DE4334046C1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

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

Derartige elektrische Schalter sind in der Regel dafür vorgesehen, die Ein- und Ausschaltung eines Stromkreises bzw. die Umschaltung von einem auf einen anderen Stromkreis zu ermöglichen. Bei solchen elektrischen Schaltern können die unterschiedlichsten elektrischen Kontaktsysteme Anwendung finden. Die Betätigung solcher elektrischer Schalter kann z. B. durch ein Verschwenken einer Betätigungswippe, durch ein Niederdrücken einer Drucktaste, durch ein Verdrehen eines Drehknaufes oder das Verschieben eines Betätigungsschiebers von einer Ausgangsposition in eine oder mehrere Funktionsstellungen erfolgen. Die Funktionsstellungen können dabei rastend und/oder tastend ausgeführt sein.

Ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender elektrischer Schalter ist durch das DE 90 10 425 U1 bekanntgeworden. Bei diesem elektrischen Schalter besteht das zwischen der Unterseite der Drucktaste und dem nicht dargestellten beweglichen elektrischen Kontaktteil angeordnete Übertragungssystem einstückig aus einem federelastisch ausgebildeten Ausgleichselement und einem längsverschieblich im Gehäuse gelagerten starr ausgebildeten Ansteuerelement.

Außerdem ist durch die DE 41 04 572 A1 ein elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem das zwischen der Unterseite der Betätigungswippe und dem beweglichen elektrischen Kontaktteil unter Vorspannung angeordnete Übertragungssystem aus einem federelastisch ausgebildetem Ausgleichselement und einem längsverschieblich im Gehäuse gelagerten, starr ausgebildeten Ansteuerelement besteht. Das Ausgleichselement stellt eine seperat vorhandene Schraubendruckfeder dar, die in einer Aufnahmekammer des seperat vorhandenen Ansteuerelementes angeordnet ist.

Desweiteren ist durch die DE 29 14 783 B2 eine Vorrichtung zur Verlängerung von Stößelantrieben bekanntgeworden. Das stabförmig ausgebildete Verlängerungselement ist dabei an seinem dem zu betätigenden Schaltgerät zugewandten Ende mit ein C bildenden, elastisch nachgiebigen Armen versehen.

Außerdem sind durch die DE 38 14 903 C2, die DE 35 43 751 C2 und die DE 35 01 046 AI elektrische Schalter bekanntgeworden, die einstückig ausgebildete Übertragungssysteme aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen elektrischen Schalter zu schaffen, dessen zwischen dem Betätigungsglied und dem beweglichen Kontaktteil des elektrischen Schalters angeordnetes Übertragungssystem einerseits mit Vorspannung an dem Betätigungsglied und andererseits mit Vorspannung an dem beweglichen Kontaktteil anliegt, sowie einstückig besonders einfach aufgebaut und somit kostengünstig herzustellen bzw. zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebene Merkmale gelöst.

Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektrischen Schalter ist besonders vorteilhaft, daß die bedingt durch den Einsatz verschiedener elektrischer Kontaktsysteme auftretenden Forderungen nach unterschiedlichen Verformungseigenschaften bezügl. des einzusetzenden Übertragungssystemes leicht erfüllt werden können. Dabei können solche Forderungen unter Beibehaltung des relativ kleinen zur Verfügung stehenden Bauraumes, z. B. schon durch eine andere Materialwahl erfüllt werden.

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

Fig. 1 einen Schnitt durch einen elektrischen Schalter gemäß der Linie A-A der Fig. 2

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den elektrischen Schalter gemäß der Linie B-B der Fig. 1.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, setzt sich das Gehäuse eines solchen elektrischen Schalters im wesentlichen aus einem Gehäusegrundkörper 1 und einem Gehäusesockelteil 2 zusammen. Am Gehäusegrundkörper 1 ist schwenkbar ein als Betätigungswippe ausgebildetes Betätigungsglied 3 gelagert. Gegenüber dem Betätigungsglied 3 ist zur Erlangung eines abgeschlossenen Gehäuseinnenraumes das Gehäusesockelteil 2 im Gehäusegrundteil 1 festgelegt, wobei dem Gehäusesockelteil 2 alle feststehenden elektrischen Kontaktteile 4 und alle beweglichen elektrischen Kontaktteilen 5 zugeordnet sind.

Wie weiter aus der Zeichnung hervorgeht, sind dem als Betätigungswippe ausgebildeten Betätigungsglied 3 zwei elektrische Schaltkontaktsysteme zugeordnet. Jedes Schaltkontaktsystem besteht dabei aus den am Gehäusesockelteil 2 unbeweglich vorhandenen, als Leiterbahnen ausgebildeten feststehenden elektrischen Kontaktteilen 4 und einem als Schnappschaltscheibe ausgebildeten beweglichen elektrischen Kontaktteil 5. Das Gehäusesockelteil 2 kann selbstverständlich als eine an und für sich bekannte elektrische Leiterplatte ausgebildet sein.

An der der Betätigungsoberfläche 6 des Betätigungsgliedes 3 abgewandten Unterseite 7 sind zwei Betätigungsdome 8 vorhanden. Jeder Betätigungsdom 8 liegt mit seinem freien Ende einerseits an einem Übertragungssystem 9 an. Diese beiden Übertragungssysteme 9 stehen jeweils andererseits unter Vorspannung mit dem zugeordneten beweglichen elektrischen Kontaktteil 5 in Verbindung. Die erzeugte Vorspannung erreicht dabei eine solche Größenordnung, daß über die Vorspannung keinesfalls eine Betätigung der beweglichen elektrischen Kontaktteile 5 erfolgen kann. Jedes der beiden Übertragungssysteme 9 besteht einstückig aus einem elastisch verformbaren Ausgleichselement 10 und einem starr ausgeführten Ansteuerelement 11.

Das Ansteuerelement 11 eines jeden Übertragungssystems 9 ist längsverschieblich im Gehäusegrundkörper 1 geführt, wobei an dem Gehäusegrundkörper 1 für jedes Ansteuerelement 11 zwei Führungselemente 12 angeformt sind, die das Ansteuerelement 11 längsverschieblich zwischen sich aufnehmen. Die Führungselemente 12 weisen jeweils eine Führungsnut auf, in welche an die Außenkontur des Ansteuerelementes 11 angeformte Führungsfedern 13 eingreifen. Jedes Ansteuerelement 11 ist im Querschnitt im wesentlichen H-förmig ausgebildet, wobei jeder der beiden Seitenstege 14 einem der beiden Führungselemente 12 des Gehäusegrundkörpers 1 zugeordnet ist. Der die beiden Seitenstege 14 verbindende Mittelsteg 15 weist an seiner dem zugehörigen beweglichen elektrischen Kontaktteil 5 zugewandten Endfläche eine angeformte Betätigungsnase 16 auf. Die Betätigungsnase 16 liegt an einer für die Betätigung des beweglichen elektrischen Kontaktteiles 5 günstigen Betätigungsstelle an. Die der Betätigungsnase 16 abgewandte andere Endfläche des Mittelsteges 15 ist mit einer Nut 17 versehen, so daß im Bereich der anderen Endfläche als Nutwände im wesentlichen nur die Seitenstege 14 des Ansteuerelementes 11 stehen bleiben.

Um mittels des Übertragungssystems 9 die erforderliche Vorspannung erzeugen zu können, ist an das zugehörige Ansteuerelement 11 jeweils ein Ausgleichselement 10 angeformt. Das angeformte Ausgleichselement 10 ist dabei henkelförmig ausgebildet, wobei der eine Schenkel 18 mit seinem Ende an eine der beiden Hauptflächen des Mittelsteges 15 des Ansteuerelement 11 angeformt ist. Die Anbindungsstelle des Ausgleichselementes 10 befindet sich in der Nähe der anderen Endfläche des Ansteuerelementes 11 und zwar im Bereich der Symmetrielinie des Ansteuerelementes 11. Ausgehend von der Anbindungsstelle erstreckt sich der eine Schenkel 18 des henkelförmigen Ausgleichselementes 10 weg vom Ansteuerelement 11 und zwar quer verlaufend zur Hauptfläche des Mittelsteges 15. Nach einem angeformten 180 Grad Bogen verläuft der andere Schenkel 19 zurück auf die Hauptfläche des Mittelsteges 15 zu. Der andere Schenkel 19 kommt dabei mit seinem freien Endbereich geringfügig beabstandet zur anderen Endfläche des Ansteuerelementes 11 in der darin vorhandenen Nut 17 zu liegen. Beiderseits sind an den anderen Schenkel 19 des Ausgleichselementes 10 Anschlagarme 20 angeformt, die den anderen Endflächen der Seitenstege 14 zugeordnet sind. Weil der andere Schenkel 19 wesentlich schmaler als die Nut 17 ausgeführt ist, entsteht nach dem die Anschlagarme 20 auf den anderen Endflächen der Seitenstege 14 aufliegen ein brückenartiges Gebilde.

Durch die beiden jeweils mit Vorspannung zwischen dem zugehörigen beweglichen elektrischen Kontaktteil 5 und dem zugehörigen Betätigungsdom 8 anliegenden Übertragssysteme 9, wird das Betätigungsglied 3 des elektrischen Schalters spielfrei in seiner Ausgangsstellung gehalten. Somit ist ein Klappern des Betätigungsgliedes 3 z. B. durch auftretende Vibrationen am Einbauort wirkungsvoll verhindert. Ausgehend von seiner Ausgangsstellung kann der elektrische Schalter durch Niederdrücken seines als Betätigungswippe ausgebildeten Betätigungsgliedes 3 in zwei Funktionsstellungen gebracht werden. Wird das Betätigungsglied 3 in eine seiner beiden Betätigungsrichtungen niedergedrückt, so wird zunächst der sehr geringe aus der Vorspannung noch verbleibende, eine weiche Federkennlinie aufweisende erste Federweg des Ausgleichelement 10 aufgebraucht. Danach liegen die Anschlagarme 20 des anderen Schenkels 19 auf den anderen Endflächen der Seitenstege 14 des Ansteuerelementes 11 auf. Wegen der brückenartigen Auflage der beiden Anschlagarme 20 und der mittigen Anordnung des anderen Schenkels 19 entsteht eine klassische Biegefeder. Die Anschlagarme 20 sind derart ausgelegt, daß zum Durchbiegen der Anschlagarme 20 eine höhere Kraft benötigt wird als zum Ansteuern des als Schnappschaltscheibe ausgebildeten beweglichen elektrischen Kontaktteiles 5 notwendig ist. Somit wird bei der weiteren Betätigung des Betätigungsgliedes 3 als nächstes das bewegliche elektrische Kontaktteil 5 zur Herstellung der gewünschten Funktion umgeschaltet. Damit hat der elektrische Schalter eine seiner beiden Funktionsstellungen erreicht. Der nun noch vorhandene eine harte Federkennlinie aufweisende zweite Federweg des Ausgleichelementes 10 stellt den sogenannten Überhub des elektrischen Schalters sicher. Dies bedeutet, daß das Betätigungsglied 3 bis zum Erreichen der an das Gehäusegrundteil 1 angeformten Anschläge 21 niedergedrückt werden kann, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß es zu Beschädigungen an den Bauteilen des elektrischen Schalters kommt, oder die Kontaktgabe der elektrischen Kontaktelemente ungewollt unterbrochen wird. Außerdem ergibt sich somit für den Benutzer ein deutlich spürbarer Betätigungsweg. Zum anderen werden die Federwege eines solchen Übertragungssystemes 9 dazu ausgenutzt fertigungsbedingte Toleranzen der den elektrischen Schalters bildenden Einzelteile wirkungsvoll auszugleichen.

Claims (11)

1. Elektrischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem die feststehenden und beweglichen elektrischen Kontaktteile aufnehmenden Gehäuse, an welchem zumindest ein beweglich daran gelagertes Betätigungsglied vorhanden ist und wobei die der Betätigungsoberfläche abgewandte Unterseite des Betätigungsgliedes an zumindest ein Übertragungssystem zur Anlage bringbar ist, das einstückig aus einem federelastisch ausgebildeten, der Unterseite des Betätigungsgliedes zugeordneten Ausgleichselement und einem längsverschieblich im Gehäuse gelagerten, starr ausgebildeten Ansteuerelement besteht, wobei das freie Ende des Ansteuerelementes an ein bewegliches elektrisches Kontaktteil zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuerelement (11) stößelartig ausgebildet ist, wobei die eine Endfläche des Ansteuerelementes (11) unter Vorspannung an dem beweglichen elektrischen Kontaktteil (5) zur Anlage kommt und die andere Endfläche dem Betätigungsglied (3) zugewandt ist, und daß das Ausgleichselement (10) henkelförmig ausgebildet ist, wobei der eine Schenkel (18) des Ausgleichselementes (10) mit seinem Ende an die Außenkontur des Ansteuerelementes (11) angeformt ist und wobei der andere Schenkel (19) des Ausgleichselementes (10) mit seinem freien Endbereich beabstandet zur anderen Endfläche des Ansteuerelementes (11) an der Unterseite (7) des Betätigungsgliedes (3) mit Vorspannung zur Anlage kommt.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ansteuerelementes (11) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ansteuerelementes (11) im wesentlichen H-förmig ausgebildet ist.

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Schenkel (19) des henkelförmigen Ausgleichselementes (10) bis über die andere Endfläche des Ansteuerelementes (11) zurückgeführt ist, wobei im mit der anderen Endfläche versehenen Endbereich des Ansteuerelementes (11) eine Nut (17) vorhanden ist, die in Erstreckungsrichtung des anderen Schenkels (19) ausgerichtet und zumindest geringfügig breiter als der andere Schenkel (19) ausgeführt ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ausgleichselement (10) zur Begrenzung seines Federwegs zumindest ein an das Ansteuerelement (11) zur Anlage kommender Anschlagarm (20) angeformt ist.

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagarm (20) derart an das Ansteuerelement (11) zur Anlage kommt, daß nach dem einen eine weiche Federkennlinie aufweisenden ersten Federweg, ein eine harte Federkennlinie aufweisender zweiter Federweg des Ausgleichelementes (10) realisierbar ist.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits an den anderen Schenkel (19) des Ausgleichselementes (10) jeweils ein Anschlagarm (20) angeformt ist, die nach Aufzehrung des ersten, durch die henkelförmige Ausbildung des Ausgleichselementes (10) bedingten Federweg brückenartig an die anderen Endflächen der verbleibenden Nutenwände des Ansteuerelementes (11) zur Anlage kommen und daß darüberhinaus bedingt durch die brückenartige Anlage die beiden Anschlagarme (20) ein zweiter eine harte Federkennlinie aufweisender Federweg des Ausgleichelementes (10) realisierbar ist.

8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem (9) vollkommen aus Kunststoff hergestellt ist.

9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem (9) aus mehreren unterschiedliche Verformungseigenschaften aufweisenden Kunststoffen besteht.

10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuerelement (11) aus einem ersten eine geringe Verformbarkeit aufweisenden Kunststoffmaterial besteht, und daß das Ausgleichselement (10) aus einem zweiten eine hohe Verformbarkeit aufweisenden Kunststoffmaterial besteht.

11. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die eine Endfläche des Ansteuerelementes (11) eine Betätigungsnase (16) angeformt ist, die an einer definierten Betätigungsstelle des beweglichen elektrischen Kontaktteils (5) zur Anlage kommt.