DE4239965C2 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrich­ tung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

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

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

Aus der DE 36 42 677 A1 ist ein elektrischer Schalter, insbeson­ dere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem eine Schnappfeder, die einstückig mit einer beweglichen Kontaktzunge ausgebildet ist, in einer Schaltwippe eingespannt wird, die über ein Betätigungs­ element zwischen zwei Endlagen umstellbar ist. Für diesen Schal­ ter wird neben anderen Möglichkeiten ein Betätigungselement vorgeschlagen, welches durch eine parallel zur Achse der Schalt­ wippe verlaufende Dünnstelle im Sinne eines Filmscharniers schwenkbar ausgebildet ist. Hierdurch wird zwar die Beaufschlag­ ung der Schaltwippe verbessert, jedoch besteht die Gefahr, daß aufgrund von Fertigungstoleranzen keine exakte Rückstellung des Betätigungselements in seine Ausgangslage erfolgt. Hierfür wären dann weitere federnde Elemente erforderlich, was jedoch zu einer Erhöhung des konstruktiven Aufwands führen würde.

Aus der DE-AS 10 98 073 ist ein elektrischer Tastschalter mit zwei stabilen Schaltstellungen bekannt, welcher ebenfalls ein um eine zur Achse der Schaltwippe parallel verlaufende Achse schwenkbares Betätigungselement aufweist, an welchem ein Flansch angeordnet ist, der von unten mit einer Schraubenfeder beauf­ schlagt ist, wobei die Schraubenfeder sowohl die vertikale Rück­ stellung der Schwenkbewegung des Betätigungselementes in seine Ausgangslage bewirkt. Dies führt zu einer Reduzierung des kon­ struktiven Aufwands.

Nachteilig bei all diesen bekannten Schaltern ist jedoch, daß durch die Schwenkbewegung des Betätigungselements in einer Ebene senkrecht zur Achse der Schaltwippe ein relativ langer Schaltweg erforderlich ist, da mit zunehmender Auslenkung des Betätigungs­ elements die Richtung der Krafteinleitung auf die Schaltwippe immer ungünstiger wird, so daß bei gleicher Vertikalkraft größe­ re Hebellängen erforderlich sind. Zudem erfordert das in der senkrechten Ebene schwenkbare Betätigungselement eine relativ große Bauhöhe des Schalters.

Ausgehend von diesen bekannten Schaltern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltvorrichtung zu schaffen, welche bei geringem konstruktiven Aufwand kürzere Schaltwege und Reduzierung der Bauhöhe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

In einer Weiterbildung der Erfindung bewirkt die auf einer Schräge der Schaltwippe gleitende Spitze des Betätigungselements, daß sich mit einem einzigen federnden Element sowohl die vertikale Rückstel­ lung als auch die Rückstellung der Schwenkbewegung des Betäti­ gungselements in seine Ausgangslage erreichen läßt. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand gegenüber den meisten bekannten Schaltvorrichtungen reduziert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schaltwippe zwei Schrägen auf, welche über Kanten in jeweils eine weitere Schräge übergehen, welche mit den ersten Schrägen einen stumpfen Winkel einschließen, der so gewählt ist, daß nach dem Schaltvorgang eine weitere Vertikalbewegung und Auslenkung des Betätigungselements möglich ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines Nachlaufs nach dem Schaltvorgang. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Mechanik durch eine zu große Verti­ kalkraft auf das Betätigungselement nach erfolgter Betätigung der Schaltwippe vermieden. Darüber hinaus wird ein derartiger Nachlauf bei der Betätigung einer Schaltvorrichtung häufig als Verbesserung des Schaltgefühls empfunden.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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.

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 so lange, 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 so lange aufrechterhalten, wie der Schlitten 12 durch Druck beaufschlagt wird.

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

Durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 1 wird ein Schal­ ter geschaffen, welcher bei einfachem Aufbau gewährleistet, daß das Betätigungselement 10, nach jedem Schaltvorgang exakt in die Nullage zurückgeführt wird, wobei durch das um eine zur Achse der Schaltwippe 6 senkrechte Achse schwenkbare Betätigungselement einkürzerer Schaltweg und eine geringere Bauhöhe ermöglicht wird.

Claims (13)

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 abge­ stützt und am anderen Ende mit einer zwischen zwei Endlagern um eine Drehachse hin- und herschwenkbaren Schaltwippe ver­ bunden ist,
wobei die Blattfeder zwischen den beiden Enden einen beweg­ lichen Kontakt aufweist, welcher mindestens in einer Endlage einen Festkontakt beaufschlagt und
mit einem oberhalb der Drehachse der Schaltwippe angeord­ neten vertikal bewegbaren, die Schaltwippe beaufschlagenden Betätigungselement, das nach jeder Betätigung der Schaltwippe in die Ausgangslage zurückkehrt,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Schaltvorrichtung das Betätigungselement (10) um eine zur Drehachse (7) der Schaltwippe (6) senkrechte Achse (11) federbeaufschlagt verschwenkt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Schaltvorrichtung eine Spitze (30) des Betätigungselementes (10) auf einer Schräge (31, 32) der Schaltwippe (6) gleitet.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltwippe (6) zwei Schrägen (31, 32) aufweist, welche über Kanten (33, 34) in jeweils eine weite­ re Schräge übergehen, welche mit der Schräge (31, 32) einen stumpfen Winkel einschließt, der so gewählt ist, daß nach dem Schaltvorgang eine weitere Vertikalbewegung und Auslen­ kung des Betätigungselements (10) möglich ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) auf einem vertikal bewegbaren Schlitten (12) angeordnet ist.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (12) die Lagerung der Schwenkachse (11) des Betätigungselements (10) aufweist.

6. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) mit einem federbeaufschlagten Zapfen (13) versehen ist.

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

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

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

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (20) oberhalb des Schlittens (12) eine diesen beaufschlagende, vertikal bewegbare federbeauf­ schlagte Drucktaste (21) aufweist.

11. Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (7) der Schalt­ wippe (6) in mit der Grundplatte (20) fest verbundenen Lagerstellen (22, 23) eingeklipst ist.

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

13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, 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.