie dies in der Draufsicht
nach Fig. 1 erkennbar ist. Der Gummiknopf 11 ist dazu
eingerichtet, einen lokalisierten Druck auf das Gummi
blatt 5 aufzugeben, wenn eine der vier Betätigungsab
schnitte gedrückt wird, die aus einem oberen Abschnitt
11 a, einem unteren Abschnitt 11 b, einem linken Ab
schnitt 11 c und einem rechten Abschnitt 11 d bestehen,
wie dies in Fig. 1 erkennbar ist. Die Fig. 2 bis 4
verdeutlichen, daß der zu dem druckempfindlichen, lei
tenden Gummiblatt 5 weisende Abschnitt des Bedienungs
knopfes 11, also der untere Teil des Knopfes, pyrami
denstumpfförmig ist, wobei die Stumpffläche an der
vertikalen Achse des Kugel/Pfannen-Lagers 9, das als
Stützpunkt dient, liegt, und vier Flächen 11 e, 11 f, 11 g
und 11 h hat, sowie vier Begrenzungslinien, an denen
sich die benachbarten Flächen treffen. Jede der vier
schrägen Flächen 11 e bis 11 h des Pyramidenstumpfes hat
zwei Druckflächen 12 a und 12 b, 12 c usw., die etwas von
dieser vorstehen. Diese Druckflächen 12 a bis 12 h ent
sprechen den Schaltelementen A bis F′ wie folgt: Die
Druckfläche 12 a entspricht dem Schaltelement A, die
Druckfläche 12 b dem Schaltelement F, die Druckfläche
12 c dem Schaltelement E, die Druckfläche 12 d dem
Schaltelement B, die Druckfläche 12 e dem Schaltelement
F′, die Druckfläche 12 f dem Schaltelement C, die Druck
fläche 12 g dem Schaltelement D und die Druckfläche 12 h
dem Schaltelement E′. Die vier geneigten Flächen 11 e
bis 11 h des Pyramidenstumpfes entsprechen zwei Schalt
elementen.
Eine Mehrzahl von im wesentlichen komplementären Durch
bohrungen 8 a ist in der Stützplatte 8 gegenüberliegend
den jeweiligen Druckflächen 12 a bis 12 h vorgesehen.
Das Kugel/Pfannen-Lager 9, das den Knopf 11 stützt, be
steht aus einer Kugel 10, die an einer Seite der Grund
platte 8 angeordnet ist und einer Pfanne 13, die auf
der Seite des Knopfes 11 angeordnet ist. Die Kugel 10
hat eine Mehrzahl von radial vorstehenden Stiften 10 a
in einer kreuzförmigen Anordnung, die sich in Richtung
auf die jeweiligen geneigten Flächen 11 e bis 11 h des
Pyramidenstumpfes des Knopfes 11 erstrecken. Kerben
13 a, deren Weite etwas geringer ist als der Durchmesser
der Stifte 10 a und die elastisch deformierbar sind, um
die Stifte 10 a aufzunehmen, sind an den Seiten der
Pfanne 13 angeordnet. Der Bedienungsknopf 11 unterliegt
so einer elastischen Rückstellkraft, so daß dieser
immer in die mittlere neutrale Position zurückkehrt
aufgrund des Zusammenwirkens der Kerbe 13 a und der
Stifte 10 a.
Der Schalter S 1 dient zum wahlweisen Verbinden des eben
beschriebenen Schalters S 1 entweder mit dem rechten
Spiegel R oder mit dem linken Spiegel L und ist wie
folgt aufgebaut: Der Schalter S 2 weist zwei Schalt
kreise und sechs Kontakte auf. Kontaktmuster l, m und
14 a bis 14 d (entsprechend den sechs Kontakten) sind
nahe dem einen Ende (in Fig. 7 im oberen Abschnitt) der
Platte 2 aufgedruckt. Ein Gleitblock 15, der in Fig. 5
(oder Fig. 6) nach rechts und links gleitbar ist, liegt
über den Kontaktmustern l, m und 14 a bis 14 d. Der
Gleitblock 15 ist mit beweglichen Kontakten 16 a und 16 b
entsprechend der Kontaktmuster l, m und 14 a bis 14 d
versehen. Ein Paar von Druckknöpfen 17 a und 17 b (dem
rechten Spiegel R bzw. dem linken Spiegel L entspre
chend) sind auf beiden Seiten des Gleitblocks 15 in der
Gleitrichtung angeordnet. Das Antriebsende jedes Druck
knopfes ist mit angeschrägten Abschnitten 15 a und 15 b
verbunden, die an beiden Enden des Gleitblocks 15 aus
gebildet sind. Die Bezugszeichen 18 a und 18 b geben
Kugeln zum Positionieren der Druckknöpfe 17 a und 17 b
an.
Das in den Fig. 1 bis 11 dargestellte Ausführungs
beispiel ist also ein Hybridschalter mit einer Schalt
einheit S 1, bestehend aus acht Schaltelementen A bis F′
und dem Umschalter S 2.
Die Kontakte l, m und 14 a bis 14 d des Umschalters S 2
werden über das Verbindungselement 19, das in Fig. 2
gezeigt ist, nach außen geführt.
Fig. 9 zeigt, daß Elektromotoren M 1, M 2 vorgesehen
sind zum horizontalen und vertikalen Verstellen des
rechten Spiegels R, während Elektromotoren M 3, M 4 zum
vertikalen und horizontalen Verstellen des linken Spie
gels l dienen.
Die Betriebsweise der Schalter wird jetzt unter Bezug
nahme auf Fig. 9 beschrieben.
Das Betreiben des rechten Spiegels R wird durch Drücken
des Druckknopfes 17 a des Umschalters S 2 bewirkt. Wenn
der Druckknopf 17 a gedrückt wird, gleitet der Gleit
block 15 in Fig. 5 nach links, die beweglichen Kontakte
16 a und 16 b schließen die Kontakte l und 14 a bzw. die
Kontakte m und 14 c, so daß der Schalter S 1 mit dem
rechten Spiegel R verbunden ist (dieser Zustand ist in
Fig. 9 dargestellt).
Wenn der Abschnitt 11 a des Betätigungsknopfes 11 um
einen vorgegebenen Winkel geneigt wird, werden die
Schaltelemente A und F geschlossen. Der Elektromotor M 1
dreht sich in eine Richtung, wodurch der Neigungswinkel
des rechten Spiegels R vergrößert wird. Der Stift 10 a
des Kugel/Pfannen-Lagers 9 greift in die Kerbe 13 a, wie
dies in Fig. 11 gezeigt ist. Wenn die Druckkraft wegge
nommen wird, wird der Stift 10 a elastisch wieder her
ausgedrückt und kehrt in die in Fig. 10 dargestellte
neutrale Stellung zurück. Das Einrasten ist durch die
elastische Betriebsweise des Lagers 9 erfühlbar.
Entsprechend werden bei Drücken des Abschnitts 11 b des
Druckknopfes 11 die Schaltelemente B, E geschlossen,
der Elektromotor M 1 dreht in umgekehrter Richtung, so
daß sich der Neigungswinkel des rechten Spiegels ver
ringert. Wenn der Abschnitt 11 c gedrückt wird, sind die
Schaltelemente C und F geschlossen, der Elektromotor M 2
dreht in eine Richtung unter Änderung des Winkels des
rechten Spiegels nach links.
Wenn der Abschnitt 11 d gedrückt wird, werden die
Schaltelemente D und E entsprechend geschlossen. Der
Elektromotor M 2 dreht dann in eine umgekehrte Richtung,
um den Winkel des rechten Spiegels R nach rechts zu
ändern.
Bei einem Druck auf die Abschnitte 11 b, 11 c, 11 d wirkt
das Lager 9 entsprechend wie bei einem Druck auf die
Position 11 a.
Wenn der Druckknopf 17 b des Umschalters S 2 gedrückt
wird, wird der linke Spiegel L entsprechend gesteuert.
Claims (3)
1. Elektrischer Mehrpositions-Schalter mit
- - einem Gehäuse (1),
- - einer den Boden des Gehäuses (1) bildenden Grund platte (2) aus einem elektrisch isolierenden Material,
- - auf die Grundplatte (2) aufgedruckte, ein Paar von Elektroden bildenden festen Kontakten (3 a-3 f′, 4 a-4 f′) der jeweiligen Schalteinheiten an jeder Seite eines Rechtecks,
- - ein druckempfindliches, elektrisch leitendes Gum miblatt (5), das sich über die gedruckten Elektroden unter Bildung von Schalterelementen (A-F′) erstreckt zum Herstellen und Trennen elektrischer Verbindungen zwischen den festen Kontakten (3 a-3 f′, 4 a-4 f′) und den jeweiligen Schalteinheiten bei Drücken bzw. Freigabe des Gummiblatts (5),
- - eine Stützplatte (8), die über das Gummiblatt (5) gelegt ist, und
- - einen kippbar befestigten Betätigungsknopf (11),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Stützplatte (8) mit einer Kugel (10) eines Kugel/Pfannen-Lagers (9) versehen ist, die im wesentlichen zentrisch in Bezug auf das Rechteck angeordnet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen (8 a) aufweist, und
- - der Betätigungsknopf (11) kippbar auf der Kugel (10) des Lagers (9) befestigt ist, wobei
- - die der Stützplatte (8) zugewandte Seite des Betä tigungsknopfes (11) pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist mit seiner Spitze auf der vertikalen Achse des Kugel/Pfannen-Lagers und vier Flächen (11 e-11 h) auf weist, die erhobene Druckflächen (12 a-12 h) aufweist, die zum Zusammenwirken mit ausgewählten Abschnitten des Gummiblatts (5) geformt und angeordnet sind durch Vor sprünge durch entsprechende Öffnungen (8 a) in der Stützplatte (8), wenn der Betätigungsknopf (11) gekippt wird, und wobei
- - die Kugel (10) des Lagers (9) Stifte (10 a) auf weist, die sich quer zu der vertikalen Achse des Ku gel/Pfannen-Lagers (9) erstrecken, und
- - die Pfanne (13) des Lagers (9) Kerben (13 a) zur Aufnahme jeweils eines der Stifte (10 a) aufweist, wenn der Betätigungsknopf (11) gekippt wird, wobei die Ker ben (13 a) elastisch und etwas enger als der Durchmesser der Stifte (10 a) ist, und wobei
- - die Stifte (10 a) und die Kerben (13 a) ausgebildet und angeordnet sind, um den Betätigungsknopf (11) aus einer gekippten Stellung zurück in die nichtgekippte Stellung zu bringen.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der vier Flächen (11 e-11 h) ein Paar von im
wesentlichen trapezförmigen Vorsprüngen (12 a-12 h) hat,
die zum Zusammenwirken mit jeweils einem Paar von Ab
schnitten des Gummiblatts (5) durch ein entsprechendes
Paar von Öffnungen (8 a) in der Stützplatte (8) ausge
bildet und angeordnet sind, wobei das Paar von Ab
schnitten die Schalterelemente jeweils eines Paares von
Schalteinheiten bildet.
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