DE3249953C2 - Elektrischer Mehrpositions-Schalter - Google Patents

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 der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 56-71 428 (Offenle­ gungsschrift 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.

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 dadurch gelöst, daß die Betätigungsknöpfe mit Eingriffszinken versehen sind, die auf den bestimmten Mittelpunkt ragen, ein axialer Stift in dem Mittelpunkt angeordnet ist, und eine Krone drehbar auf dem axialen Stift angeordnet ist, wobei diese Krone an ihrer oberen Stirnfläche mit einer gezahnten Nockenfläche versehen ist zum Eingriff mit den Zinken wobei die zahnförmige Nockenfläche eine Reihe von unsymmetrischen Zähnen aufweist, wobei die Anzahl der Zähne von der Anzahl der Betätigungsknöpfe abweicht, die den Zinken an der Endfläche entspricht, wobei die Krone zur Rotation eingerichtet ist, wenn die Fläche eines der Zähne von einer Eingriffszinke eines der Betätigungsknöpfe berührt wird, wenn der Betäti­ gungsknopf niedergedrückt wird, was dem Zinken erlaubt, den tiefsten Punkt zwischen zwei Zähnen zu erreichen und zu einem Schließen des jeweiligen Betätigungsele­ mentes durch Niederdrücken des Betätigungsknopfes be­ wirkt und ein Schließen anderer den verbleibenden Betä­ tigungsknöpfen zugeordneten Schaltelementen verhindert durch Hemmen der anderen Zinken derart, daß diese nur oberhalb des tiefsten Punktes zwischen zwei jeweiligen Zähnen beweglich sind.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schalters an.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen elektrischen Mehrpositions-Schalter nach der Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine Rückansicht auf das Gehäuse;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Stützplatte;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Bedienungsknopf;

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles Y von Fig. 5;

Fig. 7 eine Bodenansicht auf den Knopf;

Fig. 8 eine vergrößtere perspektivische Dar­ stellung der in Fig. 2 angedeuteten Krone;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Krone;

Fig. 10 eine Abwicklung der Seitenfläche der Krone mit dem Zahnkranz;

Fig. 11 eine Schnitttdarstellung entlang der Linie XI-XI von Fig. 1;

Fig. 12 eine Bodenansicht, die den in Fig. 11 erkennbaren Seitenblock verdeutlicht;

Fig. 13 eine vergrößerte Darstellung, die die in Fig. 2 dargestellte Grundplatte zeigt;

Fig. 14 eine Draufsicht, die die Anordnung zwi­ schen den Schaltelementen auf der ge­ druckten Schaltung zeigt; und

Fig. 15 ein Schaltbild, das die Verschaltung der Schaltelemente zeigt.

In den Zeichnungen geben das Bezugszeichen 1 ein Ge­ häuse und das Bezugszeichen 2 eine gedruckte Schalt­ platte (eine Isolationsplatte) an, die auch als Grund­ platte für das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Gehäuse 1 dient. In dem Gehäuse sind ein Schalter S ₁, der einen Schalter zum Umschalten der Polarität bildet und ein weiterer Schalter S ₂ für motorbetriebene Rückspiegel bildet.

Der Schalter S ₁ weist in dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel acht Schalterelemente A bis F, E′ und F′ auf, wie dies Fig. 15 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 Metall­ partikeln 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 Gundplatte 2 aufgebracht. Diese Schalt­ elemente A bis F′ sind über gedruckte Leitungen 6 miteinander verbunden, so daß zwei Schaltelemente zum Umkehren der Polarität der elektrischen Spannungsquelle gebildet werden. In Fig. 15 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 Grundplatte 2 ist in Fig. 14 dargestellt.

Eine über den beschriebenen Schaltelementen A bis F′ angeordnete Betätigungseinheit wird jetzt in ihren Einzelheiten beschrieben.

Eine Stützplatte 21, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ist auf der Gummiplatte 5 angeordnet und außen an dem Gehäuse 1 befestigt. Die Stützplatte 21 ist an ihren Abschnitten, die den Abschnitten der Schaltelemente A bis F entsprechen, mit Öffnungen 21 a versehen, in die (später erläuterte) Druckflächen locker eingesetzt sind. Das Gehäuse 1 ist an seinem einem bestimmten Mittelabschnitt 7 an der Innenseite entsprechenden Abschnitt mit einem vorragenden axialen Stift 1 e verse­ hen, wie er in Fig. 3 dargestellt ist. Das Gehäuse 1 weist weiter vier trapezförmige Öffnungen 1 a bis 1 d auf, die mit dem axialen Stift 1 e als Symmetriepunkt angeordnet sind. Betätigungsknöpfe 22 bis 25 sind je­ weils in die trapezförmigen Öffnungen 1 a bis 1 d einge­ setzt, so daß jeder Bedienungsknopf eindrückbar ist und automatisch in seiner Ausgangsstellung zurückkehrt. Jeder der Knöpfe 22 bis 25 ist an seinen zu dem Gummi­ blatt 5 weisenden Seitenfläche mit zwei Druckflächen 21 a, 21 b versehen, die leicht vorragen, wie dies repräsentativ für die Knöpfe 22 in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist. Eine Druckfläche 22 a der beiden Druck­ flächen entspricht dem Schaltlelement A, während die andere Druckfläche 22 b dem Schaltelement F entspricht. Der Betätigungsknopf 22 ist mit einem Zahnkranz 22 c verbunden, der mit dem axialen Stift 1 e in Eingriff steht und einen dreieckigen Querschnitt hat, wobei seine Spitze nach unten in Richtung auf das Gummiblatt weist. Der Bedienungsknopf 22 hat weiter ein Federloch 22 d in der Mitte zwischen den beiden Druckflächen 11 a und 22 b. Eine Spiralfeder 26 ist in die Federbohrung 20 a eingebracht und wird zwischen dem Betätigungsknopf 22 und der Stützplatte 21 komprimiert, so daß der Bedienungsknopf 22 dazu neigt, in die Ausgangsstellung zurückzukehren. Üblicherweise werden die Druckflächen 20 a und 22 b des Bedienungsknopfes 22 teilweise in die Öffnungen 21 a der Stützplatten 8 eingesetzt, so daß die Druckflächen 22 a und 22 b zuverlässig durch die Öffnun­ gen 21 a geführt werden, wenn der Bedienungsknopf 22 gedrückt wird.

Der Aufbau und die Anordnung der anderen Betätigungs­ knöpfe 23 bis 25 sind entsprechend. Der Betätigungs­ knopf 23 entspricht den Schaltelementen B und E. Der Betätigungsknopf 24 entspricht den Schaltelementen F′ und C. Der Betätigungsknopf 24 entspricht den Schalt­ elementen F′ und C. Der Betätigungsknopf 25 entspricht den Schaltelementen D und E′. Auf diese Weise entspre­ chen die Betätigungsknöpf 22 bis 25 den beiden Schalt­ elementen.

Eine Krone 27 ist mit einer den Eingriffszinken 22 c bis 25 c entsprechenden Oberfläche 27 a ist drehbar auf dem axialen Stift 1 e in der bestimmten Mittelposition 7 angebracht. Die Fig. 8 bis 11 zeigen, daß die gezahnte Nockenfläche 27 a Zähne aufweist, deren Anzahl unter­ schiedlich von der Anzahl (im Beispielsfall vier) der Betätigungsknöpfe 22 bis 25 ist, also der Anzahl (vier) der Eingriffszähne 22 c bis 25 c. Die die Zähne formenden Flankenabschnitte der jeweiligen Zähne sind nicht an beiden Seiten zu der Kante symmetrisch ausgebildet, sondern mit einem Öffnungswinkel von 30° an der einen Kante und einem Winkel von 25° an der anderen Kante versehen. Die Anzahl der Zähne der gezahnten Fläche 27 a beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel fünf, es können jedoch auch 3, 7, 9 oder jede anderen Zahl vorgesehen sein unter der Voraussetzung, daß die Diffe­ renz zwischen der Anzahl der Zähne und der Anzahl der Betätigungsknöpfe ungerade ist.

Fig. 10 zeigt, daß bei vier Zinken 22 c in einer Stel­ lung, die der tiefsten Stellung entspricht, die anderen Eingriffszinken 23 c bis 25 c in einer Stellung sind, die den anderen Abschnitten der entsprechenden Vertiefungen jeweils entspricht. Wenn einer der Eingriffszinken 22 c bis 25 c in den tiefesten Bereich der Vertiefung einge­ drückt wird, sind lediglich zwei Schaltelemente ent­ sprechend dem Betätigungsknopf ausschließlich geschlos­ sen, so daß die anderen Schaltelemente zum selben Zeit­ punkt nicht geschlossen werden können.

Der Schalter S ₂ 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 den Kontaktmusters 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 15 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. 15 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 des Schalter wird jetzt 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. 15 dargestellt).

Wenn der Betätigungsknopf 22 anschließend gedrückt wird, kommt der Eingriffszinken 22 c des Knopfes 22 in den tiefsten Abschnitt der Vertiefung der gezahnten Fläche 27 a (siehe Fig. 10) und die Schaltelemente A und F sind geschlossen. Sodann dreht der Elektromotor M ₁ in einer solchen Richtung, daß der Winkel des rechten Spiegels R sich nach oben ändert. Auch wenn einer der anderen Betätigungsknöpfe 23 bis 25 zu diesem Zeitpunkt gedrückt wird, kann der Eingriffszinken nicht den tief­ sten Abschnitt einer Vertiefung der gezahnten Fläche 27 a erreichen, es können daher keine anderen Schaltele­ mente geschlossen werden. Wird nur der Betätigungsknopf 23 gedrückt, so kommt dessen Eingriffszahn 23 c in Be­ rührung mit der gezahnten Fläche 27 a und dreht die Krone 27, bis sie den tiefsten Abschnitt einer Vertie­ fung der gezahnten Fläche 27 a erreicht. Infolgedessen sind die Schalteelemente B und E geschlossen und der elektrische Motor M ₁ dreht in einer umgekehrten Rich­ tung, so daß sich die Neigung des rechten Spiegels R nach unten ändert.

Wenn lediglich der Betätigungsknopf 24 gedrückt wird, so verhält sich dessen Zinken 24 c entsprechend. Es werden also die Schaltelemente C und F′ geschlossen und der Elektromotor M ₂ dreht in eine solche Richtung, daß der Winkel des rechten Spiegels R nach links verstellt wird.

Wird nur der Betätigungsknopf 25 gedrückt, so werden die Schaltelemente D und E′ in entsprechender Weise geschlossen. Der Elektromotor M 2 dreht in umgekehrter Richtung, so daß der Winkel des rechten Spiegels R nach rechts verstellt wird.

Wird der Druckknopf 17 b des Umschalters S ₂ gedrückt, wird der linke Spiegel L auf dieselbe Weise wie zuvor beschrieben gesteuert.

Bei einem Schalter nach der eben beschriebenen Erfin­ dung werden eine Mehrzahl von Betätigungsknöpfen unab­ hängig um einen bestimmten Mittelpunkt angeordnet, wobei Druckflächen und Eingriffszähne zum Antreiben der Schaltelemente auf den jeweiligen Knöpfen vorgesehen sind und eine Krone mit einer gezahnten Oberfläche vorgesehen ist, deren Anzahl von Zähnen von der Anzahl der Knöpfe abweicht.

Claims (2)

1. Elektrischer Mehrpositions-Schalter mit

• - einem Gehäuse (1),
• - einer in dem Gehäuse (1) angeordneten Grundplatte (2) aus einem elektrisch isolierenden Material,
• - einer Mehrzahl von ortsfesten Kontaktelementen (3 a-3 f′, 4 a-4 f′), die um einen bestimmten Mittelpunkt (7) auf der Grundplatte (2) angeordnet sind, wobei jedes Paar fester Kontaktelemente aus einem Paar ge­ druckter Elektroden besteht;
• - einem Gummiblatt (5), das nur bei Druck an der jeweils druckbelasteten Stelle leitfähig wird, wobei das Gummiblatt (5) auf die ortsfesten Kontaktelemente (3 a-3 f′, 4 a-4 f′) aufgelegt ist und das Gummiblatt und die jeweiligen ortsfesten Kontaktelemente (3 a-3 f′, 4 a- 4 f′) die jeweiligen Schaltelemente bilden, und
• - einer Mehrzahl von nachgiebig vorgespannten, nie­ derdrückbaren Betätigungsknöpfen (22-25), die über dem Gummiblatt (5) angeordnet sind, wobei jeder nachgiebig vorgespannte, niederdrückbare Betätigungsknopf mit Druckflächen (22 a, 22 b-25 a, 25 b) zum Schließen der Schaltelemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Betätigungsknöpfe mit Eingriffszinken (22 c- 25 c) versehen sind, die zum Mittelpunkt (7) hin ragen,
• - ein axialer Stift (1 e) in dem Mittelpunkt (7) angeordnet ist, und
• - eine Krone (27) drehbar auf dem axialen Stift (1 e) angeordnet ist, wobei diese Krone an ihrer oberen Stirnfläche mit einer gezahnten Nockenfläche (27 a) zum Eingriff mit den Zinken (22 c-25 c) versehen ist, wobei die zahnförmige Nockenfläche (27 a) eine Reihe von un­ symmetrischen Zähnen aufweist, wobei die Anzahl der Zähne von der Anzahl der Betätigungsknöpfe (22-25) abweicht, die den Zinken an der Endfläche entspricht, und die Krone (27) sich dreht, wenn die Nockenfläche (27 a) eines der Zähne von einer Eingriffszinke (22 c- 25 c) eines der Betätigungsknöpfe (22-25) berührt wird, wenn der Betätigungsknopf niedergedrückt wird, was es den Zinken (22 c-25 c) ermöglicht, den tiefsten Punkt zwischen zwei Zähnen zu erreichen und zu einem Schließen des jeweiligen Betätigungselementes durch Niederdrücken des Betätigungsknopfes (22-25) führt und ein Schließen der anderen, den verbleibenden Betäti­ gungsknöpfen zugeordneten Schaltelementen, durch Hemmen der anderen Zinken dadurch verhindert, daß diese nur oberhalb des tiefsten Punktes zwischen zwei jeweiligen Zähnen beweglich sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Betätigungsknöpfe (22-25) vier ist, wobei jeweils zwei der Schaltelemente (3 a-3 f′, 4 a-4 f′) jedem der Betätigungsknöpfe (22-25) ent­ sprechen und die Schaltelemente zwei Sätze von Schalt­ elementen zum Umschalten der Polarität einer elektri­ schen Versorgungsspannung bilden.