DE3839722A1 - Fluiddichter druckknopfschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen fluiddichten Druckknopf­ schalter, der insbesondere jedoch nicht ausschließlich zum Anbringen an einem Kraftfahrzeug geeignet ist, um ein nicht vollständiges Schließen einer Tür anzuzeigen.

Fluiddichte Schalter dieser Art umfassen gewöhnlich ein äußeres Gehäuse und einen Knopf, der sich durch eine Wand am Gehäuse erstreckt und so ausgebildet ist, daß er einen gegebenen Arbeitshub bezüglich dieser Wand zwischen einer normalen vorstehenden oder herausgezogenen Lage und einer zurückgezogenen Lage ausführt.

Der Knopf ist gewöhnlich mit einer Kappe aus einem elastischen Material versehen, die fluiddicht mit dem äußeren Gehäuse verbunden ist, und eine Anzahl fester Kontakte ist gewöhnlich fluiddicht durch diejenige Wand am Gehäuse hindurch eingesetzt, die der Wand gegenüberliegt, in die der Knopf eingepaßt ist. Die Kontakte sind so ausgebil­ det, daß sie mit wenigstens einem kontakttragenden Element zusammenarbeiten, das beweglich im Inneren des Gehäuses angebracht und mit dem Knopf so verbunden ist, daß es bezüglich der festen Kontakte den gleichen Arbeitshub wie der Knopf zwischen der geschlossenen und der geöffneten Lage ausführt. Die bekannten fluiddichten Schalter der oben beschriebenen Art haben eine Anzahl von Nachteilen hin­ sichtlich sowohl der Kosten als auch ihrer Arbeit.

Die elastische wasserdichte Kappe auf dem Knopf führt zu relativ hohen Herstellungs- und Montagekosten, wohingegen die direkte Verbindung des Knopfes und des kontakttragenden Elementes notwendiger Weise Dichtungsprobleme zur Folge hat.

Bei der Verbindung der zuletzt genannten Bauelemente sollte darauf geachtet werden, daß das zusammengesetzte Bauteil aus Knopf und dem kontakttragenden Element wie ein Kolben arbeitet, der fluiddicht im Inneren des äußeren Gehäuses des Schalters gleitet. Da bei bekannten fluiddichten Schaltern der oben beschriebenen Art der Arbeitshub des Knopfes gewöhnlich relativ groß ist, um die sich ändernde Stärke des Spiels zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Tür zu kompensieren, erzeugte der Kolben einen relativ hohen Unterdruck auf der Seite des festen Kontaktes immer dann, wenn die Tür geöffnet und der Knopf freigegeben wird. Das hat zur Folge, daß die Dichtungsmaterialien an den Öffnungen der festen Kontakte im Inneren des Schaltergehäuses Ermüdungen ausgesetzt sind und in kurzer Zeit ihre Fähigkeit verlieren, das Gehäuse gegenüber Kondensaten an den Außenanschlüssen der festen Kontakte abzudichten.

Durch die Erfindung soll ein fluiddichter Schalter geschaffen werden, der so ausgebildet ist, daß er frei von den oben erwähnten Mängeln ist.

Im Hinblick darauf umfaßt der erfindungsgemäße fluid­ dichte Druckknopfschalter ein Gehäuse, einen Knopf, der sich durch das Gehäuse erstreckt und so ausgebildet ist, daß er relativ dazu einen ersten gegebenen Arbeitshub zwischen einer normalen vorstehenden Lage und einer zurückgezogenen Lage ausführt, eine Anzahl von festen Kontakten, die sich durch das Gehäuse erstrecken, und wenigstens ein leitendes kontakt­ tragendes Element, das im Inneren des Gehäuses aufgenommen und mit dem Knopf so verbunden ist, daß es bezüglich der festen Kontakte einen zweiten Arbeitshub zwischen einer geöffneten und einer geschlossen Lage ausführt, wobei dieser Schalter dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine im wesentli­ chen fluiddichte Kammer, die im Inneren des Gehäuses ausgebildet ist und das kontakttragende Element und wenig­ stens einen Teil der festen Kontakte aufnimmt, ein Steuerele­ ment, das im Inneren des Gehäuses aufgenommen und gleitend verschiebbar mit diesem verbunden ist, um den zweiten Arbeitshub zusammen mit dem kontakttragenden Element auszuführen, wobei der Knopf gleitend verschiebbar mit dem Steuerelement verbunden ist, und eine erste und eine zweite elastische Einrichtung umfaßt, die zwischen dem Steuerelement und dem Gehäuse sowie zwischen dem Knopf und dem Steuerele­ ment jeweils vorgesehen sind, wobei der zweite Arbeitshub verglichen mit dem ersten Arbeitshub relativ kurz ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Schalters umfaßt die fluiddichte Kammer eine Wand, die von einer flexiblen Membran gebildet wird, wobei die erste elastische Einrichtung im Inneren der fluiddichten Kammer aufgenommen ist und axial mit einem Endabschnitt des Steuerelementes über das kontakttragende Element und die Membran zusammenarbeitet, die dazwischen angeordnet sind.

Das Steuerelement umfaßt vorzugsweise einen Endab­ schnitt, der fluiddicht in das Innere der fluiddichten Kammer eintritt, wobei die Membran ein Loch aufweist, das fluid­ dicht mit dem Endabschnitt des Steuerelementes in Eingriff steht.

Vorzugsweise sind gleichfalls Anschlageinrichtungen im Inneren der fluiddichten Kammer vorgesehen, die mit dem kontakttragenden Element zusammenarbeiten, wobei die festen Kontakte im Inneren der fluiddichten Kammer einen gebogenen Teil umfassen, der den Anschlageinrichtungen zugewandt ist, und sich das kontakttragende Element in einen Kontakt mit den Anschlageinrichtungen in der geöffneten Lage bewegt hat.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben sowohl das Gehäuse als auch das Steuerelement die Form eines Hohlzylinders, wobei das Steuerelement gleitend verschiebbar im Inneren des Gehäuses angebracht ist und der Knopf teleskopartig mit dem Steuerelement über die dazwischen angeordnete zweite elastische Einrichtung verbunden ist.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht von unten auf das bevorzugte Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Schalters,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 2.

Der in Fig. 2 dargestellte fluiddichte Druckknopfschal­ ter 1 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches äußeres Gehäuse 2, das von einer Seitenwand 3 begrenzt wird, die im wesentlichen aus einem zylindrischen hinteren Teil 4 und einem zylindrischen vorderen Teil 5 koaxial zum hinteren Teil 4 besteht. Der vordere Teil 5 weist äußere längs verlaufende Verstärkungsrippen 6 auf und hat einen kleineren Außen­ durchmesser als der hintere Teil 4, in den er über eine Ringschulter 7 übergeht.

Das Gehäuse 2 umfaßt gleichfalls eine ebene querver­ laufende vordere Wand 8, die den vorderen Teil 5 schließt und von der seitlichen Wand 3 nach außen vorsteht, um einen Flansch 9 zu bilden, der ein Element 10 zum Einrasten des Gehäuses 2 an einer nicht dargestellten Haltewand aufweist. Das Gehäuse 2 umfaßt gleichfalls einen becherförmigen Körper 11 der mit seiner konkaven Seite der Wand 8 zugewandt ist und aus einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand 12 besteht, die an der Rückseite von einer ebenen Wand 13 geschlossen ist, die einen Außenflansch 14 bildet und parallel zur Wand 8 verläuft.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Wand 12 in das Innere des hinteren Teils 4 der Wand 3 so gepaßt, daß der Flansch 14 mit dem hinteren Ende des Teils 4 in Berührung steht, und auf den Teil 4 mittels der radialen Ansätze 15 geklinkt, die radial nach außen von der Außenfläche der Wand 12 vorstehen und in jeweilige Schlitze 16 eingreifen, die im Teil 4 ausgebildet sind.

Ein vorderer Ringrand der Wand 12 arbeitet mit der Ringschulter 7 so zusammen, daß die äußere ringförmige Rippe 17 einer flexiblen gewellten Ringmembran 18 axial und fluiddicht festgelegt ist, die innen von einer zweiten ringförmigen Rippe 19 koaxial zu Rippe 17 begrenzt ist, die ein zentrales durchgehendes Loch 20 koaxial zur Wand 12 bildet. Im Gegensatz zu den Darstellungen in Fig. 1 und 2 ist die Membran 18 im ungestörten Zustand vollständig symetrisch bezüglich ihrer Mittelebene, um einen problemlosen Zusammenbau zu ermöglichen.

Die Membran 18 schließt die Vorderseite des becher­ förmigen Körpers 11, so daß im Inneren dieses Körpers 11 eine im wesentlichen fluiddichte Kammer 21 gebildet ist, in der in der deutlich in Fig. 4 dargestellten Weise zwei Blöcke 22 aufgenommen sind, die von der Innenfläche der Wand 13 ausgehen und einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt haben. Jeder der Blöcke 22 hat einen axialen Schlitz 23, in den fluiddicht (Fig. 3) ein jeweiliger elektrischer Anschluß 24 eingreift, der von der Wand 13 durch einen jeweiligen Schlitz 25 nach hinten vorsteht und am vorderen Ende mit einer gekrümmten Platte 26 ausgebildet ist, die in einer Ebene senkrecht zur Achse der Wand 12 liegt.

Die Blöcke 22 begrenzen kombiniert einen Kanal 27 koaxial zur Wand 12, in dem eine Schraubenfeder 28 aufgenom­ men ist, die zwischen der Innenfläche der Wand 13 und einem leitenden kontakttragenden Element 29 zusammengedrückt ist, das von einer langgestreckten im wesentlichen flachen Metallplatte gebildet ist, die diametral quer zur Kammer 21 verläuft und an ihren gegenüberliegenden Enden mit zwei beweglichen Kontakten 30 versehen ist, von denen jeder so ausgebildet ist, daß er frontal mit der Rückfläche des Endabschnittes 31 der jeweiligen Platte 26 zusammenarbeitet.

Das vordere Ende jedes Blockes 22 steht nach vorne von der jeweiligen Platte 26 vor und weist eine Rippe 32 auf, die im Inneren des Kanals 27 vorsteht und so ausgebildet ist, daß sie auf den mittleren Teil 33 des kontakttragenden Elementes 29 so geklinkt ist, daß sie dieses axial gegenüber einem Druck festlegt, der während des Zusammenbaus durch die Feder 28 ausgeübt wird.

Hinter dem kontakttragenden Element 29 bilden die Blöcke 22 zwei koplanare Anschlagschultern 34, die den beiden Endabschnitten 31 zugewandt sind und zusammen mit diesen einen relativ kurzen Arbeitshub (etwa 1 mm) des kontakttragen­ den Elementes 29 zwischen einer vorderen geschlossenen Lage in Kontakt mit den Endabschnitten 31 und einer hinteren geöffneten Lage in Kontakt mit den Schultern 34 bestimmen.

Im Inneren des vorderen Teils 5 der Wand 3 begrenzt die Membran 18 eine zylindrische Kammer 35 koaxial mit der Kammer 21, die einen hohlen zylindrischen Körper 36 aufnimmt, der eine zylindrische Seitenwand 37 umfaßt, die gleitend verschiebbar mit der Innenfläche des Teils 5 verbunden ist und an ihren gegenüberliegenden Enden durch eine vordere Wand 38 und eine hintere Wand 39 geschlossen ist, die parallel zueinander und zur Wand 8 verlaufen. Der Körper 36 ist etwas kürzer als die Kammer 35 und bildet einen Teil eines Steuerelementes 40, das gleichfalls einen hohlen Stift 41 koaxial zur Wand 37 und in einem Stück mit der Wand 39 umfaßt. Das vordere Ende des Stiftes 41 greift mit einem radialen Spiel in ein durchgehendes Loch 42 ein, das axial durch die Wand 38 ausgebildet und einem Loch 43 koaxial zugewandt angeordnet ist, das im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist und durch die Wand 8 hindurch ausgebil­ det ist. Das hintere Ende des Stiftes 41 steht von der Wand 39 nach hinten vor und bildet somit einen Ansatz 44, der den hinteren Endabschnitt des Steuerelementes 40 bildet und fluiddicht in das durchgehende Loch 20 eingreift. Der Ansatz 44 ist durch das Loch 20 in die Kammer 21 eingepaßt, wobei sein freies Ende mit der vorderen Außenfläche des mittleren Teils 33 des kontakttragenden Elementes 29 in Berührung steht.

Das Steuerelement 40 ist teleskopartig mit einem Knopf 45 verbunden, der aus einem becherförmigen Körper besteht, dessen konkave Seite der Membran 18 zugewandt ist, und der eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 46 umfaßt, die gleitend verschiebbar durch die Löcher 42 und 43 verläuft und an der Vorderseite durch eine im wesentlichen ebene querver­ laufende Wand 47 verschlossen ist. Das hintere Ende der Wand 46 bildet einen äußeren Ringflansch 48, dessen Außenkante gleitend verschiebbar mit der Innenfläche der Wand 37 verbunden ist.

Auf den Stift 41 ist eine Schraubenfeder 49 gewickelt, die koaxial zur Feder 28 verläuft und weniger flexibel als diese ist. Die Feder 49 ist zwischen den Wänden 39 und 47 zusammengedrückt, so daß sie normalerweise den Flansch 48 in Kontakt mit der Innenfläche der Wand 38 hält, und ist mit ihrem hinteren Ende in Berührung mit einem mittleren Teil der Wand 39 angeordnet, der von einer Anzahl von Belüftungs­ löchern 50 in der Kammer 35 umgeben ist. Es versteht sich daher, daß der Knopf 45 so ausgebildet ist, daß er bezüglich des zylindrischen Körpers 36 des Steuerelementes 40 und gegen die Wirkung der Feder 49 einen relativ langen Arbeitshub (etwa 1 cm) ausführt, wobei die Wand 47 in Berührung mit dem vorderen Ende des Stiftes 41 gebracht wird, während der Arbeitshub des Steuerelementes 40 und des damit verbundenen kontakttragenden Elementes 29 relativ kurz ist.

Bei der Benutzung in der Praxis wird jeder axiale Druck am Knopf 45 in der vorgeschobenen Lage, die in Fig. 2 dargestellt ist, über die Feder 49 auf die Feder 28 durch das Steuerelement 40 und das damit verbundene kontakttragende Element 29 übertragen. Aufgrund der höheren Flexibilität der Feder 28 verglichen mit der Feder 49 führt eine axiale Verschiebung des Knopfes 45 bezüglich des Gehäuses 2 zunächst zu einer Verformung der Feder 28 und folglich zu einer axialen Verschiebung der Anordnung aus dem Knopf 45 und dem Steuerelement 40 in Richtung der Wand 13, um das kontakttra­ gende Element 29 in die geschlossene Lage zu bringen, in der es mit den Schultern 34 in Berührung steht, und anschließend zu einer axialen Verschiebung des Knopfes 45 bezüglich des Steuerelementes 40 gegen die Wirkung der Feder 49. Das heißt mit anderen Worten, daß die aus den Bauteilen 40 bis 45 bestehende Anordnung als Schlag- oder Stoßabsorber wirkt, der gleitend verschiebbar im Gehäuse 2 angeordnet und so ausgebildet ist, daß er bezogen auf dieses und in nicht verformter Weise einen relativ kurzen Hub ausführt, um das kontakttragende Element 29 in die geöffnete oder geschlossene Lage zu bringen, sich jedoch verformen kann, um eine darüberhinaus gehende Bewegung des Knopfes 45 zu absorbieren.

Der Vorteil des obigen Aufbaus ergibt sich aus dem Folgenden. Zunächst ist der Stoßabsorber im wesentlichen außerhalb der fluiddichten Kammer 21 angeordnet, die nur einen kleinen Teil des Volumens des Gehäuses 2 einnimmt, der durch die Arbeit des Knopfes 45 bezüglich des Steuerelementes 40 unbeeinflußt bleibt. Weiterhin ist die Verschiebung der sich bewegenden Bauteile im Inneren der Kammer 21 außeror­ dentlich klein, so daß auch der dadurch hervorgerufene Pumpeffekt sehr gering ist. Das heißt mit anderen Worten, daß der im Inneren der Kammer 21 durch das kontakttragende Element 29 bei dessen Bewegung von der geöffneten in die geschlossen Lage erzeugte Unterdruck so klein ist, daß keine Gefahr besteht, daß Feuchtigkeit durch die Schlitze 25 in die Kammer 21 gesaugt wird.

In Verbindung mit der Kammer 21 ist es ersichtlich, daß das Loch 20 durch die Membrane 18 fehlen kann, wenn in der Membran 18 selbst eine mittlere Kappe zur Aufnahme des Endabschnittes 44 des Steuerelementes 40 ausgebildet ist, oder daß der Endabschnitt 44 fehlen kann und die Membran 18 einen entsprechenden mittleren Ansatz haben kann.

Claims (6)

1. Fluiddichter Druckknopfschalter mit einem Gehäuse, einem Knopf, der sich durch das Gehäuse erstreckt und so ausgebildet ist, daß er bezüglich des Gehäuses einen ersten gegebenen Arbeitshub zwischen einer normalen vorstehenden Lage und einer zurückgezogenen Lage ausführt, einer Anzahl von festen Kontakten, die sich durch das Gehäuse erstrecken, und wenigstens einem leitenden kontakttragenden Element, das im Inneren des Gehäuses aufgenommen und mit dem Knopf so verbunden ist, daß es bezüglich der festen Kontakte einen zweiten Arbeitshub zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Lage ausführt, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen fluiddichte Kammer (21), die im Inneren des Gehäuses (2) ausgebildet ist und das kontakttra­ gende Element (29) und wenigstens einen Teil der festen Kontakte aufnimmt, ein Steuerelement (40), das im Inneren des Gehäuses (2) aufgenommen und gleitend verschiebbar mit diesem verbunden ist, um den zweiten Arbeitshub zusammen mit dem kontakttragenden Element (29) auszuführen, wobei der Knopf (45) gleitend verschiebbar mit dem Steuerelement (40) verbunden ist, und eine erste und eine zweite elastische Einrichtung (28, 49), die jeweils zwischen dem Steuerelement (40) und dem Gehäuse (2) sowie dem Knopf (45) und dem Steuerelement (40) vorgesehen sind, wobei der zweite Arbeitshub verglichen mit dem ersten Arbeitshub relativ kurz ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet daß die erste und die zweite elastische Einrichtung (2 S, 49) parallel zur Bewegungsrichtung des Knopfes (45) angeordnet sind und die erste elastische Einrichtung (28) flexibler als die zweite elastische Einrichtung (49) ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die fluiddichte Kammer (21) eine von einer flexiblen Membran (18) gebildete Wand umfaßt, wobei die erste elastische Einrichtung (28) im Inneren der fluiddichten Kammer (21) aufgenommen ist und axial mit einem Endabschnitt des Steuerelementes (40) über das kontakttra­ gende Element (29) und die Membran (18) zusammenarbeitet, die dazwischen angeordnet sind.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet daß das Steuerelement (40) einen End­ abschnitt aufweist, der fluiddicht in die fluiddichte Kammer (21) eintritt, wobei die Membran (18) ein Loch (20) auf­ weist, das fluiddicht mit dem Endabschnitt des Steuerele­ mentes (40) in Eingriff steht.

5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß Anschlageinrich­ tungen im Inneren der fluiddichten Kammer (21) vorgesehen sind, die mit dem kontakttragenden Element (29) zusammenar­ beiten, wobei die festen Kontakte im Inneren der fluiddichten Kammer (21) einen gebogenen Teil (26) umfassen, der den Anschlageinrichtungen zugewandt ist, und das kontakttragende Element (29) sich in der geöffneten Lage in einen Kontakt mit den Anschlageinrichtungen bewegt hat.

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sowohl das Gehäuse (2) als auch das Steuerelement (40) in Form von Hohlzylindern ausgebildet sind, das Steuerelement (40) gleitend verschiebbar im Inneren des Gehäuses (2) angebracht ist und der Knopf (45) teleskopartig mit dem Steuerelement (40) über die dazwischen liegende zweite elastische Einrich­ tung (49) verbunden ist.