DE4239965A1 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrich­ tung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer auf einer Grundplatte angeordneten Blattfeder, welche an einem Ende in einem in der Grundplatte festen Lager abgestützt und am anderen Ende mit einer zwischen zwei Endlagen um eine Drehachse hin- und herschwenkbaren Schaltwippe verbunden ist, wobei die Blatt­ feder zwischen den beiden Enden einen beweglichen Kontakt auf­ weist, welcher mindestens in einer Endlage einen Festkontakt beaufschlagt und wobei oberhalb der Drehachse der Schaltwippe ein vertikal bewegbares, die Schaltwippe beaufschlagendes Betä­ tigungselement angeordnet ist.

Als Stand der Technik sind bereits derartige Schaltvorrichtun­ gen bekannt, welche nach dem sogenannten Schnappschaltsystem arbeiten (DE-PS 36 04 765 C1, EP 0 232 765 B1, DE 36 42 677 A1).

Weiterhin sind verschiedene Kippschalterkonstruktionen bekannt, bei welchen ebenfalls zwischen zwei Endpositionen bewegbare Blattfedern Anwendung finden (DE-AS 10 98 073, DE-AS 21 22 403, US-PS 3 291 931, US-PS 2 395 698, DE-GM 16 84 844).

Allen vorgenannten Konstruktionen ist gemeinsam, daß das ver­ tikal bewegbare Betätigungselement als starre Einheit ausgebil­ det ist, wodurch infolge dieses Konstruktionsprinzips die Schaltwippe bei Betätigung der Schaltvorrichtung eine unkon­ trollierbare Beaufschlagung erfährt, was sowohl bezüglich des Schaltablaufs als auch bezüglich der Lebensdauer zu Nachteilen führt.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine elektrische Schaltvorrichtung der eingangs genann­ ten Art so auszubilden, daß eine wesentlich verbesserte Handha­ bung des Betätigungselements bei der Bewegung der Schaltwippe von der einen in die andere Endlage erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungselement um eine im Abstand zur Drehachse der Schalt­ wippe angeordnete Achse federbeaufschlagt schwenkbar und nach jeder Betätigung der Schaltwippe in die Ausgangslage rückführ­ bar ist. Durch dieses neuartige Konstruktionsprinzip ergibt sich der Vorteil, daß das Betätigungselement nicht mehr als starre Einheit ausgebildet ist; infolge der begrenzten Schwenk­ möglichkeit um eine Drehachse wird im Zusammenwirken mit der Schaltwippe bei deren Beaufschlagung ein verbesserter Schalt­ ablauf erzielt. Die Lebensdauer der gesamten Einheit verlängert sich; der Schalter führt, unabhängig von der Schaltintensität der Bedienperson stets exakt eine vorherbestimmbare Schaltbewe­ gung durch. Nach jedem Schaltablauf nimmt das Betätigungsele­ ment automatisch die genaue Nullstellung ein.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Achse des Betätigungselement als senkrecht auf der Drehachse der Schalt­ wippe angeordnete Vertikalachse ausgebildet sein. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, daß die Achse des Betätigungs­ elements als parallel zur Drehachse der Schaltwippe liegende Schwenkachse ausgebildet ist.

Es liegen damit zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten vor, welche jedoch dem gleichen Konstruktionsprinzip unterliegen, nämlich begrenzte Schwenkmöglichkeit des Betätigungselements in Zusammenwirken mit der Schaltwippe bei deren Beaufschlagung und jeweils einwandfreier Rückführung in die exakte Nullage nach Durchführung des Schaltablaufs. Da das Einhalten dieser Null­ stellung für die Schaltfunktion von großer Wichtigkeit ist, ergibt sich hierdurch eine wesentliche Verbesserung des Funk­ tionsablaufes der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausfüh­ rungsform der Schaltvorrichtung im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3, 4 und 5 jeweils in der Position a eine Ablauffolge eines Schaltvorganges in schematischer Seiten­ ansicht und jeweils in Darstellung b eine Draufsicht der Positionen nach der Darstellung a.

Fig. 6 eine konstruktive Durchbildung der erfindungs­ gemäßen Schaltvorrichtung im Mittelschnitt;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Schaltvorrichtung nach Fig. 6, geschnitten;

Fig. 8a-8c verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Schalters, jeweils in schematischer Seitenan­ sicht;

Fig. 9 eine Rückansicht der Ausführungsform nach Fig. 8c;

Fig. 10 a und b zwei schematische Seitenansichten einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10c eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 10;

Fig. 11 die schematische Darstellung der alternativen Ausführungsform nach Fig. 10 mit den Abläufen a bis d.

In Fig. 1 und 2 ist in schematischer Seitenansicht und Drauf­ sicht eine Schaltvorrichtung 1 dargestellt: Wie ersichtlich, befindet sich auf einer Grundplatte 20 eine Blattfeder 2, wel­ che sich an einem Ende 3 in einem in der Grundplatte 20 festen Lager 4, beispielsweise einem Schneidenlager, abstützt. Das andere Ende 5 der Blattfeder 2 ist mit einer Drehachse 7 einer Schaltwippe 6 verbunden; die Drehachse 7 der Schaltwippe 6 ist gemäß Fig. 10c in zwei auf der Grundplatte befindlichen Lager­ stellen 22 und 23 eingeklipst.

Die Blattfeder 2 ist mit einem beweglichen Kontakt 8 versehen, welcher mit mindestens einem Festkontakt 9 in der Grundplatte 20 zusammenwirkt. Die Schaltwippe 6 weist zwei im Winkel zuein­ anderstehende Schrägen 31 und 32 auf, welche in Kanten 33 und 34 übergehen.

Oberhalb der Schaltwippe 6 befindet sich ein Betätigungselement 10, welches eine Spitze 30 aufweist. Dieses Betätigungselement 10 ist vertikal bewegbar in einem Schlitten 12 gelagert.

Nach Fig. 2 weist dieser Schlitten 12 beispielsweise zwei Füh­ rungen 18 und 19 auf, welche gleitend in entsprechenden Gegen­ elementen der Grundplatte 20 geführt sind. Durch diese Führun­ gen 18 und 19 durchläuft der Schlitten 12 mit dem Betätigungs­ element 10 eine exakte vertikale Bewegungsbahn.

Das Betätigungselement 10 ist um eine senkrecht auf der Dreh­ achse 7 der Schaltwippe 6 angeordnete Vertikalachse 11 federbe­ aufschlagt schwenkbar. Nach Fig. 2 weist das Betätigungselement 10 außerdem einen Zapfen 13 auf, welcher beidseitig von je einem Schenkel 14 bzw. 15 einer Schenkelfeder 16 beaufschlagt wird. Die Schenkelfeder 16 ist in der Drehachse 11 des Be­ tätigungselements 10′ gelagert. Dem Zapfen 13 des Betätigungs­ elements 10 ist ein am Schlitten 12 fest angeordneter Anschlag 17 vorgeordnet, welcher ebenfalls von den beiden Schenkeln 14 und 15 der Schenkelfeder 16 begrenzt wird.

Wird nach Fig. 3a bzw. b der Schlitten 12 in Pfeilrichtung I beaufschlagt, so bewegt er sich nach unten gegen die Schaltwip­ pe 6. Die Spitze 30 des Betätigungselements 10 gleitet hierbei auf der Schräge 32 der Schaltwippe 6, und zwar solange, bis die Kante 34 erreicht ist. Dieses Gleiten ist dadurch möglich, daß das Betätigungselement 10 sich nach Fig. 3b um die Drehachse 11 dreht, wobei der Zapfen 13 den rechten Schenkel 15 der Schen­ kelfeder 16 beaufschlagt und aus der gestrichelten in die aus­ gezogene Position rechts von der Ausgangsposition gelangt.

Wird der Schlitten 15 weiter in Pfeilrichtung I beaufschlagt, so kippt die Schaltwippe 6 aus der Position nach Fig. 3a in die Position nach Fig. 4a, wodurch der bewegliche Kontakt 8 der Blattfeder 2 den Festkontakt 9 der Grundplatte 20 beaufschlagt und einen Schaltvorgang auslöst. Die Blattfeder 2 verbleibt in dieser Position, wohingegen bei Aufhebung der Beaufschlagung in Pfeilrichtung I der Schlitten 12 unter Federbeaufschlagung in seine Ausgangsposition zurückkehrt.

Bei diesem Rückkehrhub wird die Spitze 30 des Betätigungsele­ ments 10 wieder nach Fig. 4a exakt in die Nullposition zurück­ geführt, und zwar mit Hilfe des Schenkels 15 der Schenkelfeder 16, welche das Betätigungselement um die Vertikalachse 11 aus der ausgeschwenkten in die Nullposition zurückführt. Der Schal­ ter steht damit für eine erneute Betätigung zur Verfügung.

Nach Fig. 5 wird hierzu der Schlitten 12 wiederum in Pfeilrich­ tung I beaufschlagt, wodurch die Spitze 30 des Betätigungsele­ ments 10 auf der Schräge 31 gleitet, bis die Kante 33 erreicht wird. Bei dieser Gleitbewegung schwenkt das Betätigungselement 10 im Uhrzeigersinn wiederum um die Vertikalachse 11, und zwar gemäß Fig. 5b unter Beaufschlagung des Schenkels 14 der Schen­ kelfeder 16. Damit wird die Blattfeder 2 aus der Position nach Fig. 4a in die Position nach Fig. 5a bewegt, wodurch der be­ wegliche Kontakt 8 einen anderen Festkontakt 9′ beaufschlagt und damit wiederum den gewünschten Schaltvorgang einleitet.

Durch Beaufschlagung des Schlittens 12 in Pfeilrichtung I kann damit die Spitze 30 des Betätigungselements 10 entweder entlang der Fläche 31 oder 32 der Schaltwippe 6 gleiten, bis die diesen Schrägen, jeweilige zugeordnete Kante 33 bzw. 34 erreicht wird. Der Schaltvorgang erfährt seine Auslösung, indem die Betäti­ gungskraft erhöht und die Schaltwippe 6 mit der Blattfeder 2 in die andere Endlage umgeschaltet wird. Nach jedem Schaltvorgang kehrt das Betätigungselement 10 infolge Drehung um die Verti­ kalachse 11 federbeaufschlagt einwandfrei in die Nullstellung zurück.

Fig. 6 und 7 zeigen eine konstruktive Durchbildung der erfin­ dungsgemäßen Schaltvorrichtung 1.

Hierzu ist die Grundplatte 20 mit einem Gehäuse 40 ausgestat­ tet, welches beidseitig Verriegelungselemente 41 und 42 zur Befestigung der Schaltvorrichtung beispielsweise in einem Arma­ turenbrett aufweist. Oberhalb des Gehäuses 40 befindet sich eine Drucktaste 21, welche durch den federbeaufschlagten Schlitten 12 der in Fig. 6 dargestellten Position gehalten wird.

Ein Stößel 35 beaufschlagt die Oberseite des Schlittens 12. Wird nun die Drucktaste 21 in Pfeilrichtung I gedrückt, so wird über den Stößel 35 und den Schlitten 12 das Betätigungselement 10 gegen Wirkung einer Feder vertikal nach unten bewegt, wo­ durch das Betätigungselement 10 bei Beaufschlagung der Spitze 30 auf der Schräge 32 wiederum analog dem vorgeschriebenen Ver­ fahrensablauf eine begrenzte Schwenkung um die Vertikalachse 11 unter Beaufschlagung des Schenkels 15 der Schenkelfeder 16 durchführt.

Im Weiterverlauf dieser Bewegung schwenkt die Schaltwippe 6 aus der in Fig. 6 dargestellten Position in die in Fig. 4a darge­ stellte Lage, wodurch sich der bewegliche Kontakt 8 von dem Festkontakt 9′ gelöst hat und nunmehr an dem Festkontakt 9 liegt. Der Schaltvorgang ist damit abgeschlossen; durch Wirkung einer nicht dargestellten Feder kehren die Drucktaste 21 und der Schieber 12 in ihre Ausgangsposition zurück; mit Hilfe der Schenkelfeder 16 wird das Betätigungselement 10 in die Nullage zurückgeschwenkt, welche exakt oberhalb der Drehachse 7 der Schaltwippe 6 liegt.

Aus Fig. 7 geht hervor, daß der Schlitten 12 die zwei Führungen 18 und 19 aufweist, welche in entsprechenden Gegenelementen der Grundplatte 20 gleiten, so daß dieser Schlitten 12 eine exakte vertikale Bewegung durchführt. Der Schlitten 12 ist mit dem Festanschlag 17 versehen, welcher zur Anlage der beiden Schen­ kel 14 und 15 der Schenkelfeder 16 dient.

Unterhalb des Schlittens 12 befinden sich die beiden Lagerstel­ len 22 und 23 der Drehachse 7 der Schaltwippe 6.

Nach Fig. 8a kann der erfindungsgemäße Schalter als Ein-Aus­ schalter ausgebildet sein. Hierzu ist lediglich ein Festkontakt 9 vorgesehen, welcher bei schwenkender Blattfeder 2 in die dargestellte Position einen Kontakt mit dem beweglichen Kontakt 9 herstellt.

Nach Fig. 8b besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung als Umschalter auszubilden. Diese Konstruk­ tion ist beispielsweise in Fig. 6 und 7 dargestellt; es sind zwei Festkontakte 9 und 9′ vorhanden, zwischen welchen der an der Blattfeder 2 angeordnete bewegliche Kontakt 8 hin- und herschwenkbar ist.

Nach Fig. 8c besteht auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung als Taster auszubilden. Hierzu ist an der Blattfeder 2 zwischen der Drehachse 7 und dem beweglichen Kon­ takt 8 eine Lasche 24 angeformt, unter welche eine am Schlitten 12 befestigte Klaue 25 nach Fig. 9 greift. In der Ausgangsstel­ lung ist die Blattfeder 2 nach oben durchgebogen, die Schalt­ wippe 6 liegt in der dargestellten Position 8c. Wird das Betä­ tigungselement 10 im vorgenannten Sinne betätigt, so schwenkt die Schaltwippe 6 in die andere Endlage, wodurch der bewegliche Kontakt 8 an dem Festkontakt 9 anliegt - der Kontakt ist ge­ schlossen.

Beim Zurücklaufen des Schlittens 12 zieht die Klaue 25 die auf der Blattfeder 2 befestigte, beispielsweise eingespritzte La­ sche 24 nach oben, so daß die Blattfeder 2 in die Ausgangsposi­ tion zurückgestellt wird - der Kontakt ist geöffnet. Damit wird ein Kontakt nur solange aufrechterhalten, wie der Schlitten 12 durch Druck beaufschlagt wird.

Allen vorgenannten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß das Betätigungselement 10 um die Vertikalachse 11 unter Wirkung der Schenkelfeder 16 mit den beiden Schenkeln 14 und 15 dreht.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 10 und 11 dargestellt. Hier ist ein Betätigungselement 10′ vorgesehen, welches um eine parallel zur Drehachse 7 der Schaltwippe 6 drehbare Schwenkachse 26 drehbar ist.

Nach Fig. 11 weist das Betätigungselement 10′ beispielsweise einen Flansch 27 auf, der von einer Blattfeder 28 beaufschlagt wird, die in einem Lager 45 schlittenfest gelagert ist. Wird nun der Schlitten 12 vertikal beaufschlagt, so gleitet die Spitze 30 des Betätigungselements 10′ gemäß Fig. 11b an der Schräge 31 der Schaltwippe 6, und zwar solange, bis nach Fig. 10 die Kante 34 erreicht wird. Der Schaltvorgang erfährt seine Auslösung, indem der die Betätigungskraft erhöht, und die Schalt­ wippe 6 mit der Blattfeder 2 in die andere Endlage umgeschaltet wird. Ist der Schaltvorgang durchgeführt, der Schlitten 12 wieder in Ausgangslage, so drückt die Blattfeder 28 nach Fig. 11c das Betätigungselement 10′ wieder in seine Ausgangsposi­ tion, so daß Fig. 11c identisch mit der Ausgangsposition 11a ist.

Bei erneuter Beaufschlagung gleitet die Spitze 30 des Betäti­ gungselements 10′ auf der Schräge 32 der Schaltwippe 6, und zwar solange, bis die Kante 33 erreicht wird und der Schaltvor­ gang durch Schwenken der Blattfeder in die andere Ausgangsposi­ tion ausgelöst wird.

Fig. 10a und b zeigt die Schaltwippe 6 in den beiden Endlagen entsprechend der Beaufschlagungen der Spitze 30 des Betäti­ gungselements 10′.

Fig. 10c stellt die Draufsicht der Anordnung nach Fig. 10a und b dar; hier sind die beiden Lagerstellen 22 und 23 der Dreh­ achse 7 der Schaltwippe 6 erkennbar.

Durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 wird ein Schal­ ter geschaffen, welcher bei einfachem Aufbau gewährleistet, daß das Betätigungselement 10, 10′ nach jedem Schaltvorgang exakt in die Nullage zurückgeführt wird. Es gibt zwei alternative Möglichkeiten, nämlich einmal Einsatz einer Vertikalachse 11, um welche das Betätigungselement 10 dreht oder Einsatz einer parallel zur Drehachse 7 liegenden Schwenkachse 26 zur Drehung des Betätigungselements 10′. Hiebei darf der Schaltstößel auch bei Erschütterung und Vibration nicht in die Schwingung gera­ ten, so daß die Blattfeder 28 gemäß Fig. 11 entsprechend ein­ gestellt werden muß, um funktionsrichtig den Flansch 27 des Be­ tätigungselements 10′ zu beaufschlagen.

Claims (15)

1. Elektrische Schaltvorrichtung, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einer auf einer Grundplatte angeordneten Blattfeder, welche an einem Ende in einem in der Grundplatte festen Lager abgestützt und am anderen Ende mit einer zwi­ schen zwei Endlagern um eine Drehachse hin- und herschwenkbaren Schaltwippe verbunden ist,
wobei die Blattfeder zwischen den beiden Enden einen beweg­ lichen Kontakt aufweist, welcher mindestens in einer Endlage einen Festkontakt beaufschlagt und
wobei oberhalb der Drehachse der Schaltwippe ein vertikal bewegbares, die Schaltwippe beaufschlagendes Betätigungs­ element angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10, 10′) um eine im Abstand zur Drehachse (7) der Schaltwippe (8) angeordnete Achse (11; 26) federbeaufschlagt schwenkbar und nach jeder Betätigung der Schaltwippe (6) in die Ausgangslage rückführbar ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Betätigungselements (10) als senkrecht auf der Drehachse (7) der Schaltwippe (6) angeordnete Vertikal­ achse ausgebildet ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Betätigungselements (10′) als parallel zur Drehachse (7) der Schaltwippe (6) liegende Schwenkachse (26) ausgebildet ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Betätigungselement auf einem vertikal bewegbaren Schlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (12) die Lagerung der Vertikalachse (11) bzw. der Schwenkachse (26) des Betätigungselements (10; 10′) aufweist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) mit einem federbeaufschlag­ ten Zapfen (13) versehen ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (13) beidseitig von einem Schenkel (14, 15) einer Schenkelfeder (16) begrenzt ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelfeder (16) in der Vertikalachse (11) des Betätigungselements (10) gelagert ist und die beiden Schen­ kel (14, 15) hintereinander den Zapfen (13) des Betätigungs­ elements (10) und einen im Schlitten (12) gelagerten Festan­ schlag (17) begrenzen.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (12) in mindestens zwei gehäusefesten Führungen (18, 19) geführt ist.

9. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (20) oberhalb des Schlittens (12) eine diesen beaufschlagende, vertikal bewegbare federbeaufschlag­ te Drucktaste (21) aufweist.

10. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7) der Schaltwippe (6) in mit der Grund­ platte fest verbundenen Lagerstellen (22, 23) eingeklipst ist.

11. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem beweglichen Kontakt (8) in der anderen Endlage ein weiterer Festkontakt (9′) zugeordnet ist.

12. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (2) mit einer Lasche (24) versehen ist und daß der Schlitten (12) eine die Lasche (24) umgreifende Klaue (25) aufweist.

13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10′) einen federbeaufschlagten Flansch (27) aufweist.

14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blattfeder (28) den Flansch (27) des Betätigungs­ elements (10′) beaufschlagt.

15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Blattfeder (28) einstellbar ist.