DE3249061C2

DE3249061C2 - Elektrischer Mehrpositions-Schalter

Info

Publication number: DE3249061C2
Application number: DE19823249061
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Nakayama; Tadayoshi Muto
Original assignee: Murakami Kaimeido Co Ltd
Current assignee: Murakami Kaimeido Co Ltd
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1990-06-21
Anticipated expiration: 2002-10-14
Also published as: GB2153149B; EP0269153A3; EP0102394B1; EP0102394A4; GB8504280D0; EP0275570A3; GB2154801A; DE3249955C2; EP0275570B1; EP0269153B1; DE3249061T1; DE3249953C2; EP0102394A1; GB2153149A; GB2154801B; GB2128412A; EP0275570A2; GB8504279D0; GB2128412B; GB8329069D0

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

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.