DE60303546T2

DE60303546T2 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE60303546T2
Application number: DE60303546T
Authority: DE
Inventors: Omron Corporation Keiichi Shimizu; Omron Corporation Yasuhide Tanaka; Omron Corporation Tetsuhiko Miyoshi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: EP1408523A3; EP1408523B1; US20040112731A1; CN1497631A; DE03022913T1; US6774329B2; EP1408523A2; CN1248264C; JP2004134296A; DE60303546D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für das Drehen und Anhalten eines ein Fenster öffnenden und schließenden Gleichstrommotors für ein Fahrzeug, wie etwa ein Kraftfahrzeug, bzw. einen Gleichstrommotor ähnlicher Anwendung, und richtet sich insbesondere auf eine Schaltvorrichtung, die auf einen Gleichstrommotor, der bei einer hohen Betriebsspannung arbeitet, (z. B. ein auf 42V basierendes elektrisches System) geeignet anwendbar ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
14V-basierte elektrische Systeme werden bei existierenden Kraftfahrzeugen angewandt. Das 14V-basierte System kann in der gegenwärtigen Situation wegen der steigenden Anzahl vorgesehener elektronischer Vorrichtungen und Geräte die Lieferung von Verbrauchsleistung nicht leisten. In einem Versuch, dies zu beseitigen, wurden global Diskussionen in Form industrieller-universitärer Konsortien und dergleichen geführt. Dabei wurde Übereinstimmung unter Vorsehen eines dreifach hohen Spannungsystems oder „42V-basierten" elektrischen Systems erzielt, wobei die Sicherheit für den menschlichen Körper berücksichtigt ist.
Zu den elektrischen Vorrichtungen, die auf einem 42V-basierten elektrischen System betreibbar sind, gehören beispielsweise ein Gleichstrommotor für das Öffnen und Schließen eines Fensters, eingebaut in die Tür (sog. Gleichstrommotor für elektrischen Fensterheber).
8A zeigt den Aufbau einer herkömmlichen Schaltervorrichtung zum Drehen (vorwärts/rückwärts) und Anhalten eines Gleichstrommotors für das Öffnen/Schließen eines Fensters, während 8B ein Schaltungsdiagramm für dieselbe ist (siehe beispielsweise Nicht-Patentdokument 1).
Diese Schaltervorrichtung 1 ist auf einer Armlehne oder dergleichen angeordnet, die an der Innenseite der Tür beim Vorder- oder Rücksitz des Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Schaltervorrichtung 1 der Figur ist in einem Zustand gezeigt, dass der Fensterheber-Gleichstrommotor (nachfolgend als „Gleichstrommotor" bezeichnet) 2 steht. Es ist nämlich der Zustand gezeigt, dass der Knopf 3 nicht durch einen Fahrgast betätigt ist. Nachfolgend wird dieser Zustand als „Neutralzustand" bezeichnet.
Der Knopf 3 ist auf einem türseitigen Gehäuse 4 für ein Drehen um einen bestimmten Winkel im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn der Figur angeordnet. Wenn der Knopf 3 im Uhrzeigersinn bewegt wird, schließt das Fenster (nachfolgend als „AUF-Zustand" bezeichnet). Wenn er im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, öffnet das Fenster (nachfolgend als „AB-Zustand" bezeichnet). Wenn die auf den Knopf 3 aufgebrachte Betätigungskraft weggenommen wird (Lösen des Fingers), kehrt er durch die Wirkung der Feder 5 und des im Knopf 3 untergebrachten Kolbens 6 in den Neutralzustand zurück, wobei er den Neutralzustand von diesem Zeitpunkt an beibehält.
Der sich innerhalb des Gehäuses 4 erstreckende untere Vorsprung 7 des Knopfs 3 nimmt die gezeigte Stellung ein, wenn sich der Knopf 3 im Neutralzustand befindet. Wenn der Knopf 3 in den AUF-Zustand gesetzt wird, schwenkt er nach links in der Figur (siehe 10A). Wenn der Knopf 3 in den AB-Zustand gesetzt wird, schwenkt er nach rechts in der Figur (nicht gezeigt).
In dem Gehäuse 4 ist eine auf einer Leiterplatte 8 angebrachte Schaltereinheit 9 vorgesehen. Diese Schaltereinheit 9 ist so vorgesehen, dass sie als „2-Kreis, 2-Kontakt"-Schalter eines nicht-rastenden Typs wirkt, wobei die Außenansicht in 9 gezeigt ist. Die Schaltereinheit weist zwei gemeinsame Anschlüsse 11, 12 auf, die sich von einer Seitenfläche des Gehäuses 10 erstrecken, einen Arbeitskontaktanschluss 13, der sich von der anderen Seitenfläche des Gehäuses 10 erstreckt, und zwei Ruhekontaktanschlüsse 14, 15, die sich von der Bodenfläche des Gehäuses 10 erstrecken. Diese Anschlüsse 11 bis 15 sind mit einem erforderlichen Leiterkreis verlötet, der auf der Leiterplatte 8 ausgebildet ist, und mit einer Spannungsleitung 17 (nachfolgend als „+B-Leitung") 17, einer Masseleitung 18 und dem Gleichstrommotor 2 verbunden. Die Konfiguration eines Schaltungsdiagramms der 8B ist also verwirklicht.
Innerhalb der Schaltereinheit 9 sind, wie in 8B gezeigt, zwei Kreise von Schaltern A, B angebracht. Der Schalter A, B wird ausschließlich umgeschaltet, abhängig von einer Schiebestellung des an der Oberseite der Schaltereinheit 9 angeordneten Schiebers 28. „Ausschließlich umgeschaltet" bedeutet, das der NC-(Ruhe-)Kontakt eines der Schalter A und B allein in einen offenen Zustand gesetzt wird (anders ausgedrückt, der NO (Arbeits-) Kontakt dieses Schalters wird allein in einen geschlossenen Zustand gesetzt).
Im Einzelnen ist, wenn der Schieber 28 sich in der Stellung der Figur („im Neutralzustand") befindet, der Schalter A in einem Schließzustand zwischen einem beweglichen Kontakt 19 und einem Ruhekontakt 23, während der Schalter B sich zwischen einem beweglichen Kontakt 20 und einem NC-Kontakt 24 befindet. In diesem Zustand nehmen die Schalter A, B Zustände mit dem Namen (NO → normal offen, Arbeits-, NC → Normal geschlossen, Ruhe-) an NO-Kontakten 21, 22 und NC-Kontakten 23, 24 in zwei Sätzen an. Wenn sich jedoch der Schieber 28 in Richtung des Linkspfeils L in 9A (in den „AUF-Zustand") bewegt, wird der Schalter B in dem geschlossenen Zustand zwischen bewegli chem Kontakt 20 und NC-Kontakt 24 gehalten. Ferner wird beim Schalter B der Schließzustand an NC-Kontakt 24 in einen neuen Schließzustand zwischen Beweglichkontakt 20 und NO-Kontakt 22 beseitigt.
Ein Schaltvorgang wie dieser wird durch Bewegung des Schiebers 28 und eine unterseitige Geometrie des Schiebers 28 bewirkt. 9C ist eine X-X-Schnittansicht des Schiebers 28, während 9D eine Y-Y-Schnittansicht des Schiebers 28 ist. Der Schieber 28 im X-X-Schnitt ist dickwandig in seiner rechten Hälfte ausgebildet, während der Schieber 28 im Y-Y-Schnitt dickwandig in seiner linken Hälfte ausgebildet ist. Aus der nachstehenden Erläuterung wird deutlich werden, dass die Schalter A und B ausschließlich umgeschaltet werden, abhängig von einer Lagebeziehung des dickwandigen Teils.
8A bildet im Übrigen nur die gemeinsamen Anschlüsse 11,12 und einen der Ruhekontaktanschlüsse 14, 15 ab. Dies deshalb, weil die Anschlüsse vorderseitig und rückseitig in der Fig. angeordnet sind, wobei der Anschluss auf der Rückseite durch den vorderen Anschluss verdeckt ist.
Wie weiter oben erläutert, wirkt die Schaltereinheit 9 als „2-Kreis, 2-Kontakt"-Schalter eines nicht rastenden Typs. Die beweglichen Kontakte 19, 20, die NO-Kontakte 21 und 22 und die NC-Kontakte 23 und 24 sind mit den gemeinsamen Anschlüssen 11, 12, den Arbeitskontaktanschlüssen 13 und dem Ruhekontaktanschlüssen 14, 15 verbunden, wodurch ausschließlich ein Kontaktschalten von zwei Kreisen 5 (Schalten zwischen dem Beweglichkontakt 19, dem NO-Kontakt 21 und dem NC-Kontakt 23, sowie ein Schalten zwischen dem Beweglichkontakt 20, dem NO-Kontakt 22 und dem NC-Kontakt 24) ermöglicht wird.
Der Beweglichkontakt 19, 20 ist an einer Spitze eines beweglichen Teils 25, 26 in Form eines Federblatts aus Metall angebracht. Das bewegliche Teil 25, 26 aus einem Metall-Federblatt wird durch einen Druckknopf 27A, 27B (der Druckknopf 27A dient für den Schalter A, der Druckknopf 27B für den Schalter B) nach unten in der Figur belastet. Der Druckknopf 27A, 27B liegt an einer Unterseite des Schiebers 28 an (siehe 9), der in der Figur seitlich beweglich ist. Wie in 10A gezeigt, kann, wenn sich der Schieber 28 nach links in der Figur bewegt, der Druckknopf 27A allein gesondert längs der Unterseitengeometrie (des dickwandigen Teils) des Schiebers 28 nach unten gedrückt werden. Der obere Vorsprung 29 des Schiebers 28 greift dabei an der Spitze eines unteren Vorsprungs des Knopfs 3 an. Der Schieber 28 folgt dem unteren Vorsprung 7 des nach links und rechts schwenkenden Knopfs 3 (AUF- und AB-Zustände) und gleitet damit nach links und rechts in der Figur.
Dementsprechend gleitet bei der Schaltervorrichtung 1, wenn der Knopf 3 in den AUF-Zustand nach oben gezogen wird, der Gleiter 28 nach links. Der Druckknopf 27A, der gegen den in Bezug auf dessen X-X-Schnitt dickwandigen Teil des Schiebers 28 anliegt, bewegt sich nach unten. Der Schalter A wird in einen offenen Zustand an seinem Beweglichkontakt 19 und NC-Kontakt 23 gesetzt, während der gleiche Schalter A an seinem Beweglichkontakt 19 und NO-Kontakt 21 in einen geschlossenen Zustand gesetzt wird, welche Betätigung so erhalten ist. Wenn indessen der Finger den Knopf 3 in seinen Neutralzustand loslässt, gleitet der Schieber 28 nach rechts und kehrt in die vorherige Stellung zurück. Der Druckknopf 27A bewegt sich nach oben und setzt den Schalter A in einen geschlossen Zustand an seinen Beweglichkontakt 19 und NC-Kontakt 23, welche Betätigung so erhalten ist.
Ferner gleitet, wenn der Knopf 3 in den AB-Zustand nach unten gedrückt wird, der Schieber 28 nach rechts. Der Druckknopf 27B, der gegen den in Bezug auf dessen Y-Y-Schnitt dickwandigen Teil des Schiebers 28 anliegt, bewegt sich nach unten. Der Schalter B wird in einen offenen Zustand an seinen Beweglichkontakt 20 und NC-Kontakt 24 gesetzt, während der gleiche Schalter B an seinem Beweglichkontakt 20 und NO-Kontakt 22 in einen Schließzustand gesetzt wird, welche Betätigung so erhalten ist. Wenn jedoch der Finger den Knopf 3 in einen Neutralzustand entlässt, gleitet der Schieber 28 nach links und kehrt in die vorherige Stellung zurück. Der Druckknopf 27B bewegt sich nach oben und setzt den Schalter B in einen Schließzustand an seinem Beweglichkontakt 20 und NC-Kontakt 24, welche Betätigung dann erhalten ist.
Im Schaltungsdiagramm der 8B sind, wenn der Knopf 3 im Neutralzustand ist, die betreffenden Kontakte der Schalter A und B in dem in der Figur gezeigten Zustand. Das heißt, der Schalter A ist in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 19 und dem NC-Kontakt 23, während der Schalter B in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 20 und dem NC-Kontakt 24 ist. In diesem Zustand ist, da der Gleichstrommotor 2 und die +B-Leitung 17 außer Verbindung und ferner das Potential auf Masseleitung 18 (negative Spannung) an beide Ansteuereingänge des Gleichstrommotors angelegt ist, der Gleichstrommotor 2 in einem Drehstillstandszustand. Dieser Drehstillstandszustand entspricht dem „im Kern der Erfindung beschriebenen Motorstopstatus".
In dem Schaltungsdiagramm der 10B sind, wenn der Knopf 3 im AUF-Zustand ist, die Kontakte der Schalter A, B in dem in der Figur gezeigten Zustand. Das heißt, der Schalter A ist in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 19 und NO-Kontakt 21, während der Schalter B in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 20 und NC-Kontakt 24 ist. In diesem Zustand dreht der Gleichstrommotor 2 in einer das Fenster schließenden Richtung, weil ein geschlossener Kreis aus +B-Leitung 17, NO-Kontakt 21 → Gleichstrommotor 2 → NC-Kontakt 24 → Masse Leitung 18 gebildet wird. Vorausgesetzt, das die Drehrichtung die Vorwärtsrichtung ist, entspricht dieser Drehzustand dem im Kern der Erfindung beschriebenen „Motorvorwärtsdrehstatus".
Wenngleich nicht gezeigt, ist, wenn der Knopf 3 im AB-Zustand ist, der Schalter A in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 19 und NC-Kontakt 23, während der Schalter B in einem Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 20 und NO-Kontakt 22 ist. In diesem Zustand dreht der Gleichstrommotor 2 in einer das Fenster öffnenden Richtung, weil ein Rückwärtsdreh-Schließkreis aus +B-Leitung 17, NO-Kontakt 22 → Gleichstrommotor 2 → NC-Kontakt 23 → Masseleitung 18 gebildet wird. Vorausgesetzt, dass die Drehrichtung die Rückwärtsrichtung ist, entspricht dieser Drehzustand dem im Kern der Erfindung beschriebenen „Motorrückwärtsdrehzustand".
Dementsprechend müssen die Schalter A und B der Schaltereinheit 9 gemeinsam einen „Motorstopstatus" zum Anlegen einer negativen Spannung (Potential der Masseleitung 18) an sowohl den einen Ansteuereingang als auch den anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors, womit der Gleichstrommotor 2 in einen Stopzustand gesetzt wird, einen „Motorvorwärtsdrehstatus" zum Anlegen einer positiven Spannung (Potential auf der +B-Leitung 17) an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 und einer negativen Spannung (Potential auf der Masse Leitung 18) auf den anderen Ansteuereingang, womit der Gleichstrommotor 2 in einen Vorwärtsdrehzustand gesetzt wird, und einen „Motorrückwärtsdrehstatus" zum Anlegen einer negativen Spannung (Potential auf der Masse Leitung 18) auf den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 und einer positiven Spannung (Potential auf der +B-Leitung 17) auf den anderen Ansteuereingang, womit der Gleichstrommotor 2 in einen Rückwärtsdrehzustand gesetzt wird, einnehmen, was somit den im Kern der Erfindung beschriebenen „ersten Schaltermitteln" entspricht.
Obige Erläuterung zeigte das Beispiel, dass die eine Schaltereinheit 9 die Drehung des Gleichstrommotors 2 steuert, dies beschränkt sich jedoch nicht darauf, das heißt, bei einem gewissen Fahrzeug gibt es beim Fahrersitz einen Schalter zur Durchführung eines Öffnungs- und Schließvorgangs des Fensters eines anderen Sitzes (Beifahrersitzes oder Rücksitzes).
11 für sein Schaltungsdiagramm derselben (siehe beispielsweise Nicht-Patentdokument 1). Diese Schaltung ist als Kombination aus einer Schaltereinheit 9 für den Fahrersitz und einer weiteren Schaltereinheit 9' für einen anderen Sitz aufgebaut. Ein Gleichstrommotor 2 (Gleichstrommotor für das Öffnen/Schließen eines Fensters eines anderen Sitzes) kann vom Fahrersitz aus und, natürlich, von einem anderen Sitz aus gedreht und angehalten werden.
Obige Erläuterung hat die einen Anschlüsse (gemeinsamen Anschlüsse 11, 12 und Ruhekontaktanschlüsse 14, 15) beweglichen Kontakten 19, 20 und NC-Kontakten 23, 24 zugeordnet, während sie die einen Anschlüsse (Arbeitskontaktanschlüsse 13) NO-Kontakten 21, 22 zugeordnet (d. h., es sind insgesamt fünf Anschlüsse vorgesehen), eine Beschränkung darauf besteht jedoch nicht. Beispielsweise kann, wie in 12 gezeigt, ein Typ vorliegen, dass die mit der Masseleitung 18 verbundenen Kontakte (NC-Kontakte 23, 24 von Schaltern A, B) miteinander innerhalb der Einheit verbunden sind, und sich von einem Anschluss 15a erstrecken, der mit der Masseleitung 18 verbunden ist (insgesamt sind vier Anschlüsse vorgesehen). Daneben kann der Schaltmechanismus durch Vorsehen von einem Kreis, welcher zwei im Gebrauch angeordnet ist, aufgebaut sein. In diesem Fall sind insgesamt sechs Anschlüsse enthalten.
[Nicht-Patentdokument 1]

„Toyota•VITZ•Wiring Diagrams/SCP10 System (1999 – 1 to)" Toyota Automobile Co., Ltd. Service Department, herausgegeben 13. Januar 1999, Seiten 3–38 bis 3–39.

Die Schaltervorrichtung (8 bis 12) des obigen Standes der Technik arbeitet problemlos, solange sie auf ein gewöhnliches 14V-basiertes elektrisches System angewandt wird. Wenn sie jedoch auf ein elektrisches System angewandt wird, das auf einer höheren Spannung basiert, beispielsweise auf ein 42V-basiertes elektrisches System angewandt wird, fließt möglicherweise ein großer Strom durch den mit der negativen Spannungsquelle verbundenen Kontakt während einer Rückkehr aus dem AUF-Zustand in den Neutralzustand oder einer Rückkehr aus dem AB-Zustand in den Neutralzustand. Es besteht das Problem, dass dieser Strom möglicherweise den relevanten Kontakt beschädigt.
13 ist eine Erläuterungsdarstellung zur Kontaktbeschädigung, wobei 13A eine Darstellung beispielsweise im AUF-Zustand, 13B eine Darstellung „unmittelbar vor" Rückkehr in den Neutralzustand und 13C eine Darstellung nach Rückkehr in den Neutralzustand zeigt. Der Unterschied gegenüber der Erläuterung des Standes der Technik liegt darin, dass eine hohe Spannung (Versorgungsspannung für 42V-basiertes elektrisches System, nachfolgend "42V") an die +B-Leitung 17 gelegt ist.
Nun ist, wie in 13A gezeigt, wenn der AUF-Zustand vorliegt, der Schalter A in einem Schließzustand an seinem NO-Kontakt 21 und Beweglichkontakt 19, während der Schalter B in einem Schließzustand an seinem Beweglichkontakt 20 und NC-Kontakt 24 ist. Folglich wird ein geschlossener Kreis aus +B-Leitung 17 → Gleichstrommotor 2 → Masseleitung 18 gebildet. Der Gleichstrommotor 2 dreht also in Richtung eines Schließens des Fensters.
Wenn dann der Finger den Knopf 3 freigibt, wird der Schließzustand des Schalters A am NO-Kontakt 21 und Beweglichkontakt 19 aufgehoben, wie in 13B gezeigt. Der Beweglichkontakt 19 beginnt sich zum NC-Kontakt 23 zu bewegen, wobei eine Bogenentladung 30 mit einem kleinen zulässigen Bereich zum NO-Kontakt 21 bewirkt wird.
Schließlich geht, wie in 13C gezeigt, der Schalter A in einen Schließzustand zwischen dem Beweglichkontakt 19 und dem NC-Kontakt 23, wodurch die Spannung zum Gleichstrommotor 2 unterbrochen wird. Der Gleichstrommotor 2 wird also in einen Stopzustand gesetzt.
Wenn die herkömmliche Schaltereinheit 9 verwendet wird, beträgt der Kontaktspalt nur 0,5 mm und schützt keine Bogenentladungsspannung von 42V, was zu einer Verbindung zum NC-Kontakt 23 des Beweglichkontakts 19 in einem Zustand führt, in dem eine Spannung von mehreren Volt angelegt wird. Ein von den Erfindern durchgeführter Versuch hat die Schwierigkeit gezeigt, dass, weil dabei ein großer Strom 31 (größer als 100 A) in einer kurzen Zeit (ungefähr 0,5 ms) vom Beweglichkontakt 19 zur Masseleitung 18 über den NC-Kontakt 23 fließen muss, ein starkes Entladungsphänomen (nachfolgend als „Vollkurzschluss" bezeichnet) 32 zwischen dem NO-Kontakt 21 und dem NC-Kontakt 23 auftritt, wodurch eine Beschädigung (Kontaktbeschädigung oder -zusammenbruch) am Beweglichkontakt 19 und NC-Kontakt 23 des Schalters A auftritt. Ein solcher Vollkurzschluss 32 tritt mit Wahrscheinlichkeit insbesondere in dem Bereich einer Kontaktöffnungs/schließgeschwindigkeit (größer als 1000 mm/s) auf, die viel größer als die gewöhnliche Kontaktöffnungs/schließgeschwindigkeit (100 bis 400 mm/s) ist.
Weil das Vorliegen einer solchen Schwierigkeit die Verbreitung des 42V-basierten elektrischen Systems verhindert, ist in dieser Hinsicht ein technisches Problem rasch zu lösen.
Als allgemeine Gegenmaßnahme gegen eine Bogenentladung ist es Praxis, den Kontaktspalt entsprechend der Größe der Versorgungsspannung zu verbreitern. Dies deshalb, weil ein Verbreitern des Kontaktspalts (z.B. ungefähr 4 mm) eine Erhöhung der Bogenentladungsspannung ermöglicht, so dass der Beweglichkontakt 19 in einem von einem Anlegen von Spannung freien Zustand mit dem NC-Kontakt 23 verbunden werden kann, womit eine Kontaktbeschädigung vermieden wird. Diese Gegenmaßnahme beinhaltet jedoch andererseits das Problem, dass eine starke Größenzunahme der Schaltereinheit herbeigeführt wird, womit das Anbringen im Fahrzeug behindert ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist eine Kontaktbeschädigung zu vermeiden, ohne dass eine starke Größenzunahme der Schalteinheit auch dann bewirkt wird, wenn sie auf eine hohe Versorgungsspannung, wie etwa auf ein 42V-basiertes elektrisches System, angewandt wird.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die Schaltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1.
Bei der Erfindung werden die zweiten Schaltermittel aus einem Verbindungszustand in einen Trennzustand mit Abschluss des Übergangs in den MotorStopstatus und vor einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer betätigt. Dementsprechend wird während des Trennens in den zweiten Schaltermitteln die elektrische Verbindung zwischen den ersten Schaltermitteln und der positiven Spannungsquelle und/oder der negativen Spannungsquelle bzw. zwischen den ersten Schaltermitteln und dem eine Ansteuereingang des Gleichstrommotors und/oder dem anderen Ansteuereingang desselben unterbrochen. Dementsprechend sind die ersten Schaltermittel von der verbleibenden Spannung an deren Kontakt zurückgeführt, wodurch bei den ersten Schaltermitteln das Vollkurzschlussproblem eliminiert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte geringfügige Zeitdauer zu ungefähr 1 ms genommen wird.
Bei dieser Ausführungsform kann die Versorgungsspannung (Potentialdifferenz zwischen der positiven Spannungsquelle und der negativen Spannungsquelle) infolge des so genannten Doppelunterbrechungseffekts ungefähr hälftig (ungefähr 21V auf beide im Falle eines 42V-basierten elektrischen Systems) auf die ersten und zweiten Schaltermittel aufgeteilt werden. Dementsprechend steht auch dann, wenn eine Schaltervorrichtung unter der Spezifikation des 14V-basierten elektrischen Systems in den ersten Schaltermitteln oder zweiten Schaltermitteln verwendet wird, keine Möglichkeit der Bewirkung eines Vollkurzschlusses.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Schaltervorrichtung 40 in der vorliegenden Ausführungsform;
2 ist eine Schnittansicht, welche einen besonders geformten Teil eines Schiebers 41 zeigt;
3 ist eine Schnittansicht, welche einen Aufbau einer Kontaktmechanismusgruppe 46 zeigt;
4 ist eine Ansicht eines Kontaktschaltzustands von drei beweglichen Teilen 66 bis 68;
5 ist ein Schaltungsdiagramm einer Schaltervorrichtung 40 in der vorliegenden Ausführungsform;
6 ist ein statuskorrespondierendes Diagramm bezüglich eines Kontaktschaltvorgangs des Schalters A, B, C und eines Stop/Rotations-Vorgangs des Gleichstrommotors 2;
7 ist ein Diagramm, welches eine Abwandlung der Schaltervorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
8 ist eine Aufbauansicht und ein Schaltungsdiagramm (in einem Neutralzustand) einer Schaltervorrichtung des Standes der Tech nik;
9 ist eine Außenansicht einer Schaltereinheit, eine Draufsicht eines Schiebers 28 und eine Schnittansicht des Schiebers 28;
10 ist eine Aufbauansicht und ein Schaltungsdiagramm (in einem AUF-Zustand) der Schaltervorrichtung des Standes der Technik;
11 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Schaltervorrichtung in einem Typ zum Öffnen und Schließen, vom Fahrersitz aus, eines Fensters eines anderen Sitzes zeigt;
12 ist ein Schaltungsdiagramm einer Schaltervorrichtung mit insgesamt vier Anschlüssen; und
13 ist eine Erläuterungsdarstellung der Kontaktbeschädigung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der Zeichnungen erläutert.
1 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Schaltervorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform. Die Schaltervorrichtung 40 ist aus einem Schieber (Schalterbetätigungsmittel) 41, einem mit Gleitschienen versehenen oberen Deckel (nachfolgend einfach als „oberer Deckel" bezeichnet) 42, drei Druckknöpfen (Schalterbetätigungsmittel) 43 bis 45, einer Kontaktmechanismusgruppe 46 in einem Rast-Typ, und einem Gehäuse 47, in dieser Reihenfolge von oben in der Figur, aufgebaut. Was die Schaltervorrichtung 40 anbelangt, so wird nach Einbau der Kontaktmechanismusgruppe 46, die eine Baugruppe ist, das Gehäuse 47 zusammengebaut, indem seine obere Öffnung unter Verwendung des mit den drei Druckknöpfen 43 bis 45 und einem Schieber 41 zusammengebauten oberen Deckels 42 geschlossen wird.
Der obere Deckel 42 weist Einführungslöcher 48 bis 50 für die Druckknöpfe 43 bis 45 sowie Gleitschienen 51, 52 auf, die den Schieber 41 für ein Gleiten nach links und rechts in der Figur halten. Der Schieber 41 weist an seiner Oberseite Vorsprünge 53, 54 auf, die dem oberen Vorsprung 29 des Schiebers 28 im Stand der Technik entsprechen (siehe 8). Die Vorsprünge 53, 54 sind mit einer Spitze eines unteren Vorsprungs 7 des Knopfs 3, wie beispielsweise in 8A gezeigt, in Eingriff bringbar. Der Schieber 41 folgt also dem unteren Vorsprung 7 des nach links und rechts (AUF- und AB-Zustände) schwenkenden Knopfs 3 und gleitet dabei in Links/Rechts-Richtung (L/R-Richtung). Beim Schieber 41 ist die Unterseite entsprechend den drei Druckknöpfen 43 bis 45 mit einem „besonders geformten Teil" ausgebildet.
2 ist eine Schnittansicht, die den besonders geformten Teil des Schiebers 41 zeigt. In 2A hat ein erster besonders geformter Teil 55 eine geneigte Fläche 56, die nach unten rechts in der Figur gerichtet ist und dazu dient, den Druckknopf 43 nach unten zu drücken, sowie eine sich aus ihr fortsetzende gerade Fläche 57. Wenn sich der Schieber 41 in einem Neutralzustand befindet, liegt der Druckknopf 43 gegen die Unterseite 41a des Schiebers 41 an und nimmt daher seine höchste Stellung ein. Wenn der Schieber 41 in L-Richtung, wie in 2B gezeigt, geschoben wird, wird der Druckknopf 43 nach und nach nach unten in der Figur gedrückt, während er dabei gegen die geneigte Fläche 56 des ersten besonders geformten Teils 55 anliegt und schließlich eine Anlageposition (unterste Position) gegen die gerade Fläche 57 erreicht.
In 2A hat in ähnlicher Weise ein zweiter besonders geformter Teil 58 eine geneigte Fläche 59, die nach links unten in der Figur gerichtet ist und den Druckknopf 44 nach unten drückt, sowie eine gerade Fläche 60, die sich aus ihr fortsetzt. Wenn sich der Schieber 41 im Neutralzustand befindet, liegt der Druckknopf 44 gegen die Unterseite 41a des Schiebers 41 an und nimmt so seine oberste Stellung ein. Wenn der Schieber 41, wie in 2C gezeigt, in R-Richtung verschoben wird, wird der Druckknopf 44 nach und nach nach unten in der Figur gedrückt, während er gegen die geneigte Fläche 59 des zweiten besonders geformten Teils 58 in Anlage ist, und erreicht schließlich eine Anlageposition (unterste Position) gegen die gerade Fläche 60.
In 2A hat ein drittes besonders geformtes Teil 61 eine von den obigen zwei besonders geformten Teilen (erstes besonders geformtes Teil 55 und zweites besonders geformtes Teil 58) verschiedene Form. Wie in der vergrößerten Ansicht der 2A gezeigt, liegt nämlich der Unterschied darin, dass hier eine Neutralanlagefläche 62, gegen welche der Druckknopf 45 anliegt, wenn sich der Schieber in Neutralstellung befindet, und die auf dem gleichen Niveau wie die untere Fläche 41a des Schiebers 41 liegt, eine geneigte Fläche 63, die an der linken Seite der Neutralanlagefläche 62 ausgebildet ist und nach links unten in der Fig. gerichtet ist, eine gerade Fläche 64, welche sich aus der geneigten Fläche 63 fortsetzt, eine geneigte Fläche 65, die auf der rechten Seite der Neutralanlagefläche 62 ausgebildet und nach rechts unten in der Figur gerichtet ist, sowie eine gerade Fläche 66, die sich aus der geneigten 65 fortsetzt, vorgesehen sind, derart, dass ein bestimmter geringfügiger Abstand La, Lb zwischen einem ungefähren Mittelpunkt (der Mittelpunkt bedeutet eine Anlagepunkt in welchem der Druckknopf 45 in Anlage ist, wenn sich der Schieber 41 im Neutralzustand befindet) der Neutralanlagefläche 62 und jeder geneigten Fläche 63, 65 vorgesehen ist, und derart, dass die geneigte Fläche 63, 65 einen Neigungswinkel hat, der mit größerer Steilheit eingestellt ist, als die geneigten Flächen 56, 59 der beiden besonders geformten Teile (ersten besonders geformtes Teil 55 und zweites besonders geformtes Teil 58).
Mit diesem Aufbau liegt, wenn der Schieber 41 sich im Neutralzustand befindet, der Druckknopf 45 gegen die Neutralanlagefläche 62 an und nimmt die höchste Position ein. In diesem Fall wird jedoch, wenn der Schieber 41 in L-Richtung, wie in 2B gezeigt, verschoben wird, der Druckknopf, wenn er den geringfügigen Abstand La überschreitet, nach und nach nach unten in der Figur gedrückt, während er gegen die geneigte Fläche 63 zur Anlage kommt, und erreicht schließlich eine Anlagestellung (unterste Stellung) gegen die gerade Fläche 64. Umgekehrt wird, wenn der Schieber 41, wie in 2C gezeigt, in der R-Richtung verschoben wird, der Druckknopf 45, wenn er den geringfügigen Abstand Lb überschreitet, allmählich nach unten in der Figur gedrückt, während er gegen die geneigte Fläche 65 zur Anlage kommt, und erreicht schließlich eine Anlageposition (unterste Position) gegen die gerade Fläche 66.
Bei der Rückführung des Schiebers 41 in die Neutralstellung bewirkt der steile Winkel der geneigten Fläche 63, 65, dass er die Neutralanlagefläche 62 in einem früheren Stadium als die Druckknöpfe 43, 44 erreicht, die den zwei besonders geformten Teilen (erstes besonders geformtes Teil 55 und zweites besonders geformtes Teil 58) entsprechen, womit er in die oberste Stellung früher zurückkehrt. Nachfolgend wird die Zeit, die dem „früheren Stadium" entspricht, der Einfachheit halber als „bestimmte geringfügige Zeitdauer" bezeichnet.
Gemäß diesem Aufbau wird folglich der Vorgang geschaffen, dass, wenn der Schieber 41 in der L-Richtung verschoben wird, der Druckknopf 43 unmittelbar mit einer Abwärtsbewegung beginnt und die unterste Stellung mit Abschluss des Verschiebens erreicht, während der Druckknopf 45 nach Ablauf einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer eine Abwärtsbewegung beginnt und die unterste Stellung mit Abschluss des Verschiebens erreicht. Ebenso ist der Vorgang vorgesehen, dass, wenn der Schieber 41 in der R-Richtung verschoben wird, der Druckknopf 44 unmittelbar mit einer Abwärtsbewegung beginnt und die unterste Stellung mit Abschluss des Verschiebens erreicht, während der Druckknopf 45 nach Verstreichen einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer mit der Abwärtsbewegung beginnt und die unterste Stellung mit Abschluss des Verschiebens erreicht. Ferner ist der Vorgang vorgesehen, dass, wenn der Schieber 41 in die Neutralstellung zurückgeführt wird, der Druckknopf 45, der dem dritten besonders geformten Teil 61 entspricht, früher in die oberste Stellung (d.h., vor der bestimmten geringfügigen Zeitdauer) als die anderen beiden Druckknöpfe 43, 44 zurückgeführt werden kann.
3 ist eine Ansicht, die einen Aufbau der Kontaktmechansimusgruppe 46 zeigt. Der Kontaktmechanismus 46 weist drei federartige bewegliche Teile aus Metall (nachfolgend einfach als „bewegliche Teile" bezeichnet) 66 bis 68, gemeinsame Anschlusselemente 69 bis 71 für die beweglichen Teile, zwei Ruhekontakt-Anschlusselemente 72, 73 und ein Arbeitskontakt-Anschlusselement 74 auf.
Die drei gemeinsamen Anschlusselemente 69 bis 71, bestehend aus einem gut leitenden Material, wie etwa einem Metall, weisen jeweils U-förmige Teile 69a bis 71a auf, die getrennt die beweglichen Teile 66 bis 68 halten. Die gemeinsamen Anschlusselemente 69, 71 weisen an den beiden Enden ferner Anschlüsse 69b, 71b zum Einsetzen in Anschlusseingreifteile 47a, 47b (siehe 1) des Gehäuses 47 auf. Das gemeinsame Anschlusselement 70 hat in der Mitte ferner Erstreckungsteile 70b, 70c, die sich zu den gemeinsamen Anschlusselementen 69, 71 erstrecken.
Die beiden Ruhekontakt-Anschlusselemente 72, 73 weisen betreffende Anschlüsse 72a, 73a für das Einsetzen in Anschlusseingreifteile 47c, 47d (siehe 1) des Gehäuses 47 auf. Das eine Arbeitskontakt-Anschlusselement 74 weist Anschlüsse 74a, 80a auf, die sich aus dem Gehäuse 47 heraus erstrecken.
Die drei beweglichen Teile 66 bis 68 aus einem gut leitenden Federmaterial, wie etwa Metall, weisen die nachfolgend aufgelisteten Kontakte an deren jeweiligen Enden auf. Was im Übrigen die „Hauptseite/Rückseite" in der nachstehenden Erläuterung anbelangt, wird die in der Figur sichtbare Seite als „Hauptseite" genommen, während die durch einen Teil unsichtbar verdeckte Seite als „Rückseite" genommen wird.

(1) auf Hauptseite von beweglichem Teil 66 → Kontakt A2
(2) auf Rückseite von beweglichem Teil 66 → Kontakt A3
(3) auf Rückseite von beweglichem Teil 67 → Kontakt C1
(4) auf Hauptseite von beweglichem Teil 68 → Kontakt B2
(5) auf Rückseite von beweglichem Teil 68 → Kontakt B3 Die nachfolgend aufgelisteten Kontakte sind auf wegerstreckten Teilen 70b, 70c des gemeinsamen Anschlusselements 70 angebracht.
(6) auf Hauptseite von erstrecktem Teil 70b → Kontakt A4
(7) auf Rückseite von erstrecktem Teil 70c → Kontakt B4 Ferner sind die nachfolgend aufgelisteten Kontakte an den beiden Ruhekontakt-Anschlusselementen 72, 73 und dem einen Arbeitskontakt-Element 74 angebracht.
(8) auf Rückseite von Ruhekontakt-Anschlusselement 72 → Kontakt A1
(9) auf Rückseite von Ruhekontakt-Anschlusselement 73 → Kontakt B1
(10) auf Hauptseite von Arbeitskontakt-Element 75 → Kontakt C2 Die drei beweglichen Teile 66 bis 68 werden durch Niederdrücken der oben erläuterten Druckknöpfe 43 bis 45 verformt und schalten die Verbindung an jedem Kontakt.

4 ist eine Kontaktschaltzustandsansicht der drei beweglichen Teile 66 bis 68.
In 4A schließt das bewegliche Teil 66 normalerweise zwischen den Kontakten A1 und A2 und lässt die Kontakte A3 und A4 geöffnet. Wenn es jedoch ansprechend auf das Niederdrücken des Druckknopfs verformt wird, öffnet dies zwischen den Kontakten A1 und A2 und schließt zwischen den Kontakten A3 und A4.
In 4B schließt das bewegliche Teil 68 normalerweise zwischen den Kontakten B1 und B2 und lässt die Kontakte B3 und B4 geöffnet. Wenn es jedoch ansprechend auf das Niederdrücken des Druckknopfs 44 verformt wird, öffnet dies zwischen den Kontakten B1 und B2 und schließt zwischen den Kontakten B3 und B4.
In 4C öffnet das bewegliche Teil 67 üblicherweise zwischen den Kontakten C1 und C2. Wenn es jedoch ansprechend auf das Niederdrücken des Druckknopfs 45 verformt wird, schließt dies zwischen den Kontakten 61 und 62.
Dementsprechend kann die Kontaktmechanismusgruppe 46, die diese Kontakte A1 bis A4, B1 bis B4, C1 und C2 enthält, in die folgenden Schalterelementgruppen unterteilt werden.
<Erstens: Die durch Kontakte A1 bis A4 aufgebauten>
Der Kontakt A1 und der Kontakt A2 bilden einen Ruhekontakt (NC), während der Kontakt A3 und der Kontakt A4 einen Arbeitskontakt (NO) bilden. Die Beziehung der Kontakte wird durch Niederdrücken des Druckknopfs 43 umgekehrt.
<Zweitens: Die durch Kontakte B1 bis B4 aufgebauten>
Der Kontakt B1 und der Kontakt B2 bilden einen Ruhekontakt (NC), während der Kontakt B3 und der Kontakt B4 einen Arbeitskontakt (NO) aufbauen. Die Kontaktbeziehungen werden durch Niederdrücken des Druckknopfs 44 umgekehrt.
<Drittens: Die durch Kontakte C1, C2 aufgebauten>
Der Kontakt C1 und der Kontakt C2 bauen einen Arbeitskontakt (NO) auf. Dieser Kontakt wird durch Niederdrücken des Druckknopfs 45 in einen geschlossenen Zustand gesetzt.
5 ist ein Schaltungsdiagramm der den obigen Aufbau aufweisenden Schaltervorrichtung 40. Wenngleich nicht speziell darauf beschränkt, wird die Schaltervorrichtung 40 dazu verwendet, einen ein Fenster öffnenden/schließenden Gleichstrommotor zu drehen und anzuhalten.
Die Schaltervorrichtung 40 enthält drei Schalter A bis C, die den betreffenden der vorgenannten Schalterelementgruppen (erster bis dritter) entsprechen. Der Schalter A umfasst die vorstehenden Kontakte A1 bis A4, der Schalter B die vorstehenden Kontakte B1 bis B4, und schließlich umfasst der Schalter C die vorstehenden Kontakte C1 und C2.
Wie in der Figur gezeigt, ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontakt C1 des Schalters C, dem Kontakt A4 des Schalters A und dem Kontakt B4 des Schalters B vorgesehen. Der Kontakt C2 des Schalters C ist mit einer positiven Spannungsquelle (Potential auf +B Leitung 17: +42V) über einen Anschluss 74a verbunden. Der Kontakt A1 des Schalters A und der Kontakt B1 des Schalters B sind mit einer negativen Spannungsquelle (Potential auf Masseleitung 18: 0V) über Anschlüsse 72a, 73a verbunden. Ferner sind der Kontakt A2/A3 des Schalters A und der Kontakt B2/B3 des Schalters B mit den betreffenden Eingängen eines Gleichstrommotors 2 über Anschlüsse 69b, 71b verbunden.
Die zwischen dem Kontakt C2 des Schalters C und dem Anschluss 74a gezeichnete Leitung ist eine Verdrahtung zur Verbindung mit einem Ersatzanschluss 80a. Der Ersatzanschluss 80a ist an einer entgegengesetzten Seite zum Erstreckungsanschluss (Anschluss 74a für den Kontakt C2), der an dem Gehäuse 47, wie in 1 gezeigt, vorgesehen ist, angebracht. Bei der Montage der Schaltervorrichtung 40 macht, wenn der Erstreckungsanschluss (Anschluss 47a) für den Kontakt C2 des Schalters C zur bequemeren Verdrahtung oder wegen eines Störens mit anderen Teilen nicht verwendet werden kann, die Verwendung des Ersatzanschlusses 80a es möglich, den Kontakt C2 des Schalters C nach außen zu erstrecken oder die Anschlüsse 74a und 80a als Drahtbrücke zu verwenden.
In 5 sind die Kontaktpositionen der in der Figur gezeigten Schalter A, B, C in einem Zustand, wenn der Druckknopf 43 bis 45 nicht niedergedrückt ist (wenn der Schieber 41 im Neutralzustand ist: siehe 2A). In diesem Zustand wird eine negative Spannung auf einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg Masseleitung 18 → Anschluss 72a → Kontakt A1 des Schalters A → Kontakt A2 des Schalters A3 → Anschluss 69b gegeben, während negative Spannung an dem anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg Masseleitung 18 → Anschluss 73a → Kontakt B1 des Schalters B → Kontakt B2 des Schalters B → Anschluss 71b gegeben wird. In diesem Fall befindet sich der Gleichstrommotor 2 in einem Stopzustand.
Wenn indessen der Schieber 41 in der L-Richtung (siehe 2B) bewegt wird, bewegt sich der Druckknopf 43, 45 nach unten, um damit die Kontakte A3 und A4 des Schalters A sowie die Kontakte C1 und C2 des Schalters C zu schließen. Folglich wird positive Spannung an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg +B-Leitung 17 → Anschluss 74a → Kontakt B2 des Schalters C → Kontakt C1 des Schalters C → Kontakt A4 des Schalters A → Kontakt A3 des Schalters A → Anschluss 69b gegeben, während negative Spannung auf den anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg Masseleitung 18 → Anschluss 73a → Kontakt B1 des Schalters B → Kontakt B2 des Schalters B → Anschluss 71b gegeben wird. In diesem Fall dreht der Gleichstrommotor 2 vorwärts und bewegt das Fenster in Schließrichtung.
Wenn indessen der Schieber 41 in der R-Richtung (siehe 2C) bewegt wird, bewegt sich der Druckknopf 44, 45 nach unten und schließt dadurch die Kontakte B3 und B4 des Schalters B sowie die Kontakte C1 und C2 des Schalters C. Folglich wird positive Spannung an den anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg +B-Leitung 17 → Anschluss 74a → Kontakt C2 des Schalters C → Kontakt C1 des Schalters C → Kontakt B4 des Schalters B → Kontakt B3 des Schalters B → Anschluss 71b gegeben, während negative Spannung auf den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 über den Weg Masseleitung → Anschluss 72a → Kontakt A1 des Schalters A → Kontakt A2 des Schalters A → Anschluss 69b gegeben wird. In diesem Fall dreht der Gleichstrommotor 2 in Rückwärtsrichtung und betätigt das Fenster in Öffnungsrichtung.
Die Kontakte C1 und C2 des Schalters C sind hierbei Arbeitskontakte. Das heißt, die Kontakte schließen ansprechend auf das Niederdrücken des Druckknopfs 45, welche Komponenten sind, die erfindungsspezifisch sind. Es wird jedoch zur bequemeren Erläuterung der Fall angenommen, dass dieser Schalter C nicht vorgesehen ist... d.h. es wird angenommen, dass ein direkte Verbindung zwischen dem Anschluss 74a und dem Kontakt A4 des Schalters A und Kontakt B4 des Schalters B hergestellt wird. In diesem Fall können die Schalter A und B einen „Motorstopstatus zur Anlegung negativer Spannung an sowohl den einen Ansteuereingang als auch den anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2, womit der Gleichstrommotor 2 in einen Stopzustand gesetzt wird", einen „Motorvorwärtsdrehzustand zur Anlegung positiver Spannung an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 und negativer Spannung an den anderen Ansteuereingang, womit der Gleichstrommotor 2 in einen Vorwärtsdrehzustand gesetzt wird", und einen „Motorrückwärtsdrehzustand zur Anlegung negativer Spannung an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 und positiver Spannung an den anderen Ansteuereingang, womit der Gleichstrommo for in einen Rückwärtsdrehzustand gesetzt wird" einnehmen. Die Schalter A und B bilden also die im Kern der Erfindung beschriebenen ersten Schaltermittel.
Der Schalter C, das für diese Ausführungsform besondere Element „dient dazu, zwischen den ersten Schaltermitteln (Schaltern A und B) und der positiven oder negativen Spannungsquelle und zwischen dem einen oder dem anderen Ansteuereingang des Gleichstrommotors 2 zu verbinden und zu trennen", bildet somit die im Kern der Erfindung beschriebenen zweiten Schaltermittel.
6 ist ein Statusentsprechungsdiagramm zwischen einem Kontaktumschaltvorgang des Schalters A, B, C und einem Stop/Drehvorgang des Gleichstrommotors 2. Im Einzelnen ist 6A ein Statusdiagramm, in welchem der Schieber 41 in der L-Richtung aus dem Neutralzustand bewegt und wieder in den Neutralzustand zurückgeführt wird, während 6B ein Statusdiagramm ist, in dem der Schieber 41 in der R-Richtung aus dem Neutralzustand bewegt und wieder in den Neutralzustand zurückgeführt wird.
In 6A ist, wenn der Schieber 41 im Neutralzustand ist, der Schalter A an seinen Kontakten A1 und A2 geschlossen. Dabei ist, weil der Schalter B an seinen Kontakten B1 und B2 geschlossen und ferner der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 offen ist, der Gleichstrommotor 2 in einem Stop- (STOP-) Zustand.
Wenn der Schieber 41 in diesem Zustand in der L-Richtung bewegt wird, bewegt sich zunächst der Druckknopf 43 nach unten und dann mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td1) der Druckknopf 45 nach unten. Infolgedessen wird der Schalter A an seinen Kontakten A3 und A4 geschlossen (an seinen Kontakten A1 und A2 geöffnet) und der Schalter C wird an seinen Kontakten C1 und C2 mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td1) geschlossen, womit also der Gleichstrommotor 2 in Vorwärtsrichtung (AUF) dreht.
Wenn der Schieber 41 in den Neutralzustand zurückgeführt wird, bewegt sich zunächst der Druckknopf 45 nach oben, wonach sich mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td2) der Druckknopf 43 nach oben bewegt. Infolgedessen wird der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 geöffnet und der Schalter A an seinen Kontakten A1 und A2 mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td2) geschlossen (an seinen Kontakten A3 und A4 geöffnet), womit der Gleichstrommotor 2 erneut anhält (STOP).
In 6B ist, wenn sich der Schieber 41 im Neutralzustand befindet, der Schalter A an seinen Kontakten A1 und A2 geschlossen. Dabei ist, weil der Schalter B an seinen Kontakten B1 und B2 geschlossen und ferner der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 offen ist, der Gleichstrommotor 2 in einem Stop- (STOP-) Zustand.
Wenn der Schieber 41 in diesem Zustand in der R-Richtung bewegt wird, bewegt sich zunächst der Druckknopf 44 nach unten und dann mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td3) der Druckknopf 45 nach unten. Infolgedessen dreht sich, weil der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td3) geschlossen wird, der Gleichstrommotor 2 in Rückwärtsrichtung (AB).
Wenn der Schieber 41 in den Neutralzustand zurückgeführt wird, bewegt sich zunächst der Druckknopf 45 nach oben und dann der Druckknopf 44 mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td4) nach oben. Infolgedessen wird der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 geöffnet und der Schalter B an seinen Kontakten B1 und B2 mit einer Verzögerung von einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer (Td4) geschlossen (an seinen Kontakten B3 und B4 geöffnet), womit der Gleichstrommotor 2 erneut anhält (STOP).
Die geringfügige Zeitdauer Td1, Td2, Td3 und Td4 in der Figur ist hierbei eine Zeitdauer, die durch einen geringfügigen Abstand La, Lb des dritten besonders geformten Teils 61 (siehe 2), der an der Unterseite des Schiebers 42 ausgebildet ist, und einen Neigungswinkel der geneigten Fläche 63, 65 gegeben ist. Im Einzelnen ist die geringfügige Zeitdauer Td1, Td2 eine Zeitdauer, die durch eine Länge des geringfügigen Abstands Lb des dritten besonders geformten Teils 61 und einen Neigungswinkel der geneigten Fläche 65 gegeben ist. Ebenso ist die geringfügige Zeitdauer Td3, Td4 eine Zeitdauer, die durch die Länge des geringfügigen Abstands La des dritten besonders geformten Teils 61 und den Neigungswinkel der geneigten Fläche 63 gegeben ist. Für beide kann die geringfügige Zeitdauer durch Erhöhen des geringfügigen Abstands und Versteilerung des Neigungswinkels erhöht werden. Die geringfügige Zeitdauer, die zur Verhinderung eine Vollkurzschlusses erforderlich ist, ist „Td2, Td4". Der geeignete Wert der geringfügigen Zeitdauer Td2, Td4 hängt vom Kontaktspalt und der Größe der Versorgungsspannung ab und ist nicht definitiv festzulegen, kann aber beispielsweise 1 ms annehmen.
In Obigem hat die Schaltervorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform einen Arbeitskontaktschalter C und ist durch Vorsehen einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer zwischen einem Umschalten des Kontakts des Schalters A oder B und einem Umschalten des Kontakts des Schalters C gekennzeichnet. Durch dieses Charakteristikum wird das Problem eines Vollkurzschlusses, wie in der Einleitung erläutert, gelöst.
Der Vollkurzschluss findet nämlich als Entladungserscheinung zwischen dem Kontakt A3 (oder B3) als einem gemeinsamen Kontakt des Schalters A (oder Schalters B) und dem Kontakt A4 (oder B4) als einem an die positive Spannungsquelle angeschlossenen Festkontakt statt, wenn der Gleichstrommotor 2 aus der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung in den Stopzustand zurückgeführt wird. In dieser Ausführungsform wird, bevor der Schalter A (oder Schalter B) an seinen Kontakten A2 (oder B2) und A1 (oder B1) (vor einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer Td2 oder Td4: z.B. ungefähr 1 ms vorher) kontaktiert (schließt), der Schalter C an seinen Kontakten C1 bis C2 (betätigt aus dem Verbindungs- in den Trennzustand) geöffnet, womit der positive Spannungsweg abgeschaltet wird. Dies kann also das Auftreten eines Vollkurzschlusses verhindern.
In obiger Erläuterung ist die bestimmte geringfügige Zeitdauer Td2 oder Td4 eine Zeitdauer größer 0 (ungefähr 1 ms in dem vorstehenden Beispiel), sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Td2 = Td4 = 0 ms kann vorgesehen sein, wo Herstellungsschwankungen, wie ein Kontaktspalt, nicht zu berücksichtigen sind. Wenn man dies tut, ist die Spannung am Kontakt des Schalters C und Schalters A (oder Schalters B) durch den Doppelunterbrechungseffekt als nahezu die Hälfte der Versorgungsspannung gegeben. Im Falle eines 42V-Systems trägt jeder Schalter zufriedenstellend seinen Anteil von ungefähr 21V. Mit einer Spannung dieser Größenordnung (21V) kann der Schalter eine Brückenbildung trennen, ohne dass selbst bei einer 14-V-basierten Systemspezifikation ein Vollkurzschluss bewirkt wird. Der „Doppelunterbrechungseffekt" soll ermöglichen, dass infolge des Verdoppelns der Spannung, bei der ein Bogen mit Öffnen des Kontakts auftreten kann, bei hoher Spannung geöffnet/geschlossen wird, ohne dass Kontaktspalten vergrößert werden.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf obige Ausführungsform, sondern enthält zahlreiche Abwandlungen im Rahmen ihres Grundgedankens.
7A ist ein Diagramm, welches eine erste Abwandlung zeigt. Der Unterschied gegenüber der vorstehenden Ausführungsform besteht in einer Einfügeposition des Schalters C (zweite Schaltermittel). Diese Abwandlung ist nämlich insofern unterschiedlich, als der Schalter C (zweite Schaltermittel) zwischen einem Kontakt A1 und B1 eines Schalters A und B (erste Schaltermittel) und einer Masseleitung 18 (negative Spannungsquelle) vorgesehen ist. Auch bei diesem Aufbau wird gleichzeitig mit oder vor dem Kontaktieren (Schließen) zwischen Kontakten A2 (B2) und A1 (oder B1) des Schalters A (oder B) (vor einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer Td2 oder Td4) der Schalter C an seinen Kontakten C1 bis C2 geöffnet, um den negativen Spannungsweg zu unterbrechen. Dies kann das Auftreten eines Vollkurzschlusses verhindern.
7B ist ein Diagramm, welches eine zweite Abwandlung zeigt. Auch bei diesem Beispiel besteht der Unterschied gegenüber dem Aufbau der vorstehenden Ausführungsform in einer Einfügeposition des Schalters C (der zweiten Schaltermittel). Diese Abwandlung ist nämlich insofern unterschiedlich, als der Schalter C (zweite Schaltermittel) zwischen einem Kontakt A2/A3 eines Schalters A und dem einen Ansteuereingang eines Gleichstrommotors 2 vorgesehen ist. Auch bei diesem Aufbau wird gleichzeitig mit oder vor dem Kontaktieren (Schließen) zwischen Kontakten A2 und A1 von Schalter A (vor einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer Td2 oder Td4) der Schalter C an seinen Kontakten C1 und C2 geöffnet, um den Weg zum Gleichstrommotor 2 zu unterbrechen. Dies kann das Auftreten eines Vollkurzschlusses verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die zweiten Schaltermittel aus einem Verbindungszustand in einen Trennzustand zu einer Zeit der Vollendung des Übergangs in den Motorstopzustand bzw. vor einer bestimmten geringfügigen Zeitdauer geschlossen. Dementsprechend ist während der Trennung in den zweiten Schaltermitteln die elektrische Verbindung zwischen den ersten Schaltermitteln und der positiven Spannungsquelle oder der negative Spannungsquelle bzw. zwischen den ersten Schaltermitteln und dem einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors bzw. dem anderen Ansteuereingang desselben unterbrochen. Dementsprechend sind die ersten Schaltermittel auf die verbleibende Spannung an deren Kontakt reduziert, womit das Vollkurzschlussproblem bei den ersten Schaltermitteln beseitigt ist. Da ferner die Gegenmaßnahme gegen den Vollkurzschluss keine Vergrößerung des Kontaktspalts erfordert, besteht keine Möglichkeit, dass eine starke Größenzunahme der Schaltereinheit verursacht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sie dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte geringfügige Zeitdauer zu 1 ms genommen wird. Infolge des sog. Doppelunterbrechungseffekts und der Zeitverzögerung kann die Versorgungsspannung (Potentialdifferenz zwischen der positiven Spannungsquelle und der negativen Spannungsquelle) zwischen den ersten und zweiten Schaltermitteln ungefähr hälftig (ungefähr 21 V an beiden im Falle eines 42V-basierten elektrischen Systems) aufgeteilt werden. Sollte ferner eine Spannung von mehreren Volt an das bewegliche Teil angelegt werden, wird die positive Spannung durch die Zeitverzögerung aktiv abgeschaltet. Dadurch besteht auch dann, wenn die Schaltervorrichtung unter der Spezifikation eines 14V-basierten elektrischen Systems in den ersten Schaltermitteln oder zweiten Schaltermitteln verwendet wird, keine Möglichkeit der Bewirkung eines Vollkurzschlusses.

5

1: STOP

6

1: SCHIEBER 41
2: NEUTRAL
3: L-RICHTUNG
4: R-RICHTUNG
5: GESCHLOSSEN
6: SCHALTER A
7: SCHALTER B
8: OFFEN
9: SCHALTER C
10: GLEICHSTROMMOTOR 2

7

1: STOP

8

1: NEUTRAL
2: STOP

9

1: DICKWANDIGER TEIL

Claims

Schaltvorrichtung (40) mit ersten Schaltermitteln (A, B), die einen Motorstopzustand, in welchem sie eine negative Spannung an beide Ansteuereingänge eines Gleichstrommotors (2) anlegen, wodurch sie den Gleichstrommotor in einen Stopzustand versetzen, einen Motorvorwärtsdrehzustand, in welchem sie eine positive Spannung an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors und eine negative Spannung an den anderen Ansteuereingang desselben anlegen, wodurch sie den Gleichstrommotor in einen Vorwärtsdrehzustand versetzen, und einen Motorrückwärtsdrehzustand, in welchem sie eine negative Spannung an den einen Ansteuereingang des Gleichstrommotors und eine positive Spannung an den anderen Ansteuereingang desselben legen, wodurch sie den Gleichstrommotor in einen Rückwärtsdrehzustand versetzen, einnehmen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung ferner aufweist: zweite Schaltermittel (C), eingerichtet für eine elektrische Verbindung und Trennung zwischen den ersten Schaltermitteln (A, B) und einer von positiver Spannung und negativer Spannung oder zwischen den ersten Schaltermitteln (A, B) und einem der Ansteuereingänge des Gleichstrommotors (2); und Schalterbetätigungsmittel (45), eingerichtet zum Betätigen, bei Übergang der ersten Schaltermittel (A, B) von einem von Motorvorwärtsdrehzustand oder Motorrückwärtsdrehzustand in den Motorstopzustand, der zweiten Schaltermittel (C) aus einem Verbindungszustand in einen Trennungszustand zu einer Zeit eher als eine vorgegebene geringfügige Zeitdauer (Td₁, Td₂, Td₃, Td₄) vor Abschluss des Übergangs in den Motorstopzustand.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte geringfügige Zeitdauer zu ungefähr 1 ms genommen ist.