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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter sowie
eine elektrische Schaltvorrichtung, die eine gewisse Anzahl solcher
Schalter umfasst.
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Sie
ist insbesondere und nicht begrenzend auf ein Armaturenbrett eines
Fahrzeugs wie eines Lastkraftwagens, eines Omnibusses, eines Schiffs, eines
Kommunalfahrzeugs oder eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs oder
eines Fahrzeugs jedes anderen Typs anwendbar. Sie kann beispielsweise
auch auf Steuerkästen
von Werkzeugmaschinen angewandt werden.
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Bei
jeder dieser Anwendungen sind die elektrischen Schalter der Schaltvorrichtung
auf einer Platte des Armaturenbretts des Fahrzeugs oder des Steuerkastens
der Werkzeugmaschine montiert, wobei jeder Schalter mindestens ein
Schaltelement von der Art eines Mikroschalters umfasst, das durch
Verschweißen
an einer gedruckten Schaltungskarte befestigt ist, die mit der Platte
fest verbunden ist, wobei sie hinter dieser und parallel zu dieser
angeordnet ist, wobei das Schaltelement eine bestimmte, gewünschte Funktion,
beispielsweise die Funktion eines Unterbrechers oder eines Umschalters,
in der auf der gedruckten Schaltungskarte vorgesehenen Elektronik gewährleistet.
Der elektrische Schalter besitzt ferner ein das Armaturenbrett durchquerendes
Schaltwippengehäuse
zur Steuerung des Schaltelements, das mit dem Schaltelement fest
verbunden ist, d.h. ein einziges Teil bildet, wobei die Schaltwippe
von außen zugänglich ist,
so dass eine Bedienungsperson das Schaltelement betätigen kann.
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Diese
bekannte Schaltvorrichtung hat den Nachteil, dass die bestimmte
elektrische Schaltfunktion jeder Schaltelement- und Steuerkasteneinheit endgültig festgelegt
ist und keine Flexibilität
in der Änderung
einer solchen Funktion geboten wird, es sei denn, man schweißt diese
Einheit von der gedruckten Schaltungskarte ab, um sie durch eine
andere, sich von ihr unterscheidende Einheit zu ersetzen, was einen
häufig
schwierig durchzuführenden Arbeitsgang
darstellt. Beispielsweise im Fall eines Armaturenbretts eines Lastkraftwagens
mit mehreren elektrischen Schaltern zur Steuerung von verschiedenen
Geräten
des Lastkraftwagens müssen die
von manchen dieser Schalter erfüllten elektrischen
Funktionen zu Erweiterungszwecken geändert werden, so dass der Schalter
nicht nur die ihm zugeteilte elektrische Funktion erfüllt, sondern
auch eine zusätzliche
elektrische Funktion. Dies kann beispielsweise bei einem elektrischen
Schalter der Fall sein, der ursprünglich zur Steuerung der Abblendlichter
des Lkws bestimmt war und der später
auch zur Steuerung der Nebelscheinwerfer verwendet werden muss,
die ursprünglich
nicht vorhanden waren. In diesem Fall ist es gegenwärtig erforderlich,
den gesamten Schalter nach Abschweißen durch einen anderen Schalter
zu ersetzen, der dazu bestimmt ist, diese neue zusätzliche
Funktion zu erfüllen,
indem dieser an der gedruckten Schaltungskarte angeschweißt wird
und mit den Nebelscheinwerfern neu verdrahtet wird.
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Die
Schrift DE-A-4137890 beschreibt einen modularen elektrische Schalter,
umfassend ein erstes Schaltelement, das an einer gedruckten Schaltungskarte
durch Verschweißen
befestigt ist, zur Ausführung
einer bestimmten elektrischen Funktion, und ein Schaltwippegehäuse, das
zur Steuerung des ersten Schaltelements vorgesehen ist, wobei dieses Schaltwippengehäuse bezüglich des
Schaltelements lösbar
befestigt ist, so dass es durch ein anderes, sich von ihm unterscheidendes
Schaltwippengehäuse
ersetzt werden kann, um das erste Schaltelement so zu steuern, dass
die elektrische Funktion oder die Betätigungsweise des ersten Schaltelements
bezüglich
des vorhergehenden Schaltgehäuses
geändert wird.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil der bekannten
Schaltvorrichtungen durch Schaffung von austauschbaren elektrischen
Schaltern zu beseitigen, die eine beliebige Änderung der Funktion jedes
dieser Schalter ohne schwierigen Arbeitsgang seiner Abschweißung von
der gedruckten Schaltungskarte gestatten.
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Zu
diesem Zweck ist der erfindungsgemäße elektrische Schalter gemäß dem Anspruch
1 ausgeführt.
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Jedes
Schaltwippengehäuse
weist zwei seitliche elastische Verriegelungslappen auf, die elastisch
durch Einrasten in zwei Öffnungen
der gedruckten Schaltungskarte eintreten können, um das Gehäuse bezüglich jedes
in diesem Gehäuse
untergebrachten Schaltelements lösbar
zu befestigen.
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Jedes
Schaltwippengehäuse
umfasst zwei seitliche elastische Verriegelungslappen, die elastisch
durch Einrasten in zwei Öffnungen
der gedruckten Schaltungskarte eintreten können, um das Gehäuse bezüglich jedes
in diesem Gehäuse
untergebrachten Schaltelements lösbar
zu befestigen.
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Jedes
Gehäuse
umfasst vorteilhafterweise mindestens einen in es integrierten Lichtleiter,
wie eine optische Faser, die die Rückstreuung des Lichts, das
von einer an der gedruckten Schaltungskarte durch Verschweißung befestigten
Lichtquelle, wie einer Elektrolumineszenzdiode, kommt, zur Schaltwippe
gestattet.
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Jede
Schaltwippe ist aus Kunststoff hergestellt und weist mindestens
ein von außen
sichtbares Symbol, wie ein Piktogramm, auf, das in der so genannten
In-Mold-Technik ausgeführt
ist (Aufspritzen auf Film).
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Gegenstand
der Erfindung ist ferner eine elektrische Schaltvorrichtung mit
mehreren elektrischen Schaltern, die insbesondere auf einer Platte
eines Armaturenbrets eines Fahrzeugs, wie eines Lastkraftwagens,
eines Boots, eines Kommunalfahrzeugs, eines Hebefahrzeugs oder dergleichen,
montiert sind, wobei jeder Schalter mindestens ein Schaltelement
umfasst, das durch Verschweißen
an einer gedruckten Schaltungskarte befestigt ist, die mit der Platte
fest verbunden ist, wobei sie hinter dieser und zu dieser im Wesentlichen
parallel angeordnet ist, sowie ein Schaltwippengehäuse zur
Steuerung des Schaltelements, das die Platte des Armaturenbretts durchquert,
wobei die Wippe von außen
zugänglich ist,
und die dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Gehäuse austauschbar
abnehmbar an der gedruckten Schaltungskarte befestigt ist, indem
es das Schaltelement einschließt
und durch ein anderes, sich von ihm unterscheidendes Schaltgehäuse ersetzt
werden kann, das es gestattet, das Schaltelement anders zu steuern.
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Die
Vorrichtung umfasst vorteilhafterweise zwei Schaltelemente, die
jedem Schaltwippengehäuse
zugeordnet werden können
und von denen mindestens eines der Schaltelemente oder die beiden Schaltelemente
je nach dem Schaltgehäusetyp
gesteuert werden können,
der gewählt
ist, um eine besondere Schaltart oder eine bestimmte elektrische Funktion
des gesteuerten Schaltelements auszuführen.
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Jedes
Gehäuse
umfasst eine Abdeckung, die es gestattet, die Öffnung der Platte, in welcher das
Gehäuse
montiert ist, zu bedecken, und die in einer Stellung bezüglich des
Gehäuses
eingestellt und befestigt werden kann, wobei die Abdeckung an dem Gehäuse durch
zwei seitliche Finger des Gehäuses befestigt
ist, die elastisch in seitliche Rasten der Abdeckung eintreten.
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Jedes
Schaltgehäuse
ist an der gedruckten Schaltungskarte durch zwei seitliche elastische
Verriegelungslappen lösbar
befestigt, die mit dem Gehäuse
fest verbunden sind und in zwei Öffnungen
der gedruckten Schaltungskarte durch Einrasten eintreten können.
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Weitere
Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich deutlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, in der
auf die beiliegende, lediglich als Beispiel dienende Zeichnung Bezug
genommen wird, die eine Ausführungsform
der Erfindung zeigt. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Armaturenbrettplatte eines Fahrzeugs, umfassend
mehrere erfindungsgemäße elektrische
Schalter,
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2 eine
Seitenansicht nach dem Pfeil II von 1,
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3 eine
Seitenansicht nach dem Pfeil III von 2,
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4 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Schalters der 1 bis 3 in
auf einer gedruckten Schaltungskarte montierter Stellung,
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5 eine
perspektivische Ansicht des elektrischen Schalters von 4,
wobei Teile geschnitten und Teile weggebrochen sind,
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6 eine
perspektivische Ansicht des elektrischen Schalters von 4 in
einer von der gedruckten Schaltungskarte abmontierter Stellung mit Wegbrechungen,
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Teils des elektrischen Schalters von 4 von
unten, und
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8 eine
perspektivische Ansicht eines Teils des elektrischen Schalters von 4 mit
Wegbrechungen.
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Die
erfindungsgemäße elektrische
Schaltvorrichtung wird nun in ihrer Anwendung auf ein Armaturenbrett
eines Fahrzeugs, wie eines Lastkraftwagens, eines Omnibusses, eines
Boots, eines Kommunalfahrzeugs oder eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs,
eines Hebefahrzeugs oder dergleichen, beschrieben, aber sie kann
natürlich
auch auf andere Arten von Trägern
angewandt weiden, wie elektronische Schnittstellenleiterplatten
zur Steuerung jedes beliebigen Typs von Gerät, Einrichtung oder Maschine,
wie z.B. einer Werkzeugmaschine.
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Wie
die Figuren zeigen, umfasst die elektrische Schaltvorrichtung mehrere
elektrische Schalter 1, beispielsweise in der Anzahl von
drei, die jeweils vorzugsweise eine manuell betätigbare Schaltwippe 2 aufweisen
und an einer Platte 3 eines Armaturenbretts des Fahrzeugs
so befestigt sind, dass die Symbole 2a, wie Piktogramme,
jeder Schaltwippe 2 von außen sichtbar sind.
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Jeder
elektrische Schalter 1 umfasst ein Gehäuse 4, in dem die
Schaltwippe 2 verschwenkbar montiert ist und das eine rechteckige
Durchgangsöffnung 5 der
Armaturenbrettplatte 3 durchquert und eine Abdeckung 6 zur
Aufnahme der Steuerwippe 2 mit einem oberen Flansch 7 umfasst,
der auf der Außenseite
der Platte 3 zum Aufliegen kommt, um die Öffnung 5 zum
Durchgang des Gehäuses 4 des Schalters
abzudecken.
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Der
Schalter umfasst außerdem
mindestens ein Schaltelement 8 vom Typ Mikroschalter, das durch
Verschweißen
an einer gedruckten Schaltungsplatte oder -karte 9 befestigt
ist, um eine bestimmte elektrische Funktion wie die eines Unterbrechers
oder eines Umschalters in Kombination mit den verschiedenen elektronischen
Bauelementen (nicht dargestellt) auszuführen, die an dieser Karte befestigt
sind, um spezielle Kontroll- und/oder Steuerfunktionen zu erfüllen.
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Jedes
Schaltelement 8 besteht aus einem kleinen Gehäuse oder
Sockel 10, der an der Karte 9 angeschweißt ist,
und aus einem Schaltorgan in Form eines kleinen Druckknopfs 11,
der in dem Sockel 10 untergebracht ist und in diesem unter
der Steuerung durch die Wippe 2 beweglich ist, um den gewünschten
elektrischen Kontakt auf der gedruckten Schaltungskarte 9 herzustellen.
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Die
Karte 9 ist parallel zu der Armaturenbrettplatte 3 hinter
dieser durch jedes geeignete Mittel befestigt, wie z.B. durch Einheiten
von Schrauben und Abstandsstücken,
die bei 12 schematisch dargestellt sind (2 und 3).
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Erfindungsgemäß ist das
Gehäuse 4 jedes Schalters 1 an
der gedruckten Schaltungskarte 9 lösbar so befestigt, dass das
Schaltelement 8 in diesem untergebracht wird, um seine
Betätigung
zu gestatten.
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Zu
diesem Zweck umfasst das Gehäuse 4 zwei
seitliche elastische Verriegelungslappen 13, die mit dem
Gehäuse 4 einstückig gegossen
sind und jeweils elastisch durch Einrasten in zwei Öffnungen
der Karte 9 eintreten können,
die in Form von rechteckigen Ausschnitten ausgeführt sind, die in jeder Seite der
Karte 9 ausgeschnitten sind, indem sie in Bezug aufeinander
in einer Linie liegen. Jeder Verriegelungslappen 13 besitzt
ein Ende 13a in Form eines Hakens, der an der entsprechenden
Seite der Karte 9 in Anlage kommt, die zu derjenigen entgegengesetzt
ist, die das Schaltelement 8 aufweist, um das Gehäuse 4 an
der Karte 9 zu verriegeln, wobei der untere Teil des Gehäuses 4 offen
ist und den Durchgang des Schaltelements 8 gestattet und
mit seinem unteren Rand an der Karte 9 in Anlage kommt.
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Die
Gehäuse
der verschiedenen elektrischen Schalter 1 sind austauschbar,
was einem Benutzer bereits gestattet, aus den verschiedenen verfügbaren elektrischen
Schaltern denjenigen auszuwählen,
der der gewünschten
elektrischen Funktion des Schaltelements 8 und der Art
seiner Betätigung durch
die entsprechende Wippe 2 entspricht, beispielsweise einer
permanenten Betätigungsart,
bei der die Wippe 2 eine entsprechende feststehende Stellung
einnimmt, oder einer Betätigungsart
durch Impuls, bei der die Wippe 2 nach ihrem Kippen in
ihre Ursprungsstellung zurückkehrt.
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Natürlich enthält jedes
Gehäuse 4 eines Schalters
in sich die einzelnen mechanischen Organe, die die Definition der
Betätigungsart
des zugeordneten Schaltelements 8 in seiner gewünschten
Funktion gestatten. Diese Organe sind an sich bekannt und können, wie
in den Figuren dargestellt, aus einem Hebel 15 bestehen,
der in der Abdeckung 6 um eine Querachse unter der Einwirkung
der Wippe 2 in einer Richtung verschwenkbar montiert ist,
die die Betätigung
des entsprechenden Schaltelements 8 gestattet, sowie aus
zwei identischen parallelen Teilen 16, die in dem Gehäuse 4 unter
dem Hebel 15 befestigt sind und jeweils mindestens eine
Rampe 16a aufweisen, deren Form die Art der Betätigung des seiner
elektrischen Funktion zugeordneten Schaltelements 8 durch Bewegung
eines Arms 17 auf dieser definiert, der einen integrierenden
Teil des Hebels 15 bildet, um ihm zu gestatten, der Form
der Rampe 16a zu folgen. Das freie untere Ende jedes Arms 17 umfasst
ein Organ 17a, das seine Bewegung auf der Rampe 16a gewährleistet
und aus einer Kugel oder einer Reibfläche besteht, die in diesem
Ende entgegen der Rückholkraft
einer Feder zurückgehalten wird.
Der Hebel 15 besitzt zwei gabelförmige Arme 15a, die
es gestatten, einen Kolben P zur Betätigung des Schaltorgans 11 des
Elements 8 vertikal mitzunehmen, wobei der Kolben B zwischen
den beiden Schenkeln des zugeordneten Hebelarms 15a montiert
ist.
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Jeder
elektrische Schalter besitzt auf diese Weise seine eigene innere
Ausbildung, die der elektrischen Funktion des Schaltelements 8 zugeordnet ist.
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Vorzugsweise
sind zwei Schaltelemente 8 an der bedruckten Schaltungskarte 9 angeschweißt, indem
sie in dem entsprechenden Gehäuse 4 untergebracht
sind, das ausgebildet ist, um in geeigneter Weise das eine oder
das andere der Organe 11 der beiden Schaltelemente 8 durch
Kippen der Wippe 2 zu betätigen.
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Beispielsweise
gestattet das Kippen der Wippe 2 eines Schalters in einer
bestimmten Richtung die Betätigung
des zugeordneten Schaltelements 8, das als Unterbrecher
arbeitet, während
das Kippen der Wippe 2 in der anderen Richtung die Betätigung des
anderen Schaltelements 8 gestattet, das als Umschalter
arbeitet. Man kann auch vorsehen, dass das Kippen der Wippe in einer
Richtung vom Impulstyp ist, um das zugeordnete Schaltelement 8 zu
steuern, das nun einem elektrischen Kreis der Karte 9 ein
Impulssignal liefert.
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Wenn
der Benutzer später
die Konfiguration der Betätigung
der Schaltelemente 8 ändern
muss, indem er beispielsweise die Umschaltfunktion einer dieser
beiden Elemente aufhebt und gleichzeitig die Unterbrecherfunktion
des anderen Elements beibehält,
genügt
es, dass er das Gehäuse 4 des
Schalters, das die internen Organe zur Betätigung der Schaltelemente jeweils
als Unterbrecher und Umschalter umfasst, entfernt und es durch ein
anderes Schaltergehäuse 4 ersetzt,
das innen so ausgebildet ist, dass die Wippe 2 nicht in
der Richtung der Betätigung
des Schaltelements 8 kippt, dessen Funktion gesperrt werden
soll, und zwar ohne dieses Element von der gedruckten Karte 9 abzuschweißen.
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Die
Austauschbarkeit der verschiedenen Schalter gestattet es auch, eine
als Option vorgesehene elektrische Funktion hinzuzufügen. Beispielsweise
kann der ursprüngliche,
den beiden Schaltelementen 8 zugeordnete Schalter von dem
Typ sein, der die Betätigung
nur eines dieser Elemente gestattet, und, wenn später eine
neue elektrische Funktion verlangt werden sollte, indem das andere
Schaltelement 8 verwendet wird, genügt es, das Gehäuse 4 des
ursprünglichen
Schalters durch ein anderes, sich von diesem unterscheidendes Schaltergehäuse 4 zu ersetzen,
das auch die Steuerung des zweiten Schaltelements 8 gestattet.
Beispielsweise im Fall eines Lastkraftwagens könnte die Hinzufügung einer
neuen elektrischen Steuerfunktion durch einfachen Wechsel des Schaltgehäuses darin
bestehen, dass Nebelscheinwerfer dieses Fahrzeugs gesteuert werden,
das diese ursprünglich
nicht besaß.
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Die Änderungen
der elektrischen Funktion der verschiedenen Schaltelemente durch
Austauschbarkeit der Schaltergehäuse
mit verschiedenen inneren Steuerungen können durch Multiplexschaltungen erleichtert
werden, die es gestatten, die Hinzufügung und/oder die Entfernung
von elektrischen Drähten
zu vermeiden, die Teil der Verdrahtung zwischen der gedruckten Schaltungskarte
des Armaturenbretts und den einzelnen zu steuernden und/oder zu
kontrollierenden Geräten
des Fahrzeugs bilden.
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Die
aus dem Gehäuse 4 und
der Abdeckung 6 jedes elektrischen Schalters bestehende
Einheit ist aus einem Kunststoff hergestellt, desgleichen die Wippe 2,
deren Symbole oder Piktogramme 2a, die eine bestimmte Funktion
darstellen, durch die so genannte In-Mold-Technik hergestellt sind,
die jede Farb- und/oder Formmöglichkeit
von Symbolen und Piktogrammen zulässt und vor allem eine Einprägung dieser
Symbole oder Piktogramme gestattet, die sich mit der Zeit nicht ändert.
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Vorteilhafterweise
kann jeder elektrische Schalter in seinem Gehäuse 4 einen oder mehrere optische
Lichtleiter 18, wie optische Fasern, umfassen, durch welche
zur Steuerlippe 2 Licht zurückgestreut wird, das von einer
Lichtquelle (nicht dargestellt), wie einer Elektrolumineszenzdiode,
kommt, die an der gedruckten Schaltungskarte durch Verschweißen befestigt
ist und vor den entsprechenden optischen Lichtleiter 18 gelangt,
wenn das Gehäuse 4 an
der gedruckten Schaltungskarte 9 befestigt ist. Die Einschaltung
der Lichtquellen kann durch die auf der gedruckten Schaltungskarte 9 vorhandene
Steuerelektronik verwaltet werden, um Tag- und/oder Nachtbeleuchtungsstufen der
Wippen 2 und/oder die Validierung der den Schaltelementen 8 zugeordneten Funktionen
zu gewährleisten.
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Jeder
elektrische Schalter kann so ausgebildet sein, dass die Abdeckung 6 ein
getrenntes gegossenes Teil ist, das in dem Gehäuse 4 nach dessen
Befestigung an der gedruckten Schaltungskarte 9 montiert
wird. Diese Ausbildung kann interessant sein, um die Montage der
Abdeckung auf der Platte 3 des Armaturenbretts von vorne
zu gestatten, und die Abdeckung 6 besitzt vorteilhafterweise
auf einem Teil seiner beiden seitlichen Wände eine Reihe von sich in
Längsrichtung
erstreckenden Rasten 19, an welchen ein seitlicher Finger 20 mit
gekrümmtem
Ende elastisch einrasten kann, der mit dem Gehäuse 4 mitgegossen
ist und es gestattet, die Abdeckung 6 in einer Relativstellung
in dem Gehäuse 4 zu
verriegeln, um eventuelle Maßdifferenzen
auszugleichen, die zwischen der gedruckten Schaltungskarte 9 und
der Armaturenbrettplatte 3 bestehen können. Eine solche Montage der
Abdeckung 6 an dem Gehäuse 4 gestattet
diesem, an der Platte 3 von hinten montiert zu werden,
wenn es zuvor an der gedruckten Schaltungskarte 9 verriegelt
wurde, oder von vorne, wenn das Gehäuse 4 an der Karte 9 verriegelt
werden muss, nachdem diese an der Platte 3 von hinten befestigt
wurde.
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Jedes
Gehäuse 4 besitzt
zwei Zapfen 21 zur Positionierung des Gehäuses 4 auf
der Karte 9 und damit bezüglich der zugeordneten Schaltelemente 8. Die
beiden Zapfen stehen an dem unteren Rand des unteren Teils des Gehäuses 4 mit
rechteckigem Querschnitt vor, indem sie diagonal entgegengesetzt sind
und jeweilig in zwei zugeordnete Bohrungen der Karte 9 eintreten.
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Die
verschiedenen elektrischen Schaltermodule, die nach Belieben auf
der gedruckten Schaltungskarte 9 montiert werden können, gestatten
es, die von den Schaltelementen 8 ausgeführte elektrische
Funktion bzw. Funktionen ohne jeden schwierigen Arbeitsgang der
Abschweißung
dieser Elemente beliebig zu ändern.
Dieses Konzept gestattet nicht nur Flexibilität bei der Änderung der von den elektrischen
Schaltern ausgeführten
elektrischen Funktionen, sondern auch eine vollständige Anpassbarkeit an
die Multiplexierung.