DE4204372C2

DE4204372C2 - Elektrischer Schalter und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE4204372C2
Application number: DE19924204372
Authority: DE
Inventors: Klaus Hirschfeld
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2012-02-15
Also published as: DE4204372A1; BR9202505A

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.

Derartige elektrische Schalter werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. In einem Kraftfahrzeug können durch solche elektrische Schalter z. B. die verschiedenen Funktionen der Beleuchtungsanlage, der Fahrtrichtungsanzeigeanlage, der Scheibenwischeranlage usw. ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugen besteht das Problem, daß der für solche elektrische Schalter zur Verfügung stehende Bauraum immer kleiner und gleichzeitig die geforderte Funktionsdichte fortwährend erhöht wird. Damit ergibt sich die Notwendigkeit, daß eine große Vielzahl von unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen und bewegbaren elektrischen Kontaktelementen unterschiedlichster Ausbildung im Gehäuse eines elektrischen Schalters untergebracht werden müssen.

Durch die DE 38 02 462 A1 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem der überwiegende Teil der unbewegbaren elektrischen Kontaktteile aus einer einzigen Blechplatine durch Stanzen und Biegen hergestellt ist. Die gleichzeitig als Leiterbahnen benutzten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile können einerseits mit mehreren einem Schaltstück zugeordneten bewegbaren elektrischen Kontaktelementen in Anlage gebracht werden und stehen andererseits mit aus dem Gehäuse nach außen geführten elektrischen Anschlußkontaktteilen in Verbindung. Die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente bestehen bei diesem elektrischen Schalter jedoch aus jeweils einzeln hergestellten Elementen für die somit bei der Herstellung des elektrischen Schalters auch jeweils ein separater Montagevorgang notwendig ist. Bei einer Vielzahl von bewegbaren elektrischen Kontaktelementen bedeutet dies jedoch einen beachtlichen Herstellungs- bzw. Montageaufwand.

Durch die DE-AS 11 38 451 ist ein elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem die bewegbaren und unbewegbaren elektrischen Kontaktteile jeweils aus einer Blechplatine gebildet sind. Zur Vereinzelung der elektrischen Kontaktteile kommt es, jeweils durch das Entfernen eines alle bewegbaren bzw. alle unbewegbaren elektrischen Kontaktteile zusammenhaltenen Steges der Blechplatinen. Jedoch weist dieser recht einfach aufgebaute elektrische Walzendrehschalter eine relativ geringe Funktionsdichte auf. Die bewegbaren elektrischen Kontaktteile werden direkt durch die an die Walze des Betätigungsgliedes angeformten Steuerkurven betätigt, wobei das Betätigungsglied ausschließlich Drehbewegungen übertragen kann. Gleichzeitig dienen die Steuerkurven im Zusammenspiel mit den bewegbaren elektrischen Kontaktteilen zur Realisierung verschiedener rastender Schaltstufen des elektrischen Schalters. Somit ergeben sich jedoch zwangsläufig undefinierte Krafteinleitungspunkte für die bewegbaren elektrischen Kontaktteile.

Des weiteren ist durch die DE-AS 26 39 538 ein mehrpoliger elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem das Schaltstück als Hebel ausgebildet ist. Am drehpunktfernen Ende des Hebels sind Führungsausnehmungen vorhanden, in denen Schaltstifte unter Vorspannung verschiebbar gehalten sind. Jedoch wird zur Betätigung der bewegbaren elektrischen Kontaktteile der gesamte Hebel und werden nicht die einzelnen Kontaktstifte bewegt, so daß aus der sich daraus ergebenden Drehbewegung des Hebels zwangsläufig undefinierte Krafteinleitungspunkte für die bewegbaren elektrischen Kontaktteile vorliegen.

Außerdem ist durch die DE 29 51 327 C2 ein elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem Ansteuerelemente in einer Führungsplatte gehalten sind. Die Ansteuerelemente sind dabei in Arbeitsrichtung der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente verschiebbar geführt. Zunächst sind die Ansteuerelemente einstückig mit der zugeordneten Führungsplatte verbunden und können durch ein Werkzeug von der einstückigen Verbindung getrennt werden. Bei diesem recht einfach aufgebauten elektrischen Schalter ist jedoch jedem bewegbarem elektrischen Kontaktelement ein als Schieber ausgebildetes Betätigungsorgan zugeordnet. Zur Realisierung mehrerer unterschiedlicher Schaltstellungen wird somit eine ganz beachtliche Zahl von Betätigungsorganen benötigt.

Des weiteren ist durch die DE 38 29 035 A1 ein elektromagnetisches Relais bekanntgeworden. Bei diesem Relais ist das bewegbare elektrische Kontaktteil als langgestreckte Kontaktfeder ausgebildet, welche einerseits mit ihrer einen Schmalseite fest mit dem unbewegbaren elektrischen Kontaktteil elektrisch leitend verbunden ist. Hierbei handelt es sich jedoch um einen einzelnen elektrischen Kontakt, welcher durch magnetische Krafteinwirkung und nicht durch ein manuell zu handhabendes Betätigungsorgan beeinflußt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter mit zumindest einem manuell zu beeinflussenden Betätigungsorgan mit hoher Funktionsdichte zu schaffen, bei dem gewährleistet ist, daß die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente über einen exakt definierten Krafteinleitungspunkt beeinflußt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Des weiteren sind vorteilhafte Herstellungsverfahren angegeben.

Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, daß durch die geringe Anzahl von einzeln herzustellenden und zu montierenden Elementen eine erheblich gesteigerte Produktqualität bzw. eine hohe Produktzuverlässigkeit bei einfacher und kostengünstiger Herstellung erzielt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung näher erläutert und dabei zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht eines elektrischen Schalters im Schnitt,

Fig. 2 einen Stanzgitterzuschnitt einer Blechplatine für alle bewegbaren elektrischen Kontaktelemente eines elektrischen Schalters,

Fig. 3 einen elektrischen Schalter gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht im Teilschnitt,

Fig. 4 ein im Gehäuse des elektrischen Schalters drehbeweglich gelagerten Schaltstück im Vollschnitt,

Fig. 5 eine Führungsplatte mit mehreren Ansteuerelementen im Vollschnitt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, setzt sich ein elektrischer Schalter im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, den mit den Betätigungsorganen 2, 3, 4 in Verbindung stehenden Schaltstücken 5, 6, 7, mehreren aus einer Blechplatine hergestellten zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen 8 und mehreren aus einer weiteren Blechplatine hergestellten bewegbaren elektrischen Kontaktelementen 9 zusammen.

Der in den Figuren dargestellte elektrische Schalter stellt einen sogenannten für Kraftfahrzeuge vorgesehenen Lenkstockschalter dar. Dieser Lenkstockschalter besteht aus drei separaten, in einem Gehäuse 1 untergebrachten Schaltereinheiten. Die erste Schaltereinheit ist für die Funktionen einer Fahrtrichtungsanzeigeanlage sowie mehreren Funktionen einer Beleuchtungsanlage, die zweite Schaltereinheit ist für die Funktionen der Warnblinkanlage und die dritte Schaltereinheit ist für die Funktionen der Scheibenwischanlage vorgesehen.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, sind alle bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 zunächst zusammenhängender Bestandteil einer einzigen, als Stanzgitter ausgebildeten weiteren Blechplatine. Die weitere Blechplatine besteht vorzugsweise aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer oder Messing.

Auch die zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile 8 sind zunächst Bestandteil einer zusammenhängenden Blechplatine, die aus einem gute elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Material besteht.

Die zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile 8 sind als Leiterbahnen ausgebildet und mit ihrem einen Endbereich aus dem Gehäuse 1 nach außen geführt. Die nach außen geführten einen Endbereiche der zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile 8 sind dabei jeweils als Anschlußelement ausgebildet und für den Anschluß eines elektrischen Steckverbinders vorgesehen. Die anderen Endbereiche der zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile 8 sind hingegen den bewegbaren elektrischen Kontaktelementen 9 zugeordnet. Die zweiten unbewegbaren Kontaktteile 8 werden zusammenhängend als aus einer Blechplatine gebildetes Stanzgitter in das Gehäuse 1 eingesetzt und durch Auftrennen der Verbindungsstege vereinzelt, so daß mehrere voneinander unabhängige Leiterbahnen entstehen.

Nachdem die zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile 8 im Gehäuse 1 festgelegt worden sind, werden die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 in das Gehäuse 1 eingesetzt. Die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 werden jedoch bevor sie in das Gehäuse 1 eingesetzt werden, in einem Werkzeug durch Abtrennen der Verbindungsstege vereinzelt. Die positionsgerecht im Werkzeug gehaltenen bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 werden dann mit Hilfe des Werkzeuges positionsgerecht in das Gehäuse 1 eingesetzt. Nachdem das Werkzeug die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 den zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen 8 positionsgerecht zugeordnet hat, werden die bewegbaren Kontaktelemente 9 einerseits jeweils an ihrer einen Schmalseite mit den zugeordnete zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen 8 verschweißt. Somit sind die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 einerseits über ihre eine Schmalseite jeweils fest mit dem bzw. den jeweils zugeordneten zweiten elektrischen Kontaktteil(en) 8 verbunden, wobei eine gute elektrische Eigenschaft aufweisende Verbindung geschaffen wurde.

Es ist jedoch genausogut möglich, die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 als zusammenhängendes Stanzgitter in das Gehäuse 1 einzusetzen und dann durch Auftrennen bzw. Abtrennen der Verbindungsstege diese zu vereinzeln.

Selbstverständlich können die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 einerseits auch z. B. über eine Nietverbindung fest mit dem bzw. den jeweils zugeordneten zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteil(en) 8 verbunden werden.

Die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 sind jeweils als langgestreckte Kontaktfedern ausgebildet, die andererseits mit zumindest einem Kontaktvorsprung 10 versehen sind. Manche bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 sind funktionsbedingt als doppelzüngige Kontaktfedern ausgebildet, wobei andererseits an jedem Zungenende ein Kontaktvorsprung 10 vorhanden ist. Die einerseits vorhandene Basis dieser doppelzüngigen Kontaktfedern ist jeweils mit dem bzw. den zugeordnete zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteil(en) 8 fest verbunden.

Wie insbesondere aus der Fig. 5 hervorgeht, werden die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 über stößelartig ausgebildete Ansteuerelemente 11 betätigt. Die Ansteuerelemente 11 sind in Arbeitsrichtung der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 verschiebbar in Führungsausnehmungen 14 der Führungsplatten 12 gehalten, so daß durch die Betätigung keine Querkräfte auf die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 übertragen werden. Eine Führungsplatte 12 ist dabei dem Schaltstück 5 der ersten Schaltereinheit, dem Schaltstück 6 der zweiten Schaltereinheit und dem Schaltstück 7 der dritten Schaltereinheit zugeordnet. Die Führungsplatte 12 und die Ansteuerelemente 11 sind jeweils aus Kunststoff hergestellt. Die Führungsplatte 12 wird dabei einstückig mit den jeweils zugeordneten Ansteuerelementen 11 hergestellt, wobei jedes der Ansteuerelemente 11 über zwei Filmscharniere 13 mit der Führungsplatte 12 einstückig verbunden ist. Die Filmscharniere 13 sind einerseits an den oberen Randbereich der die Ansteuerelemente 11 aufnehmenden Führungsausnehmung 14 und andererseits an den Randbereich der Fußseite der Ansteuerelemente 11 angebunden. Nach dem Einsetzen der Führungsplatten 12 in das Gehäuse 1 werden die Filmscharniere 13 durch einen Druck auf die Kopfseite der jeweiligen Ansteuerelemente 11 abgerissen, wobei die Ansteuerelemente 11 durch den Druck gleichzeitig in ihre Führungsausnehmungen 14 der Führungsplatten 12 gleiten. Eine an die Ansteuerelemente 11 angeformte Clipsnase sorgt im Zusammenspiel mit einer in die Führungsausnehmungen 14 eingeformte Anschlagkante für den notwendigen Verlierschutz.

Nach dem Einsetzen der Führungsplatte 12 werden die mit den Schaltstücken 5, 6, 7 in Verbindung stehenden Betätigungsorgane 2, 3, 4 beweglich an bzw. in dem Gehäuse 1 gelagert. Die Betätigungsorgane 2, 3, 4 können dabei z. B. drehbeweglich oder längsverschiebbar in dem Gehäuse 1 gelagert sein.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind die Schaltstücke 5, 6, 7 jeweils mit zumindest einer Steuerkurve 15 versehen. Die Steuerkurven 15 kommen mit ihren vorgesehenen Bereichen zur Betätigung mit den Kopfseiten der Ansteuerelemente 11 in Verbindung, so daß diese je nach Schaltstellung der bzw. des Betätigungsorgane(s) 2, 3, 4 die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 betätigen. Die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 kommen dabei andererseits mit ihren Kontaktvorsprüngen 10 mit den zugeordneten ersten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen in Verbindung, so daß dadurch die entsprechenden Funktionen eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden. Die durch das Betätigen gespeicherte Federkraft der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente 9 sorgt gleichzeitig für die Rückstellung der in der Führungsplatte 12 verschiebbar gehaltenen Ansteuerelemente 11, wenn dies die Steuerkurven 15 bei entsprechender Schaltstellung der Betätigungsorgane 2, 3, 4 durch ihre Formgebung zulassen.

Wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, wird ein dem Schaltstück 5 der ersten Schaltereinheit zugeordnetes bewegbares elektrischen Kontaktelement 9 auch von dem zur zweiten Schaltereinheit gehörigen Schaltstück 6 über die Ansteuerelemente 11 beeinflußt. Durch diese Maßnahme wird dieses bewegbare elektrische Kontaktelement 9 und die zugeordneten ersten und zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile sowohl für die Funktionen der Fahrtrichtungsanzeigeanlage als auch für die Funktionen der Warnblinkanlage ausgenutzt. Es ergibt sich bei diesem elektrischen Schalter somit sowohl eine Einsparung bei der Verwendung von bewegbaren elektrischen Kontaktelementen 9 als auch von ersten und zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen.

Claims

1. Elektrischer Schalter insbesondere Lenkstockschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Isolierstoffgehäuse und zumindest einem dem Isolierstoffgehäuse zugeordneten, mit zumindest einem Schaltstück in Verbindung stehenden manuell zu handhabenden Betätigungsorgan, wobei das zumindest eine Schaltstück mit mehreren bewegbaren elektrischen Kontaktelementen in Verbindung steht und die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente mit mehreren, im Isolierstoffgehäuse unbewegbar gehaltenen ersten elektrischen Kontaktteilen in elektrisch leitende Verbindung bringbar sind und wobei das zumindest eine Schaltstück mit einer Rasteinrichtung in Verbindung steht:, die sich aus zumindest einer Rastkurve und zumindest einem unter Federwirkung stehenden Rastelement zusammensetzt, wobei das zumindest eine Rastelement durch das zumindest eine mit dem Schaltstück in Verbindung stehende Betätigungsorgan in mehrere Stellungen bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) als langgestreckte Kontaktfeder ausgebildet ist, wobei jedes bewegbare elektrische Kontaktelement (9) einerseits mit seiner einen Schmalseite fest mit zumindest einem zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteil (8) elektrisch leitend verbunden ist und welches andererseits mit seiner anderen Schmalseite über von dem zumindest einen Schaltstück (5, 6, 7) betätigte Ansteuerelemente (11) mit zumindest einem der ersten unbewegbaren elektrischen Kontaktteile elektrisch leitend in Anlage bringbar ist, wobei die Ansteuerelemente (11) in Arbeitsrichtung der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) verschiebbar in Ausnehmungen der im Gehäuse (1) festgelegten Führungsplatte (12) gehalten sind.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) einerseits stoffschlüssig mit den zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen (8) elektrisch leitend verbunden sind.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) über eine Nietverbindung mit den zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen (8) elektrisch leitend verbunden sind.

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbindung zwischen den bewegbaren elektrischen Kontaktelementen (9) und den zweiten unbewegbaren elektrischen Kontaktteilen (8) durch eine Schweißverbindung realisiert ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) andererseits jeweils mit zumindest einem Kontaktvorsprung (10) versehen sind.

6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) andererseits jeweils mit zumindest einem aus Edelmetall hergestellten Kontaktstück versehen sind.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der bewegbaren elektrischen Kontaktelemente (9) als einerseits eine Basis aufweisende doppelzüngige Kontaktfeder ausgebildet ist.

8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegbares elektrisches Kontaktelement (9) von zumindest zwei verschiedenen Schaltstücken (5, 6, 7) ansteuerbar ist, die jeweils verschiedenen Betätigungsorganen zugeordnet sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der einzelnen bewegbaren elektrischen Kontaktteile (9) aus einer einzigen ursprünglich zusammenhängenden Blechplatine hergestellt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (11) einstückige Bestandteile der Führungsplatte (12) sind und durch leichte Krafteinwirkung von dieser trennbar und somit in Arbeitsrichtung bewegbar in den Ausnehmungen der Führungsplatte (12) gehalten sind.