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Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Das Schaltgerät dient zum Fernbetätigen eines
beispielsweise an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs angebrachten
Spiegels vom Fahrersitz aus durch Antriebskraft eines Motors. Darüber hinaus wird
das Schaltgerät
dazu eingesetzt, selektiv mehrere Schalter zu betätigen, die
sich im Inneren eines Gehäuses
befinden, wozu ein Betätigungsabschnitt niedergedrückt wird,
der am oberen Bereich des Gehäuses
kippbar angebracht ist.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen erfolgt eine
Beschreibung eines herkömmlichen
Schaltgeräts.
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14 ist
eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
Schaltgeräts. 15 ist eine Schnittansicht
des herkömmlichen
Schaltgeräts.
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Wie aus 14 hervorgeht, enthält das herkömmliche Schaltgerät ein Gehäuse 21 mit
einem unteren offenen Ende und einen Deckel zum Bedecken des offenen
Endes des Gehäuses 21.
Das Gehäuse 21 und
der Deckel 29 sind durch Verrasten miteinander verbunden,
wodurch die äußere Hülle des
Schaltgeräts
gebildet wird.
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Eine gedruckte Schaltungsplatine 28 mit
drei darauf gebildeten ortsfesten Kontakten 28a befindet sich
an dem Deckel 29. Drei Gleitelemente 25 mit daran
befestigten zugehörigen
beweglichen Kontakten 27 befinden sich oberhalb der entsprechenden
ortsfesten Kontakte 28a auf der Schaltungsplatine 28, wobei
jeder der beweglichen Kontakte 27 derart gelegen ist, dass
er durch Gleiten in Berührung
mit dem zugehörigen
ortsfesten Kontakt 28a gelangen und sich von diesem lösen kann.
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Die drei ortsfesten Kontakte 28a an
der Schaltungsplatine 28 und die drei Gleitelemente 25 mit
den daran befestigten zugehörigen
beweglichen Kontakten 27 bilden drei Schalter.
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In der Oberseite des Gehäuses 21 ist
eine im wesentlichen quadratische Vertiefung 21a ausgebildet.
In drei der vier Ecken der Vertiefung 21a sind Aussparungslöcher 21b gebildet.
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Eine vorstehende Wand 21d mit
einem Durchgangsloch 21c befindet sich in der Mitte der Ausnehmung 21a.
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Es sind drei Betätigungsglieder 22 vorgesehen,
von denen jedes eine kreisförmig
zylindrische Basis 22a und im wesentlichen halbkreisförmige Enden 22b aufweist,
die an beiden Enden der zugehörigen
Basis 22a vorgesehen sind.
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Eine Gummifeder 23 besitzt
eine flache, im wesentlichen rechteckige Basis 23a, im
wesentlichen domförmige
Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3 und 23b-4, und planare
Druckabschnitte 23c-1, 23c-2, 23c-3, 23c-4.
Die Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3, 23b-4 sind
an den vier Ecken der Basis 23a ausgebildet. Die Druckabschnitte 23c-1, 23c-2, 23c-3, 23c-4 besitzen
kreisförmig
zylindrische Gestalt und sind an den Enden der entsprechenden Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3 und 23b-4 ausgebildet
und mit ihren Enden parallel zu der Basis 23a gestaltet,
d. h. in horizontaler Richtung.
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Die Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3 und 23b-4 arbeiten
als sogenannte Krümmungsabschnitte.
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Ein rechteckiges Durchgangsloch 23d befindet
sich in der Mitte der Basis 23a. An der Basis 23a ist
aufrecht stehend eine Innenwand 23e gebildet, welche den
Umfangsbereich des Durchgangslochs 23d umfasst.
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Sämtliche
vier Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3 und 23b-4,
die als Krümmungsabschnitte
fungieren, haben die gleiche Wandstärke L3 (von bei spielsweise
etwa 0,6 mm). Daher sind die Klickverhältnisse der vier Federabschnitte 23b-1, 23b-2, 23b-3 und 23b-4 individuell
gleich.
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Die Gummifeder 23 wird im
Inneren der Ausnehmung 21a des Gehäuses 21 aufgenommen.
Dabei stehen die Betätigungsglieder 22 in
Berührung mit
den Innenwänden
der drei entsprechenden Druckabschnitte 23c-1, 23c-2 und 23c-3,
und sie sind derart angeordnet, dass sie im Inneren ihrer zugehörigen freien
Löcher 21b in
dem Gehäuse 21 verschieblich
sind. Der Druckabschnitt 23c-4 ist nicht mit einem Betätigungsglied
ausgestattet. Das Durchgangsloch 23d in der Gummifeder 23 ist
so gelegen, dass es dem Durchgangsloch 21c in dem Gehäuse 21 gegenüberliegt.
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Wie in 15 gezeigt
ist, wird ein Betätigungselement 24 beispielsweise
aus Kunstharzmaterial durch Formen hergestellt. Das Betätigungselement 24 besitzt
eine im wesentlichen rechteckige Oberwand 24a, Seitenwände 24b,
die sich im wesentlichen vertikal von den Umfangsenden der Oberwand 24a aus
erstrecken, so dass sie die Umfangs-Endbereiche der Oberwand 24a umgeben, und
vier zylindrische Betätigungsabschnitte 24c,
die einen kreuzförmigen
Querschnitt besitzen und von der Nähe der vier zugehörigen Ecken
der Oberwand 24a nach innen vorstehen.
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Eine Stirnfläche jedes Betätigungsabschnitts 24c des
Betätigungselements 24 ist
mit dem gleichen vorbestimmten Kippwinkel α1 (von beispielsweise etwa 3°) gegenüber der
Oberwand 24a (d. h. zu der horizontalen Ebene) ausgebildet.
Jede Stirnfläche
erstreckt sich von etwa der Mitte des Betätigungselements 24 radial
nach außen.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise
des Schaltgeräts
beschrieben.
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Wenn gemäß 14 die Bedienungsperson etwa auf den
mittleren Teil der unteren linken Endseite des Betätigungselements 24 gemäß 14 mit beispielsweise dem
(nicht dargestellten) Finger drückt,
so kippt das Betätigungselement 24 zu
der Seite links unten. Wenn das Betätigungselement 24 zu
der Seite links unten kippt, werden die beiden linken Betätigungsabschnitte 24c und 24c des Betätigungselements 24 nach
unten gedrückt.
Wenn diese beiden linken Betätigungsabschnitte 24c und 24c gedrückt werden,
werden die zugehörigen
Druckabschnitte 23c-1 und 23c-2 der Gummifeder 23,
die in Kontakt mit den beiden linken Betätigungsabschnitte 24c und 24c gebracht
wurden, nach unten gedrückt.
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Wenn jeder der Druckabschnitte 23c-1 und 23c-2 der
Gummifeder 23 gedrückt
wird, krümmt
sich jeder der Federabschnitte 23b-1 und 23b-2,
wodurch die Bedienungsperson ein Berührungsgefühl empfindet. Zu dieser Zeit
bewirken die Druckabschnitte 23c-1 und 23c-2,
dass die beiden Betätigungsglieder 22,
die sich in Berührung
mit den Innenwänden
ihrer entsprechenden Druckabschnitte 23c-1 und 23c-2 befinden,
niedergedrückt
werden und nach unten gleiten.
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Wenn diese beiden Betätigungsglieder 22 nach
unten gleiten, bewegen sich die Enden 23b jedes dieser
Betätigungsglieder 22 auf
geneigten Abschnitten 25c der zwei zugehörigen Gleitelemente 25 nach
unten. Diese zwei Gleitelemente 25 gleiten im Verein mit
ihren zugehörigen
beweglichen Kontakten 27 über die zugehörigen ortsfesten
Kontakte 28a auf der Schaltungsplatine 28, und
zwar gegen die elastischen Kräfte
zugehöriger
Schraubenfedern 26.
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Wenn diese beiden Gleitelemente 25 gleiten, gelangt
jeder der zugehörigen
beweglichen Kontakte 27 in Berührung mit dem zugehörigen ortsfesten Kontakt 28a,
so dass zwei Schalter in einen Einschaltzustand gelangen.
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Wenn nun die Bedienungsperson ihren
Finger von dem Betätigungselement 24 nimmt,
bewirken die elastischen Kräfte
der beiden zugehörigen Schraubenfedern 26,
dass die beiden entsprechenden Gleitelemente 25 in ihre
Ausgangsstellungen zurückgleiten.
Jeder der zugehörigen
beweglichen Kontakte 27 trennt sich von dem zugehörigen ortsfesten 28a,
so dass die beiden Schalter den Ausschaltzustand einnehmen.
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Durch das Gleiten der beiden Gleitelemente 25 werden
die zugehörigen
Betätigungsglieder 22 nach
oben gedrückt,
und das Betätigungsglied 24 wird
wird durch die Selbstrückstellkraft
der Gummifeder 23 in die Ausgangsposition nach oben gedrückt.
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Wie in 14 zu
sehen ist, wird, wenn die Bedienungsperson beispielsweise mit dem
(nicht gezeigten) Finger etwa auf den mittleren Bereich der oberen
linken Seite des Betätigungsglieds 24 in 14 drückt, das Betätigungselement 24 zu
der oberen Seite gedrückt.
Dabei werden die entsprechenden Betätigungsabschnitte 24c des
Betätigungselements 24 nach
unten gedrückt,
und dabei werden die entsprechenden Druckabschnitte 23c-1 und 23c-4 der
Gummifeder 23, die in Berührung mit diesen Betätigungsabschnitten 24c gelangt
sind, nach unten gedrückt.
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Vorgänge, die sich an das Niederdrücken der Druckabschnitte 23c-1 und 23c-4 anschließen, sind im
wesentlichen die gleichen, als würde
der mittlere Bereich der Seite unten links des Betätigungsglieds 24 niedergedrückt, so
dass die Einzelheiten hier nicht noch einmal erläutert werden. Da allerdings
ein Betätigungsglied 22 und
ein Schalter unterhalb des Druckabschnitts 23c-4 nicht
vorhanden sind, wird der einzelne Schalter eingeschaltet, der sich
unterhalb des Druckabschnitts 23c-1 befindet. Danach gelangt das
Betätigungsglied 24 durch
die Selbstrückstellkraft
der Gummifeder 23 wieder in die Ausgangsstellung zurück, so dass
der eine Schalter in den Ausschaltzustand gelangt.
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Im folgenden wird die Klick-Charakteristik
erläutert,
die während
der Betätigung
des Schaltgeräts eine
Rolle spielt.
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16 ist
eine graphische Darstellung, die die Klick-Kennlinie veranschaulicht,
die sich ergibt, wenn zwei Schalter des herkömmlichen Schaltgeräts betätigt werden. 17 ist eine graphische Darstellung
der Klick-Kennlinie für
den Fall, dass ein Schalter des herkömmlichen Schaltgeräts betätigt wird.
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Wie in 16 zu
sehen ist, erhält
man die Klick-Kennlinie gemäß der Linie
C, wenn zwei Schalter betätigt
werden, in dem beispielsweise die Federabschnitte 23b-1 und 23b-2 gleichzeitig
als Ergebnis des Niederdrückens
einer vorbestimmten Stelle des Betätigungselements 24 gedrückt werden
(vergleiche 15).
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Die Kurve C zeigt die Klick-Kennlinie,
in der die Änderung
der Last bei Krümmung
der entsprechenden Federabschnitte klein wird aufgrund der Betätigungskräfte, die
zum Betätigen
von zwei Schaltern aufzubringen sind.
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Wie in 17 gezeigt
ist, erhält
man für
den Fall, dass nur ein Schalter betätigt wird, beispielsweise durch
Drücken
des Federabschnitts 23b-1 und des Federabschnitts 23b-4 gleichzeitig
als Ergebnis des Drückens
auf eine vorbestimmte Stelle des Betätigungselements 24 des
herkömmlichen
Schaltgeräts,
die durch die Kurve D dargestellte Kennlinie. Die Kurve D zeigt
die Klick-Kennlinie,
bei der die Laständerung
größer ist
als entsprechend der Kurve C, weil eine Betätigungskraft zum Betätigen nur
eines Schalters erforderlich ist.
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Aus der obigen Erläuterung
ist ersichtlich, dass das herkömmliche
Schaltgerät
entweder die durch die Kurve C oder durch die Kurve D dargestellte
Klick-Kennlinie
zeigt, abhängig
von der Stelle des Niederdrückens
(d. h. der Drückrichtung)
des Betätigungsglieds 24,
so dass es einen Unterschied in der Klick-Kennlinie gibt, abhängig von der Stelle, die gedrückt wird.
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Bei dem herkömmlichen Schaltgerät wird entweder
einer oder werden zwei Schalter betätigt, abhängig von der Stelle des Niederdrückens des
Betätigungsglieds.
Daher unterscheidet sich die Klick-Kennlinie beim Betätigen eines
Schalters von derjenigen beim Betätigen von zwei Schaltern, so dass
es zu dem Problem kommt, dass die Bedienungsperson beim Bedienen
des Betätigungsglieds ein
unterschiedliches haptisches Empfinden hat.
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Entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 zeigt die US-A-4,687,200 ein Schaltgerät, bei dem
die vier Federabschnitte der Gummifeder vier Schaltern zugeordnet
sind, wobei jeder der vier Federabschnitte das gleiche Klickverhältnis besitzt.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Um das oben angesprochene Problem
zu überwinden,
ist es Ziel der Erfindung, ein Schaltgerät zu schaffen, welches gleichmäßig bedienbar
ist als Ergebnis der Schaffung eines gleichförmigen haptischen Empfindens,
ungeachtet der Richtungen der Niederdrück-Stellen eines Betätigungsglieds,
welches von einer Bedienungsperson beispielsweise mit dem Finger
betätigt
wird.
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Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Schaltgerät mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die vier Federabschnitte können an
Stellen angeordnet sein, die den vier Ecken des Betätigungselements
gegenüberliegen.
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Wenn die vier Federabschnitte sich
an Stellen befinden, die den vier Ecken des Betätigungselements gegenüberliegen,
kann jeder Federabschnitt einen Krümmungs- oder Verformungsabschnitt
aufweisen, wobei eine Wandstärke
des Verformungsabschnitts des ersten Federabschnitts größer sein
kann als die Wandstärke
der Verformungsabschnitte der zweiten Federabschnitte.
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Wenn die vier Federabschnitte sich
an Stellen befinden, die den vier Ecken des Betätigungselements gegenüberliegen,
kann jeder Federabschnitt einen Verformungsabschnitt aufweisen,
wobei ein Kippwinkel des Verformungsabschnitts des ersten Federabschnitts
in Bezug auf das Gehäuse
größer sein
kann als die Kippwinkel der Verformungsabschnitte der zweiten Federabschnitte
in Bezug auf das Gehäuse.
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Wenn die vier Federabschnitte sich
an Stellen befinden, die den vier Ecken des Betätigungselements gegenüberliegen,
so ist das Klickverhältnis des
Federabschnitts, das größer ist
als die Klickverhältnisse
der drei anderen Federabschnitte, möglicherweise etwa 50%, und
die Klickverhältnisse
der drei anderen Federabschnitte können etwa 33% betragen.
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Wenn die vier Federabschnitte sich
an Stellen befinden, die vier Ecken des Betätigungselements gegenüberliegen,
kann letzteres elastisch von den Federab schnitten vorgespannt sein,
wobei das Betätigungselement
durch seine eigene elastische Kraft an dem Gehäuse anschlägt.
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Wenn die vier Federabschnitte sich
an Stellen befinden, die vier Ecken des Betätigungselements gegenüberliegen,
kann jeder Schalter eine gedruckte Verdrahtungsplatine im Inneren
des Gehäuses
enthalten, weiterhin einen ortsfesten Kontakt, der an der zugehörigen Verdrahtungsplatine
ausgebildet ist, ein Gleitstück,
welches über
die zugehörige
Verdrahtungsplatine gleitet, und einen beweglichen Kontakt, der
an dem zugehörigen
Gleitstück
angeordnet ist. In jedem Schalter leitet jedes Gleitstück durch
den zugehörigen
Federabschnitt, um den zugehörigen Schalter
zu betätigen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Ausführungsform
des Schaltgeräts
gemäß der Erfindung.
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht entlang
der Linie III-III in 2
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4 ist
eine Draufsicht auf ein Betätigungselement
der Ausführungsform
des Schaltgeräts
gemäß der Erfindung.
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5 ist
eine Seitenansicht des Betätigungselements
der Ausführungsform
des Schaltgeräts
gemäß der Erfindung.
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6 ist
eine Bodenansicht des Betätigungselements
der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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7 ist
ein erstes Diagramm, welches das Betätigungselement der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts veranschaulicht.
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8 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des Hauptteils eines zweiten Federabschnitts der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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9 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des Hauptteils eines ersten Federabschnitts der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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10 ist
eine vergrößerte Schnittansicht des
Hauptteils der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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11 ist
ein erstes Diagramm, welches die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Schaltgeräts veranschaulicht.
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12 ist
eine graphische Darstellung der Klick-Kennlinie für den Fall,
dass zwei Schalter des Schaltgeräts
gemäß der Erfindung
betätigt
werden.
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13 ist
eine graphische Darstellung der Klick-Kennlinie für den Fall,
dass ein Schalter des erfindungsgemäßen Schaltgeräts betätigt wird.
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14 ist
eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines herkömmlichen
Schaltgeräts.
-
15 ist
eine vergrößerte Schnittansicht des
herkömmlichen
Schaltgeräts.
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16 ist
eine graphische Darstellung der Klick-Kennlinie für den Fall,
dass zwei Schalter des herkömmlichen
Schaltgeräts
betätigt
werden.
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17 ist
eine graphische Darstellung der Klick-Kennlinie für den Fall,
dass ein Schalter des herkömmlichen
Schaltgeräts
betätigt
wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes Schaltgerät unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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1 ist
eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts. 2 ist eine Draufsicht auf
die Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht
entlang der Linie III-III in 2.
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Wie in 1 zu
sehen ist, ist ein Gehäuse 1 aus
beispielsweise Kunstharzmaterial durch Formen hergestellt und hat
im wesentlichen die Form eines Kästchens.
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Das Gehäuse 1 enthält eine
im wesentlichen rechteckige Oberwand 1a, Seitenwände 1b,
die sich vertikal von der Nähe
des äußeren Umfangsendes der
Oberwand 1a erstrecken, um sämtlichen Seiten des Gehäuses 1 zu
umfassen, und eine im wesentlichen rechteckige Ausnehmung 1c in
der Oberwand 1a.
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Kreisförmige Spielraumlöcher 1d,
ein rechteckiges Durchgangsloch 1e und eine vorstehende Wand 1f sind
an der Vertiefung 1c ausgebildet. Die Spielraumlöcher 1d sind
in der Nähe
von drei der vier Ecken der Ausnehmung 1c gebildet. Das
Durchgangsloch 1e befindet sich in der Mitte der Ausnehmung 1c.
Die vorstehende Wand 1f erstreckt sich vertikal von dem
Umfang des Durchgangslochs 1e aus in die Ausnehmung 1c hinein.
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Obschon nicht dargestellt, ist die
der Oberwand 1a gegenüberliegende
Seite des Gehäuses 1 offen.
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Drei Betätigungsglieder 2 sind
beispielsweise durch Spritzgießen
aus einem Kunstharzmaterial hergestellt. Jedes Betätigungsglied 2 enthält eine kreisförmige zylindrische
Basis 2a und halbkreisförmige
Enden 2b an den beiden Enden der zugehörigen Basis 2a.
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Jedes Betätigungsglied 2 ist
verschieblich in seinem zugehörigen
Spielraumloch 1d innerhalb des Gehäuses 1 untergebracht.
Die Enden 2b jedes Betätigungsglieds 2 sind
so angeordnet, dass sie aus ihren betreffenden Spielraumlöchern 1d nach
außen vorstehen.
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Eine beispielsweise durch Spritzgießen aus elastischem
Kautschukmaterial gebildete Gummifeder 3 enthält eine
flache, im wesentlichen rechteckige Basis 3a, im wesentlichen
domförmige
Federabschnitte, einen ersten, einen zweiten, einen dritten und
einen vierten Federabschnitt 3b-1, 3b-2, 3b-3 und 3b-4,
einen planaren ersten, zweiten, dritten und vierten Druckabschnitt 3c-1, 3c-2, 3c-3 und 3c-4.
Der erste, zweite, dritte und vierte Federabschnitt 3b-1, 3b-2, 3b-3 und 3b-4 befinden
sich an den vier Ecken der Umfangsränder der Basis 3a.
Der erste, zweite, dritte und vierte Druckabschnitt 3c-1, 3c-2, 3c-3 und 3c-4 besitzen
kreisförmige,
zylindrische Form und sind an den Enden des zugehörigen ersten,
zweiten, dritten bzw. vierten Federabschnitts 3b-1, 3b-2, 3b-3 und 3b-4 ausgebildet
und verlaufen mit ihren Enden parallel zu der Basis 3a,
d. h. in horizontaler Richtung. Ein rechteckiges Loch 3d befindet
sich in der Mitte der Basis 3a. Eine an der Basis 3a aufrecht
stehende Innenwand 3e umgibt das Loch 3d. Der
erste, zweite, dritte und vierte Federabschnitt 3b-1, 3b-2, 3b-3 und 3b-4 arbeiten
als sogenannte Krümmungs- oder
Verformungsabschnitte.
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Wie in 8 zu
sehen ist, beträgt
die Wandstärke
des vierten Federabschnitts 3b-4 als Verformungsabschnitt
L1 (z. B. etwa 0,75 mm), während gemäß 9 die Wandstärke des
ersten, zweiten und des dritten Federabschnitts 3b1-, 3b-2 und 3b-3 L2
(beispielsweise etwa 0,65 mm), was kleiner ist, als die Wandstärke L1 des
vierten Federabschnitts 3b-4 (L1 > L2).
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Das sogenannte Klickverhältnis des
vierten Federabschnitts 3b-4 mit einer Wandstärke von
L2 beträgt
etwa 50%, während
das Klickverhältnis
jedes Federabschnitts von dem ersten, zweiten und dem dritten Federabschnitt 3b-1, 3b-2 und 3b-3 mit
einer Wandstärke
von L2 unabhängig
etwa 33% beträgt. Das
Wort "Klickverhältnis"
bezieht sich hier auf das prozentuale Verhältnis der Last nach der Verformung zu
der Last vor der Verformung, wenn ein Federabschnitt betätigt wird.
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Die Gummifeder 3 ist in
der Ausnehmung 1c des Gehäuses 1 aufgenommen.
Die Betätigungsglieder 2 befinden
sich in Berührung
mit den Innenflächen
des ersten, des zweiten und des dritten Druckabschnitts 3c-1, 3c-2 und 3c-3.
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Das Loch 3d der Gummifeder 3 befindet
sich gegenüber
einem quadratischen Loch 1e des Gehäuses 1.
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Wie in den 4 bis 6 gezeigt
ist, ist ein Betätigungselement 4 beispielsweise
durch Spritzgießen
aus einem Kunstharzmaterial hergestellt, es enthält eine im wesentlichen rechteckige
Oberwand 4a, Seitenwände 4b,
jeweils einen zylindrischen ersten, zweiten, dritten und vierten
Betätigungsabschnitt 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 mit
kreuzförmigem
Querschnitt, und zwei Paare von Eingriffsgliedern 4d, die von
etwa der Mitte der Oberwand 4a nach innen vorstehen. Die
Seitenwände 4b verlaufen
im wesentlichen vertikal ausgehend von dem Umfangsende der Oberwand 4a und
umgeben den Umfangsbereich der Oberwand 4a. Der erste,
der zweite, der dritte und der vierte Betätigungsabschnitt 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 ragen
von der Nähe
der vier entsprechenden Ecken der Umfangsränder der Oberwand 4a nach
innen.
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Ein Ende von dem ersten, dem zweiten,
dem dritten und dem vierten Betätigungsabschnitt 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 des
Betätigungselements 4 ist mit
einem vorbestimmten Kippwinkel in Bezug auf die Oberwand 4a ausgebildet,
d. h. in Bezug auf eine horizontale Ebene, so dass es sich radial
nach außen von
etwa der Mitte des Betätigungselements 4 aus erstreckt.
Wie in 7 dargestellt
ist, ist das Ende des ersten, des zweiten und des dritten Betätigungsabschnitts 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 mit
gleichem Kippwinkel α1
von beispielsweise etwa 3° ausgebildet.
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Dieses eine Betätigungselement 4 befindet sich
im Inneren der Ausnehmung 1c, um praktisch das offene Ende
der Ausnehmung 1c des Gehäuses 1 abzudecken.
Die Enden des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Betätigungsabschnitts 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 stehen
in Berührung
mit flachen Oberseiten der Enden des ersten, des zweiten, des dritten
und des vierten Druckabschnitts 3c-1, 3c-2, 3c-3 und 3c-4 der
Gummifeder 3 und stehen diesen flachen Stirnflächen gegenüber. Wenn.
der erste, der zweite, der dritte und der vierte Druckabschnitt 3c-1, 3c-2, 3c-3 und 3c-4 in
Berührung
mit den entsprechenden ersten, zweiten, dritten und vierten Betätigungsabschnitten 4c-1, 4c-2, 4c-3 und 4c-4 stehen,
bleibt das Betätigungselement 4 nach außen von
dem Gehäuse
weg gedrückt
(d. h., es ist elastisch nach außen vorgespannt).
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Zwei Paare von Eingriffsgliedern 4d des
Betätigungselements 4 stehen
in Eingriff mit der Umfangswand des quadratischen Lochs 1e,
das an der Ausnehmung 1c ausgebildet ist, beispielsweise durch
geeignete Mittel wie eine Rastverbindung. Durch das Zusammenwirken
der beiden Paare von Eingriffsgliedern 4d mit der Umfangswand
des quadratischen Lochs 1e ist das Betätigungselement 4 unverlierbar
an dem Gehäuse 1 gehalten
und ist kippbar im Inneren der Ausnehmung 1c in jede der vier
Richtungen (beispielsweise X-Y-Richtung)
angeordnet.
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Es sind mehrere Gleitstücke 5 vorgesehen, von
denen jedes eine im wesentlichen keilförmige Basis 5a, eine
in der Oberseite der Basis 5a ausgebildete Ausnehmung 5b und
einen an einem Ende der Basis 5a angeformten geneigten
Abschnitt 5c aufweist.
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Mehrere Gleitstücke (speziell drei Gleitstücke) 5 sind
verschieblich im Inneren des Gehäuses 1 aufgenommen.
Die Enden 2b jedes Betätigungsglieds 2 stehen
in Berührung
mit den betreffenden geneigten Abschnitten 5c.
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Schraubenfedern 6 aus metallischem
Werkstoff und Spiralform bei vorbestimmtem Durchmesser sind mit
einem Ende im Inneren der Ausnehmung 5b des zugehörigen Gleitstücks 5 aufgenommen,
während
das andere Ende jeder Schraubenfeder 6 in Berührung mit
dem Gehäuse 1 steht.
Durch die Schraubenfedern 6 werden die betreffenden Gleitstücke 5 elastisch
zu einer Seite hin vorgespannt.
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Aus metallischem Werkstoff, wie z.
B. Phosphorbronze, durch Pressen geformte bewegliche Kontakte 7 besitzen
Gleitelemente 7a. Die beweglichen Kontakte 7 sind
an den zugehörigen
Gleitstücken 5 mit
geeigneten Mitteln, beispielsweise durch thermisches Verstemmen
befestigt, so dass die beweglichen Kontakte 7 gleiten,
wenn die zugehörigen Gleitstücke 5 gleiten.
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Eine Verdrahtungsplatine 8 enthält mehrere ortsfeste
Kontakte (z. B. drei ortsfeste Kontakte) 8a, die an ihrer
einen Oberfläche
ausgebildet sind, weiterhin ein Licht emittierendes Element 8b und
mehrere Lötflecken 8c.
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Die Verdrahtungsplatine 8 befindet
sich im Inneren des Gehäuses 1.
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Die Gleitstücke 5 mit den zugehörigen beweglichen
und an ihnen befestigten Kontakten 7 befinden sich oberhalb
der Verdrahtungsplatine 8 an Stellen, die es den beweglichen
Kontakten 7 ermöglichen,
mit ihren zugehörigen
ortsfesten Kontakten 8a in Berührung zu treten und sich von
diesen zu trennen. Die Gleitstücke 5 sind
so geformt, dass während ihres
Gleitens die entsprechenden beweglichen Kontakte 7 über ihre
zugehörigen
ortsfesten Kontakte 8a gleiten und so in Berührung mit
den entsprechenden ortsfesten Kontakten 8a gelangen bzw.
sich von ihnen trennen.
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Die ortsfesten Kontakte 8a und
die dazugehörigen
Gleitstücke 5 mit
den entsprechenden und an ihnen befestigten beweglichen Kontakten 7 bilden das,
was hier als Schalter bezeichnet wird. Die Schalter sind nur an
solchen Stellen ausgebildet, die dem ersten, dem zweiten und dem
dritten Druckabschnitt 3c-1, 3c-2 und 3c-3 der
Gummifeder 3 gegenüberliegen.
Jeder der Schalter wird durch sein entsprechendes Betätigungsglied 2 betätigt.
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Ein beispielsweise aus Spritzguss-Kunsthart gebildeter
Deckel 9 enthält
eine im wesentlichen rechteckige Wand 9a, Seitenwände 9b,
die sich etwa vertikal von dem Umfangsrand der Wand 9a aus
erstrecken, und mehrere Anschlüsse 9c,
die einstückig mit
der Wand 9a durch Einsatzformen gebildet sind. Die Verdrahtungsplatine 8 befindet
sich an der Wand 9a des Deckels 9, wobei die Anschlüsse 9c durch ihre
zugehörigen
Lötflecken 8c verlaufen.
Die Lötflecken 8c und
die Anschlüsse 9c werden
miteinander verlötet,
wodurch die Verdrahtungsplatine 8 und der Deckel 9 ein
zusammenhängendes
Teil bilden.
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Der Deckel 9, der mit der
Verdrahtungsplatine 8 vereint ist, wird so angeordnet,
dass er den offenen (nicht dargestellten) Bereich des Gehäuses 1 bedeckt.
Das Gehäuse 1 und
der Deckel 9 werden mit geeigneten Mitteln, beispielsweise
durch eine Rastverbindung, miteinander in Eingriff gebracht.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise
des erfindungsgemäßen Schaltgeräts beschrieben.
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Wenn gemäß 1 die Bedienungsperson beispielsweise
etwa auf den mittleren Bereich des unteren linken Endes des Betätigungselements 4 nach 1 mit dem (nicht gezeigten)
Finger drückt, kippt
das Betätigungselement 4 zur
linken Seite. Wenn das Betätigungselement 4 nach
links kippt, werden der erste und der zweite Betätigungsabschnitt 4c-1 und 4c-2 des
Betätigungselements 4 nach
unten gedrückt.
Wenn der erste und der zweite Betätigungsabschnitt 4c-1 und 4c-2 nach
unten gedrückt
werden, werden als Folge davon der erste und der zweite Druckabschnitt 3c-1 und 3c-2 der
Gummifeder 3, welche in Berührung mit dem zugehörigen ersten
und zweiten Betätigungsabschnitt 4c-1 und 4c-2 gebracht
wurden, nach unten gedrückt.
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Wenn der erste und der zweite Druckabschnitt 3c-1 und 3c-2 der
Gummifeder 3 niedergedrückt
werden, verformen sich der erste und der zweite Federabschnitt 3b-1 und 3b-2,
die als Verformungsabschnitte mit gleichem Klickverhältnis (von etwa
33%) fungieren, so dass die Bedienungsperson ein taktiles Gefühl verspürt, also
das richtige Tastempfinden vermittelt bekommt. Der erste und zweite Druckabschnitt 3c-1 und 3c-2 bewirken,
dass die beiden Betätigungsglieder 2,
die in Berührung
mit den Innenwänden
des zugehörigen
ersten und zweiten Druckabschnitts 3c-1 und 3c-2 stehen,
gedrückt
werden und nach unten gleiten. Wenn die beiden Betätigungsglieder 2 nach
unten gleiten, bewegen sich die Enden 2b der beiden Betätigungsglieder 2 nach
unten auf den geneigten Abschnitten 5c der beiden zugehörigen Gleitstücke 5.
Zu dieser Zeit gleiten dann die beiden Gleitstücke 5 zusammen mit
ihren zugehörigen
beweglichen Kontakten 7 über ihre entsprechenden ortsfesten
Kontakte 8a, die auf der Verdrahtungsplatine 8 ausgebildet
sind, und zwar entgegen den elastischen Kräften der zugehörigen Schraubenfedern 6.
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Wenn diese beiden Gleitstücke 5 gleiten,
gelangen die zugehörigen
beweglichen Kontakte 7 in Kontaktberührung mit den zugehörigen ortsfesten Kontakten 8a,
so dass die beiden Schalter gleichzeitig in den Einschaltzustand
gelangen.
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Wenn dann die Bedienungsperson ihren
Finger von dem Betätigungsglied 4 nimmt,
bewirken die elastischen Kräfte
der beiden Schraubenfedern 6, dass die entsprechenden Gleitstücke 5 in
ihre Ausgangspositionen zurückgleiten.
Die beiden beweglichen Kontakte 7 trennen sich von den
zugehörigen ortsfesten
Kontakten 8a, so dass die beiden Schalter in den Ausschaltzustand
gelangen.
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Durch Verschieben der beiden Gleitstücke 5 werden
die entsprechenden Betätigungsglieder 2 nach
oben gedrückt,
und das Betätigungselement 4 wird
nach oben gedrückt
und gelangt in seine Ausgangsstellung zurück, verursacht durch die Selbstrückstellkraft
der Gummifeder 3.
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Wenn gemäß 1 die Bedienungsperson beispielsweise
etwa auf den mittleren Bereich der oberen linken Seite des Betätigungselements 4 gemäß 1 mit dem (nicht gezeigten)
Finger drückt, kippt
das Betätigungselement 4 zu
der oberen Seite hin. Wenn das Betätigungselement 4 nach
oben kippt, werden der erste und der vierte Betätigungsabschnitt 4c-1 und 4c-4 des
Betätigungsglieds 4 nach unten
gedrückt,
und dadurch werden der erste und der vierte Druckabschnitt 3c-1 und 3c-4 der
Gummifeder 3, die in Berührung mit dem ersten bzw. dem vierten
Betätigungsabschnitt 4c-1 und 4c-4 getreten sind,
nach unten gedrückt.
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Wenn der erste und der vierte Druckabschnitt 3c-1 und 3c-4 der
Gummifeder 3 nach unten gedrückt werden, verformen sich
der erste und der vierte Federabschnitt 3b-1 und 3b-4,
die unterschiedliche Klickverhältnisse
(von etwa 33 % bzw. etwa 50%) haben, so dass die Bedienungsperson
ein entsprechendes taktiles oder Tastgefühl empfindet.
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Der erste Druckabschnitt 3c-1 bewirkt,
dass das eine Betätigungsglied 2,
das in Berührung
mit der Innenwand des ersten Druckabschnitts 3c-1 steht, nach
unten gedrückt
wird und nach unten gleitet. Wenn das Betätigungsglied 2 nach unten
gleitet, bewegen die Enden 2b des einen Betätigungsglieds 2 sich
auf dem geneigten Abschnitt 5c des einen entsprechenden
Gleitstücks 5 nach
unten. Dabei gleitet das eine Gleitstück 5 zusammen mit
dem dazugehörigen
beweglichen Kontakt 7 über
den entsprechenden ortsfesten Kontakt 8a auf der Verdrahtungsplatine 8 und
entgegen der elastischen Kraft der zugehörigen Schraubenfeder 6.
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Wenn das eine Gleitstück 5 gleitet,
gelangt der zugehörige
bewegliche Kontakt 7 in Kontaktberührung mit dem entsprechenden
ortsfesten Kontakt 8a, so dass der entsprechende eine Schalter
in den Einschaltzustand gebracht wird.
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Wie oben beschrieben wurde, gibt
es eine geringe Differenz zwischen dem Tastempfinden aufgrund des
ersten Federabschnitts 3b-1 und dem entsprechenden Schalter
einerseits und dem Tastgefühl durch
den vierten Federabschnitt 3b-4, der keinen Schalter besitzt,
andererseits. Allerdings empfindet die Bedienungsperson ein Tastgefühl wie bei
zwei Schaltern.
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Wenn die Bedienungsperson mit ihrem
Finger das Betätigungselement 4 losläßt, bewegt
die elastische Kraft der entsprechenden einen Schraubenfeder 6,
dass das betreffende Gleitstück 5 in
seine Ausgangsstellung zurückgleitet.
Der zugehörige bewegliche
Kontakt 7 trennt sich von dem zugehörigen ortsfesten Kontakt 8a,
so dass der eine Schalter in den Ausschaltzustand gelangt. Durch
Gleiten auf dem einen Gleitstück 5 wird
das zugehörige
Betätigungsglied 2 nach
oben gedrückt
und das Betätigungselement 4 wird
nach oben in seine Ausgangsstellung aufgrund der Selbstrückstellkraft
der Gummifeder 3 zurückgedrückt.
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Wenn dann die Bedienungsperson mit
ihrem (nicht gezeigten) Finger etwa auf die Mitte der unteren rechten
Seite des Betätigungselements 4 nach 1 drückt, laufen ähnliche
Vorgänge
ab, als würde auf
die untere linke Seite des Betätigungsglieds 4 gedrückt, so
dass zwei Schalter gleichzeitig in einen Einschaltzustand gelangen.
Die Abläufe
sind praktisch die gleichen, wie sie oben erläutert wurden, so dass auf Einzelheiten
an dieser Stelle verzichtet wird.
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Wenn dann die Bedienungsperson beispielsweise
mit dem (nicht gezeigten) Finger auf etwa den mittleren Bereich
der oberen rechten Seite des Betätigungsglieds 4 nach 1 drückt, laufen ähnliche Vorgänge ab,
als würde
auf die obere linke Seite des Betätigungselements 4 gedrückt, so
dass ein Schalter in einen Einschaltzustand gelangt. Die Abläufe sind
praktisch die gleichen, wie sie oben beschrieben wurden, so dass
auf Einzelheiten an dieser Stelle verzichtet wird.
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Abhängig von der Betätigungsrichtung
erfolgt also dann, wenn irgendeine der vier Druckstellen des rechteckigen
Betätigungselements 4 gekippt/betätigt wird,
eine eindeutige Festlegung bezüglich
der Lage des Schalters oder der Orte der Schalter, die eingeschaltet
werden sollen, oder bezüglich
der Anzahl von einzuschaltenden Schaltern. Folglich läßt sich
eindeutig festlegen, welche Stelle (d. h. oben, unten, links oder
rechts) des Druckabschnitts des Betätigungselements 4 betätigt wurde.
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Im folgenden sollen die Klick-Kennlinien
für den
Betrieb des Schaltgeräts
erläutert
werden.
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12 ist
eine graphische Darstellung der Klick-Kennlinie für den Fall,
dass zwei Schalter betätigt
werden durch Drücken
auf etwa den mittleren Bereich des unteren linken Endes des Schaltgeräts der Erfindung
nach 1. 13 ist eine graphische Darstellung der
Klick-Kennlinie für
den Fall, dass ein einziger Schalter betätigt wird, Ergebnis des Niederdrückens etwa
des mittleren Bereichs der oberen linken Seite des Schaltgeräts gemäß der Erfindung nach 1.
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Die durch die Kurve A in 12 dargestellte Klick-Kennlinie
erhält
man, wenn zwei Schalter betätigt
werden. Die Klick-Kennlinie verläuft
so, dass die Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem unteren
Wert vergleichsweise gering ist, weil das Tastempfinden, welches
durch die Verformung der beiden Federabschnitte der Gummifeder 3 vermittelt wird,
als Ergebnis der Betätigung
von zwei Schaltern abgeschwächt
wird, die durch den Betätigungsvorgang
des Betätigungselements 4 aktiviert
werden.
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Die durch die Kurve B in 13 dargestellte Klick-Kennlinie
erhält
man, wenn ein einziger Schalter betätigt wird. Um diese Klick-Kennlinie
zu erhalten, wird nur ein Schalter durch Bewegen des Betätigungselements 4 aktiviert,
so dass das Tastempfinden aufgrund der Verformung von zwei Federabschnitten
der Gummifeder 3 abgeschwächt wird um den Anteil, der
der Betätigung
nur eines Schalters entspricht. Da allerdings der vierte Federabschnitt 3b-4 der
Gummifeder 3 ein ziemlich großes Klickverhältnis besitzt,
läßt sich
die Gummifeder 3 nicht leicht oder glatt verformen, wodurch
diese Klick-Kennlinie entsteht. Die durch die Kurve B dargestellte Klick-Kennlinie
zeigt eine Differenz zwischen Spitzenwert und unterem Wert, die
vergleichsweise gering ist. Die durch die Kurve B dargestellte Klick-Kennlinie
ist im wesentlichen die gleiche wie die, die der Kurve A entspricht.
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Bei dem oben beschriebenen Schaltgerät werden
die Klickverhältnisse
der betreffenden Federabschnitte verschieden gemacht als Ergebnis
der Formung der Federabschnitte (d. h. der Verformungsabschnitte)
der Gummifeder durch unterschiedliche Wandstärken (d. h. Dicken). Allerdings
ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Um beispielsweise das
Klickverhältnis
jedes Federabschnitts unterschiedlich zu machen, kann man jeden
Federabschnitt mit einer anderen Länge oder einem anderen Kippwinkel
bezüglich
der Basis ausstatten. Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt,
werden die Federabschnitte verformt oder gekrümmt als Ergebnis ihrer Betätigung zum
Schalten der betreffenden Schalter. Bezüglich des Klickverhältnisses
von zwei Federabschnitten mit zwei zugehörigen Schaltern durch gleichzeitiges
Betätigen
mit Hilfe des Betätigungselements,
ist das Klickverhältnis
von einem der Federabschnitte größer als
dasjenige des anderen Federabschnitts. Selbst wenn also zwei Federabschnitte,
die mit zugehörigen
zwei Schaltern versehen sind, von dem Betätigungselement betätigt werden,
hat die Bedienungsperson das richtige Tastgefühl. Da das Tastgefühl im wesentlichen
das gleiche ist, wenn zwei Federabschnitte betätigt werden, zu denen nur ein
einziger Schalter gehört,
kann man ein Schaltgerät
schaffen, bei dem die Bedienungsperson ein stets gleiches Tastgefühl vermittelt
bekommt, unabhängig
davon, in welche der vier Richtungen das Betätigungselement betätigt wird.
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Wenn sich vier Federabschnitte an
den Stellen gegenüber
den vier Ecken des Betätigungselements
befinden, kann man ein Schaltgerät
erhalten, bei dem die Betätigung
des Betätigungselements
zuverlässig
von statten gehen kann.
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Wenn jeder Federabschnitt einen Verformungsabschnitt
aufweist, und wenn die Wandstärke des
Verformungsabschnitts des Federabschnitts ein Klickverhältnis besitzt,
welches größer ist
als die Klickverhältnisse
der drei übrigen
Federabschnitte, weil eine größere Wandstärke als
bei den drei anderen Verformungsabschnitten genutzt wird, so kann man
ein billiges Schaltgerät
mit mehreren Verformungsabschnitten unterschiedlicher Klickverhältnisse
auf einfache Weise herstellen.
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Wenn jeder Federabschnitt einen Verformungsabschnitt
aufweist, und wenn der Kippwinkel bezüglich des Verformungsabschnitts
des Federabschnitts mit den bezüglich
der Klickverhältnisse
der drei übrigen
Federabschnitte größeren Klickverhältnis größer ist
als die Kippwinkel der drei anderen Verformungsabschnitte in Bezug
auf das Gehäuse,
so kann man ein billiges Schaltgerät herstellen, bei dem mehrere
Verformungsabschnitte mit verschiedenen Klickverhältnissen
auf einfache Weise hergestellt werden können.
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Wenn das Klickverhältnis des
Federabschnitts, welches größer ist
als die Klickverhältnisse der
drei anderen Federabschnitte, etwa 50% beträgt, und wenn die Klickverhältnisse
der drei übrigen
Federabschnitte etwa 33% betragen, kann man ein Schaltgerät erhalten,
welches ein nahezu gleichförmiges
Tastgefühl
bei sämtlichen
Richtungen, in denen das Betätigungselement
betätigt
wird, vermittelt.
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Wenn das Betätigungsglied elastisch durch die
Federabschnitte vorgespannt wird und es an dem Gehäuse durch
eine elastische Kraft fixiert wird, kann man ein billiges Schaltgerät erhalten,
welches sich einfach zusammenbauen läßt, da das Betätigungsglied
in einfacher Weise an dem Gehäuse
festgelegt werden kann.
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Wenn jeder Schalter eine Verdrahtungsplatine
besitzt, die sich innerhalb des Gehäuses befindet, ferner einen
ortsfesten Kontakt aufweist, der an der betreffenden Verdrahtungsplatine
gebildet ist, ein Gleitstück
besitzt, welches über
die betreffende Verdrahtungsplatine gleitet, und einen beweglichen
Kontakt an dem zugehörigen
Gleitstück
aufweist, und wenn jedes Gleitstück
durch seinen zugehörigen
Federabschnitt gleitet, damit der zugehörige Schalter betätigt wird,
kann man ein billiges Schaltgerät
erhalten, dessen Schalter billiger hergestellt werden können als
ein in einem Gehäuse
untergebrachter Einzelschalter.