DE3519872A1 - Scheibenschaltdruck-initiator - Google Patents

Description

• Scheibenschaltdruck-Initiator
• Gegenstand der Erfindung ist ein Scheibenschaltdruck-Initiator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Druck-Initiatoren dieser aus der DE-OS 33 38 810 bekannten Art unterliegen einer erhöhten Anforderung hinsichtlich der Betriebssicherheit, die wegen des kurzen Schalthubes der Initiatoren schwer zu erreichen ist. Bei diesen bekannten Initiatoren wird ein Folienflächenschalter eingesetzt, der eine Betätigungsfolie mit Leiterbahnen und eine koaxial zu dieser mit einem Schaltabstand in der Größenordnung von 0,4 mm angeordnete Gegenfolie mit Leiterbahnen aufweist, wobei Betätigungsfolie und Gegenfolie, die über einen Abstandsring miteinander verklebt sind, einen hermetisch abgedichteten Luftraum einschließen.
• Nach den technischen Prüfnormen wird eine einwandfreie Betriebsweise des Initiators in einem Temperaturbereich von -35 bis +800C gefordert. Diese Prüfnorm kann der Initiator reicht erfüllen. Bei Minustemperaturen zieht sich das in dem Folienflächenschalter befindliche Luftvolumen zusammen, so daß sich die Betätigungsfolie mit einer Dicke von weniger als 0,4 mm je nach Größe des Foliendurchmessers bzw.
• seiner Abstützung nach innen wölbt und durch Berührung mit der Gegenfolie Fehlschaltungen auslöst. Bei der vorgeschriebenen Plus-Temperatur wölbt sich die Betätigungsfolie unter dem Druck des sich vergrößernden Luftvolumens nach außen, so daß Beschädigungen an der Folie auftreten können. Die Betätigungskraft für die Auslösung eines Schaltimpulses steigt dabei auf eine unzulässige Grenze an.
• Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Initiators besteht darin, daß bei der kalottenförmigen, nach innen gerichteten Auswölbung der Betätigungsfolie durch Fingerdruck bei zentrischer Druckbeaufschlagung nur die lichtdurchlässigen, leiterfreien Felder der Betätigungsfolie und der Gegenfolie für die Leuchtdiode in Berührung kommen und somit ein elektrisches Schaltsignal nicht erzeugt wird.
• Nachdem einerseits für eine normale Betätigungskraft mit zunehmender Dicke der Schaltfolie der Auflagedurchmesser vergrößert werden muß, aber nur begrenzt vergrößert werden kann, und andererseits aber der Schaltdruck, Schaltabstand und das eingeschlossene Luftvolumen von der Dicke der Folie und dem Auflagedurchmesser und damit von der Oberflächenspannung weitgehend beeinflußt werden, ist es nicht ohne Kompromisse möglich, solche Ergebnisse zu erzielen, die unter den gestellten Bedingungen, Kälte, Wärme, Erschütterungen, Luftdrücke usw. eine einwandfreie Funktion der Betätigungskraft im Zusammenspiel mit dem Schaltweg garantieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenschaltdruck-Initiator zu entwickeln, der sich durch ein hohes Maß an Betriebssicherheit sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen auszeichnet und unabhängig von der Fingerdruckstelle auf der Betätigungsscheibe bei einer innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegenden Betätigungskraft immer ein Schaltsignal erzeugt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
• Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Zusätzlich zu den der Aufgabenstellung entnehmbaren Vorteilen zeichnet sich der erfindungsgemäße Scheibenschaltdruck-Initiator durch weitere, der nachstehenden Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele entnehmbare Vorteile aus. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheibenschaltdruck-Initiators, Fig. 2 den Scheibenschaltdruck-Initiator in der Draufsicht, Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, Fign. 4 und 5 vergrößerte Vorderansichten der Kontaktplatine und der Leiterplatine, Fig. 6 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des Scheibenschaltdruck-Initiators und Fig. 7 die Vorderansicht des Schaltaufnehmers des Scheibenschaltdruck-Initiators nach Fig. 6.
• Gleiche oder ähnliche Buateile der beiden nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Der elektronische Scheibenschaltdruck-Initiator nach den Fign. 1-5 besteht aus einem Basisgehäuse 1 mit dem nicht näher erläuterten Elektronikteil und einem mit dem Basisgehäuse feuchtigkeitsdicht verbundenen Schaltaufnehmer 2, in den der Scheibenflächenschalter 3 eingebaut ist.
• Basisgehäuse 1 und Schaltaufnehmer 2 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
• Hauptbauteile des Scheibenflächenschalters 3 sind die Betätigungsscheibe 4, die Verbindungsfolie 8, die Kontaktplatine 5 und die Leiterplatine 6.
• Die Betätigungsscheibe 4 ist als runde lichtdurchlässige Scheibe aus biegsamem Material ausgebildet. Konzentrisch auf der Innenseite der Betätigungsscheibe 4 ist mittels der im Außendurchmesser gegenüber der Kontaktplatine 5 wesentlich kleineren, doppelseitig klebenden und mit einer zentralen Bohrung 7 versehenen Verbindungsfolie 8 die Kontaktplatine 5 aus relativ biegesteifem Material befestigt, deren Vorderseite eine elektrisch leitende Beschichtung und deren Rückseite beispielsweise eine rote Spezialfarbbeschichtung aufweist. Die Kontaktplatine 5, die als runde Scheibe mit einem gegenüber der Betätigungsscheibe 4 kleineren Durchmesser ausgebildet ist und eine Mittelbohrung 9 aufweist, ist in ihrem mittleren Bereich durch die Verbindungsfolie 8 mit der Betätigungsscheibe 4 verbunden, derart, daß zwischen dem rückseitigen äußeren farbbeschichteten Bereich der Kontaktplatine 5 und der Innenseite der Betätigungsscheibe 4 ein ringförmiger Luftspalt 10 vorhanden ist.
• In den Schaltaufnehmer 2 ist die eine Mittelbohrung 11 aufweisende Leiterplatine 6 eingelassen, die koax-ial zu und mit einem Schaltabstand 12 von der Kontaktplatine 5 angeordnet ist.
• Die in eine zylindrische Vertiefung 13 auf der Außenseite des Schaltaufnehmers 2 eingesetzte Betätigungsscheibe 4 ist über einen Haltering 14 befestigt, der den Außenrand 15 der Betätigungsscheibe 4 zwischen einer O-Ringdichtung 16, die in eine Ringnut 17 im Boden der Vertiefung 13 eingelegt ist, und einer gegenüberliegenden O-Ringdichtung 18 auf der Scheibenaußenseite abdichtend einspannt.
• Die O-Ringdichtung 16 auf der Innenseite der Betätigungsscheibe 4 dient gleichzeitig zur Festlegung des Schaltabstandes 12 zwischen Kontaktplatine 5 und Leiterplatine 6.
• Außenleiterbahn 19 und Innenleiterbahn 20 der Leiterplatine 6 nach Fig. 5 sind über einen Plusleiter 21 und einen Minusleiter 22 an den Elektronikbereich im Basisgehäuse 1 angeschlossen. Der Schaltabstand 12 zwischen Kontaktplatine 5 und Leiterplatine 6 liegt in einem Bereich von 0,15-0,4 mm.
• Die kreisrunde Verbindungsfolie 8 zwischen Betätigungsscheibe 4 und Kontaktplatine 5 weist eine Dicke in einem Bereich von 0,08-0,15 mm auf.
• Kontaktplatine 5 und Leiterplatine 6 besitzen eine Dicke von 0,8 mm, und die Dicke der Betätigungsscheibe 4 liegt in einem Bereich von 0,5-0,8 mm.
• In eine zentrale Bohrung 23 des Schaltaufnehmers 2 ist eine auswechselbare Leuchtdiode 24 eingesteckt, die durch den Scheibenflächenschalter 3 nach außen durchscheint.
• Ein in der Aufnahmebohrung 23 in dem Schaltaufnehmer 2 eingearbeiteter Luftkanal 25 sorgt für einen Luftausgleich bei der Montage der Leuchtdiode.
• Der Schaltaufnehmer 2 mit dem durch den Haltering 14 gesicherten Scheibenflächenschalter 3 ist in einen nabenförmigen Schwingungsdämpfer 26 aus Gummi oder Kunststoff eingebettet, der in eine oeffnung beispielsweise in einer Türwand 27 hineinragt und mit seinem äußeren Flanschringkörper 28 auf der Türwand 27 aufliegt. Der Schwingungsdämpfer 26 wird über dem Flanschringkörper 28 durch einen Befestigungsring 29 aus Kunststoff abgedeckt. Der Scheibenschaltdruck-Initiator ist mittels Senkschrauben 30, die entsprechende miteinander fluchtende Bohrungen im Befestigungsring 29 und dem Flanschringkörper 28 des Schwingungs- dämpfers 26 durchgreifen, an der Türwand 27 befestigt.
• Der Schwingungsdämpfer 26 bildet so auch gleichzeitig die Abdichtung zwischen Außen- und Innenseite der Türwand 27.
• Die zweite Ausführungsform des Scheibenschaltdruck-Initiators nach den Fign. 6 und 7 unterscheidet sich von der ersten Ausführung im wesentlichen dadurch, daß die Betätigungsscheibe 4 des Scheibenflächenschalters 3 mit ihrem Außenrand 15 auf einem Ringwulst 31 des Schaltaufnehmers 2 aufliegt und die Kontaktplatine 5 mit in dem Schaltaufnehmer 2 angeordneten positiven und negativen, elektrisch verbundenen Kontaktstiften 32, 33 zusammenwirkt, die an den Elektronikbereich im Basisgehäuse 1 angeschlossen sind.
• Der Schaltabstand 12 zwischen der Kontaktplatine 5 und den Kontaktstiften 32, 33 des Scheibenflächenschalters 3 ist durch den Ringwulst 31 am Schaltaufnehmer 2 festgelegt.
• Der vorbeschriebene Aufbau des Scheibenschaltdruck-Initiators gewährleistet, daß sowohl und insbesondere bei zentrischer als auch bei exzentrischer Fingerbetätigung der Betätigungsscheibe 4 in Schaltdruckrichtung a die Kontaktplatine 5 nahezu parallel zur Leiterplatinenebene bzw. zur Kontaktebene der Kontaktstifte 32,33 über den Schaltabstand 12 gegen die Leiterplatine 6 bzw.die Kontaktstifte verschoben wird und somit immer sicher ein Schaltsignal erzeugender Kontakt zwischen Kontaktplatine 5 und Leiterplatine 6 bzw.den Kontaktstiften 31,32 zustande kommt.Die Betätigungsscheibe 4 ist derart stabil, daß das zwischen dieser und dem Boden der Vertiefung 13 im Schaltaufnehmer 2 eingeschlossene Luftvolumen weder bei hohen noch bei niedrigen Temperaturen ein ungewolltes Aus-bzw. Einwölben der Betätigungsscheibe 4 und eine dadurch bedingte Beschädigung bzw. Fehlschaltung bewirken kann.
• Vorteilhaft ist auch, daß der aufgebrachte Schaltdruck mit der Folge der Durchbiegung der Betätigungsscheibe 4 und der damit verbundenen Komprimierung des in dem Schalter eingeschlossenen Luftvolumens durch die rückwärtige Beauf- schl a gung der Kontaktplatine 5 nicht erhöht wird. Ferner ermöglicht der konstruktive Aufbau des Scheibenschaltdruck-Initiators einen Austausch schadhafter Einzelteil. Der Initiator ist einfach im Aufbau und somit kostengünstig in der Herstellung. Er ist praktisch reparatur-und wartungsfrei und zeichnet sich durch eine sehr lange Lebensdauer aus.
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Claims (11)

1. Patentansprüche 1. Scheibenschaltdruck-Initiator zur Betätigung elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Antriebe im mobilen und stationären Bereich, beispielsweise zum Uffnen und Schließen von Fahrzeugtüren, mit einem in einem Schaltaufnehmer untergebrachten, auf elektronischer oder Schwachstrom-Basis arbeitenden Scheibenflächenschalter, der eine Betätigungsscheibe mit Leiterbahnen und eine koaxial zu und mit einem Schaltabstand von dieser angeordnete Kontaktscheibe mit Leiterbahnen und einem Minusleiter- und einem Plusleiteranschluß aufweist, die an elektronische Bauelemente in einem Basisgehäuse angeschlossen sind, das mit dem Schaltaufnehmer für den Scheibenflächenschalter feuchtigkeitsdicht verbunden ist, einer in den Scheibenflächenschalter integrierten Leuchtanzeige sowie mit einer Konsole aus elastischem Material zur schwingungsdämpfenden und verwindungsfreien Lagerung des Schaltaufnehmers und Befestigung des Initiators in der Karosseriewand eines Fahrzeugs o.dgl., gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) eine runde lichtdurchlässige Betätigungsscheibe (4) aus biegsamem Material, auf deren Innenseite eine Kontaktplatine (5) aus relativ biegesteifem Material mittels einer doppelseitig klebenden Verbindungsfolie (8) befestigt ist, die einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Kontaktplatine (5) aufweist und mit einer zentralen Bohrung (7) versehen ist, wobei die Kontaktplatine (5), die als runde Scheibe mit einem gegenüber der Betätigungsscheibe (4) kleineren Durchmesser ausgebildet ist und eine Mittelbohrung (9), eine elektrisch leitende Beschichtung auf der Votderseite und eine Spezialfarbbeschichtung auf der Rückseite aufweist, in ihrem mittleren Bereich durch die Verbindungsfolie (8) mit der Betätigungsscheibe (4) verbunden ist und zwischen dem rückseitigen äußeren Bereich der Kontaktplatine (5) und der Innenseite der Betätigungsscheibe (4) ein ringförmiger Luftspalt (10) vorhanden ist, b) im Schaltaufnehmer (2) angeordnete, mit der Kontaktplatine (5) zusammenwirkende Leiterlemente, c) eine in eine zentrale Bohrung (23) des Schaltaufnehmers (2) eingesetzte Leuchtdiode (24) und d) eine feuchtigkeitssichere Abdichtung der in eine zylindrische Vertiefung (13) auf der Außenseite des Schaltaufnehmers (2) eingesetzten Betätigungsscheibe (4) mittels eines Halteringes (14), der den Außenrand (15) der Betätigungsscheibe (4) zwischen einer ringförmigen Auflage am Schaltaufnehmer (2) und einer gegenüberliegenden 0-Ringdichtung (18) auf der Scheibenaußenseite abdichtend einspannt, wobei die ringförmige Auflage für die Betätigungsscheibe (4) zur Festlegung des Schaltabstandes (12) zwischen Kontaktplatine (5) und den Leiterelementen im Schaltaufnehmer (2) dient.
2. 2. Initiator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in den Schaltaufnehmer (2) eingesetzte, eine Mittelbohrung (11) aufweisende Leiterplatine (6), die koaxial zu und mit einem Schaltabstand (12) von der Kontaktplatine (5) angeordnet ist.
3. 3. Initiator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im Schaltaufnehmer (2) angeordnete, durch die Kontaktplatine (5) elektrisch verbindbare positive und negative Kontaktstifte (32, 33).
4. 4. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsscheibe (4) mit dem Außenrand (15) auf einer 0-Ringdichtung (16) aufliegt, die in eine Ringnut (17) im Boden der Vertiefung (13) im Schaltaufnehmer (2) eingelegt ist.
5. 5. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen am Schaltaufnehmer (2) angeformten Ringwulst (31) als Auflage für den Außenrand (15) der Betätigungsscheibe (4).
6. 6. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Schaltabstand (12) im Bereich von 0,15-0,4 mm.
7. 7. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisrunde Verbindungsfolie (8) eine Dicke in einem Bereich von 0,08-0,15 mm aufweist.
8. 8. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktplatine (5) und Leiterplatine (6) eine Dicke von 0,8 mm aufweisen.
9. 9. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Dicke der Betätigungsscheibe (4) im Bereich von 0,5-0,8 mm.
10. 10. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (24) in die zentrale Bohrung (23) des Schaltaufnehmers (2) eingesteckt ist.
11. 11. Initiator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Luftausgleichkanal (25) in der zentralen Aufnahmebohrung (23) für die Montage der Leuchtdiode (24) in dem Schaltaufnehmer (2).