DE60308065T2

DE60308065T2 - Schalter mit einer integrierten lichtquelle

Info

Publication number: DE60308065T2
Application number: DE60308065T
Authority: DE
Inventors: Laurent Bouvier; Laurent Kubat; Sylvain Rochon
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Deltatech Controls USA LLC
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: FR2849953A1; ATE338336T1; DE60308065D1; FR2849953B1; EP1581957B1; US20050263380A1; WO2004064093A1; US7202429B2; EP1581957A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung der Art mit:

– einem Gehäuse;
– einem Betätigungselement, das relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist;
– einem elektrischen Schaltmechanismus, der durch das Betätigungselement gesteuert wird;
– einer Schnalle zum Rückhalten des Schaltmechanismus in dem Gehäuse, wobei die Schnalle mindestens teilweise das Gehäuse umgibt; und
– einer Lichtquelle mit mindestens zwei Versorgungsanschlüssen.

Eine ähnlich aufgebaute Schaltvorrichtung ist in der Schrift US-A-5,898,147 A offenbart.
Es ist bekannt, eine Lichtquelle in eine Schaltvorrichtung zu integrieren, so dass die Lichtquelle den an der Schaltvorrichtung angebrachten Betätigungsknopf beleuchtet.
Eine derartige Schaltvorrichtung weist herkömmlicherweise im Gehäuse einen oder mehrere elastisch verformbare Streifen auf, welche, wenn sie durch die Bewegung des Betätigungselements verschoben werden, mindestens einen elektrischen Kontakt herstellen.
Die Schaltvorrichtung weist am Boden des Gehäuses elektrische Anschlussfahnen auf, welche die Verbindung zu einer gedruckten Schaltung durch Löten ermöglichen.
Um vom Betätigungsbereich aus sichtbar zu sein, muss die Lichtquelle gegenüber den Verbindungsanschlüssen relativ zu dem Schaltmechanismus angeordnet sein. Auf diese Weise ist der elektrische Anschluss der Lichtquelle schwierig, da es vorteilhaft ist, wenn sich die elektrischen Leiter, welche die Lichtquelle von den Verbindungsanschlüssen aus versorgen, durch den Schaltmechanismus erstrecken.
Auf diese Weise haben die Schaltvorrichtungen, welche eine Lichtquelle aufweisen, entweder relativ große Abmessungen oder sind hinsichtlich des Designs komplex, wobei der Schaltmechanismus modifiziert werden muss, um den Durchgang der Versorgungsleiter der Lichtquelle zu ermöglichen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltvorrichtung verminderter Größe vorzusehen, welche es ermöglicht, dass eine Lichtquelle mit Strom versorgt wird, ohne dass irgendeine komplexe Modifizierung des Schaltmechanismus erforderlich ist.
Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltvorrichtung der oben genannten Art, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnalle mindestens zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte aufweist und dass die Versorgungsanschlüsse der Lichtquelle mit den leitfähigen Abschnitten der Schnalle verbunden sind.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen weist die Schaltvorrichtung mindestens eines der folgenden Merkmale auf:

– jeder leitfähige Abschnitt weist eine im Allgemeinen gewölbte Form auf, die um das Gehäuse verläuft;
– die Schnalle weist mindestens zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte auf, die mechanisch mit einem Isolationsrahmen verbunden sind, wobei die mechanisch verbundenen leitfähigen Abschnitte und der Rahmen im Allgemeinen einen Bogen bilden, der sich um das Gehäuse erstreckt;
– der Isolationsrahmen ist auf die leitfähigen Abschnitte geformt;
– der Isolationsrahmen definiert zum Aufnehmen der Lichtquelle ein Gehäuse;
– jeder leitfähige Abschnitt weist an einem Ende einen Anschlussbereich auf, der sich in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche des Gehäuses ausdehnt;
– die Anschlussbereiche bilden Haltelaschen aus, die in die äußere Oberfläche des Gehäuses eingerastet sind;
– die Lichtquelle weist mehr als zwei Versorgungsanschlüsse auf, und die Schnalle weist mehr als zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte auf;
– das Betätigungselement weist einen axialen Raum zum Aufnehmen der Lichtquelle auf; und
– die Versorgungsanschlüsse der Lichtquelle sind an den leitfähigen Abschnitten der Schnalle angelötet.

Die Erfindung wird leichter verständlich durch Lektüre der folgenden Beschreibung, welche nur als Beispiel dienen soll, unter Bezugnahme auf die Figuren, in welchen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist;
2 eine Ansicht von unten auf die Schaltvorrichtung aus 1 ist, wobei die Verbindungsanschlüsse sichtbar sind;
3 und 4 perspektivische Explosionsansichten von Abwandlungen einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung sind.
Die in den 1 und 2 dargestellte Schaltvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 12, ein Betätigungselement 14, welches relativ zum Gehäuse bewegt werden kann, und einen Schaltmechanismus 16, welcher im Gehäuse 12 untergebracht und zwischen dem Gehäuse 12 und dem Betätigungselement 14 angeordnet ist, auf. Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Schnalle 18 zum Rückhalten des Schaltmechanismus 16 und des Betätigungselements 14 in dem Gehäuse 12 auf. Schließlich weist sie eine Lichtquelle 20 in Form einer Leuchtdiode auf.
Eine transparente Drucktaste (nicht dargestellt) ist an dem Betätigungselement 14 über der Leuchtdiode 20 befestigt, um das visuelle Erscheinungsbild zu verbessern und die Betätigung zu erleichtern, wenn die Schaltvorrichtung in einem elektronischen Gerät eingebaut ist, insbesondere wenn sie in der Armaturenbrettkonsole eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Das Gehäuse 12 ist im Allgemeinen quaderförmig. Es besteht aus isolierendem Kunststoffmaterial. Es grenzt im Inneren ein im Allgemeinen zylindrisches Gehäuse 22 ab, welches an einem Ende durch eine Grundplatte 24 geschlossen ist.
Die Grundplatte 24 hat in ihrer Mitte einen ersten leitfähigen Bereich 26, welcher mit einem Verbindungsanschluss 28 verbunden ist, der an der Außenfläche der Grundplatte des Gehäuses vorsteht.
Eine Kante 29, welche eine ringförmige leitfähige Oberfläche 30 trägt, welche mit einem Verbindungsanschluss 32 verbunden ist, der an der Außenfläche der Grundplatte des Gehäuses vorsteht, ist um den leitfähigen Bereich 26 definiert.
Der Schaltmechanismus 16 weist zwei elastische leitfähige Scheiben 34 auf, welche einen Ruhekontakt auf der ringförmigen leitfähigen Oberfläche 30 bilden. In der Ruheposition sind diese Scheiben 34 vom zentralen leitfähigen Bereich 26 beabstandet.
Die leitfähigen Scheiben 34 weisen zwei diametral gegenüberliegende Positionierungsfahnen 36 auf. Das Gehäuse 12 weist Nuten 38 zum Aufnehmen dieser Fahnen auf, um die Drehfestigkeit der Scheiben 34 zu gewährleisten.
Die im Allgemeinen zylindrische seitliche Oberfläche 22 des Gehäuses wird durch vier Ausschnitte 40, welche in 90°-Winkeln angeordnet sind, unterbrochen. Diese Ausschnitte 40 erstrecken sich entlang von erzeugenden Leitungen der zylindrischen Wand.
Die Grundplatte jedes Ausschnitts 40 ist mit einem leitfähigen Bereich 42 versehen. Jeder leitfähige Bereich 42 ist mit einem Verbindungsanschluss 44, welcher an der Außenfläche der Grundplatte des Gehäuses vorsteht, verbunden.
Der Schaltmechanismus 16 weist eine elastische leitfähige Glocke 50 mit vier Armen 52, welche radial vorstehen, auf. Diese Arme sind um 90° versetzt angeordnet und ihre freien Enden sind so angepasst, dass sie in den Ausschnitten 40 aufgenommen werden können, so dass sie auf den vier leitfähigen Bereichen 42 aufliegen.
Die Arme 52 sind deformiert, so dass der zentrale Bereich mit der Bezugsziffer 54 der Glocke sich in der Ruheposition in einer höheren Ebene als die Enden der Arme, welche auf den leitfähigen Bereichen 42 aufliegen, erstreckt. Insbesondere ist der zentrale Bereich 54 in der Ruheposition von den leitfähigen Scheiben 34 beabstandet.
Das Betätigungselement 14 ist im Allgemeinen von zylindrischer Form. Es weist eine runde Grundplatte 60 auf, welche auf ihrem Umfang vier radiale Vorsprünge 62 hat, die relativ zueinander in 90°-Winkeln angeordnet sind. Diese Vorsprünge sind so angepasst, dass sie in die Ausschnitte 40 eingreifen können, um das Führen des Betätigungselements 14 bezüglich Translation sicherzustellen.
Das Betätigungselement 14 weist außerdem zwei diametral gegenüberliegende Überstände 64 auf, welche an der oberen Oberfläche der Grundplatte 60 vorstehen. Diese Überstände 64 sind so angepasst, dass sie über das Gehäuse 12 vorstehen und es ermöglichen, dass das Betätigungselement 14 im Gehäuse niedergedrückt wird.
Die beiden Überstände grenzen gemeinsam einen freien Raum 66 zum Aufnehmen der Diode 20 ab.
Ein Abstandhalter 68, welcher aus einem elastisch zusammendrückbaren Material gebildet ist, ist zwischen dem zentralen Bereich der Glocke 50 und dem Betätigungselement 14 eingefügt.
Wie in 1 dargestellt, sind die Scheiben 34, die Glocke 50, der Abstandhalter 68 und das Betätigungselement 14 in dieser Reihenfolge von der Grundplatte 24 des Gehäuses aus gestapelt.
Die Schnalle 18 erstreckt sich um das Gehäuse 12 und hält so den Schaltmechanismus 16 und das Betätigungselement 14 innerhalb des Gehäuses 22. Nur die Überstände 64 des Betätigungselements stehen über das Gehäuse 22 durch die Schnalle 12 vor.
Diese Schnalle umgibt das Gehäuse teilweise und schließt lokal das offene Ende des Gehäuses 22. Sie ist im Wesentlichen U-förmig und fest mit dem Gehäuse 12 an den freien Enden der sich gegenüberliegenden Beine des U verbunden.
Gemäß der Erfindung weist die Schnalle zwei getrennte leitfähige Abschnitte 70A, 70B auf, welche es ermöglichen, dass die Lichtquelle 20 mit elektrischem Strom versorgt wird.
In der hier beschriebenen Ausführungsform werden die zwei leitfähigen Abschnitte 70A, 70B von Bögen gebildet, welche relativ zu einer Querebene der Schaltvorrichtung zueinander symmetrisch sind. Insbesondere hat jeder Bogen 70A, 70B ein Joch 72, an welches sich an jedem Ende Beine 74 anschließen, welche zueinander parallel sind. Eine Lasche 76 ist am freien Ende jedes Beins 74 ausgebildet. Die Laschen 76 desselben Bogens sind zueinander gebogen und unter die äußere Oberfläche der Grundplatte des Gehäuses 24 gefaltet, wobei die Beine 74 mit den Seitenwänden des Gehäuses in Kontakt sind. Die Laschen 76 bilden Versorgungsanschlüsse für die Diode 20.
Die Joche 72 haben innere Ausschnitte 78, um den Durchgang der Überstände 64 sicherzustellen. Eine Zunge 80, welche eine Verbindungsoberfläche für die Lichtquelle 20 bildet, ist an jedem Joch 72 zwischen diesen Ausschnitten 78 abgegrenzt. Die Zungen 80 bilden außerdem eine Halteraste für das Betätigungselement und den Schaltmechanismus 16. Die Zungen 80 erstrecken sich in den freien Raum 66, welcher zwischen den zwei Überständen definiert ist.
Jeder Bogen 70A, 70B ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Metall, gebildet. Er ist zum Beispiel in einem einzigen Stück aus einer Metallplatte, welche geschnitten und geformt wird, insbesondere durch Stanzen gebildet.
In der in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform besteht die Lichtquelle 20 aus einer Leuchtdiode vom Typ SMC (Surface Mounted Component, oberflächenmontierbares Bauteil), welche an ihrer unteren Fläche zwei Verbindungsanschlüsse 90 aufweist, die es der Diode ermöglichen, an einer Oberfläche befestigt zu werden. Die zwei Anschlüsse sind durch koplanare, flache Oberflächen gebildet. Sie ermöglichen eine Oberflächenverbindung, zum Beispiel indem die Diode an die Zungen 80 der zwei Bögen 70A, 70B gelötet wird.
Die Diode 20 wird in dem Raum 66 aufgenommen, welcher im Betätigungselement 14 zwischen den zwei Überständen 64, die durch die in der Schnalle vorgesehenen Ausschnitte 78 vorstehen, abgegrenzt ist.
Wird das Betätigungselement 14 niedergedrückt, so werden die zwei Kontakte nacheinander geschaltet
Im Falle eines leichten Niederdrückens des Betätigungselements 14 wird die Glocke 50 elastisch verformt, bis sie mit den Hauben 34 in Kontakt kommt. Es entsteht dann eine Verbindung zwischen den vier Anschlüssen 44 und dem Anschluss 32.
Im Falle eines stärken Niederdrückens des Betätigungselements 14 werden die leitfähigen Scheiben 34 deformiert, bis sie mit dem leitfähigen Bereich 26 in Kontakt kommen und so eine Verbindung der vier Anschlüsse 44 und der Anschlüsse 28 und 32 sicherstellen.
Wenn das Betätigungselement losgelassen wird, nimmt es aufgrund der elastischen Bewegung der Scheiben 34 und der Glocke 50 wieder seine Ruheposition ein.
Die Laschen 76, welche sich an der äußeren Oberfläche der Grundplatte des Gehäuses 12 erstrecken, können durch eine gedruckte Schaltung mit einer Spannungsquelle verbunden werden, wodurch die Versorgung der Leuchtdiode 20 sichergestellt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei einer Vorrichtung dieser Art die Schnalle 18 einerseits das mechanische Rückhalten des Schaltmechanismus und des Betätigungselements und andererseits die elektrische Verbindung der Lichtquelle sicherstellt. Auf diese Weise hat die Schaltvorrichtung geringere Abmessungen, und die Diode kann leicht mit Strom versorgt werden, ohne dass der Schaltmechanismus umgewandelt werden muss.
Die Laschen 76, welche in die äußere Oberfläche der Grundplatte des Gehäuses 12 eingreifen, bilden außerdem Verbindungsanschlüsse, welche eine Versorgung der Versorgungsquelle ermöglichen, während sie das mechanische Rückhalten der zwei Bögen 70A und 70B, welche die Schnalle 18 um das Gehäuse 12 bilden, sicherstellen.
3 und 4 zeigen zwei Abwandlungen einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung. In diesen Figuren. tragen Bauteile, welche identisch mit oder ähnlich zu den in den vorhergehenden Figuren sind, dieselben Bezugsziffern.
Die Schaltvorrichtung 100 aus 3 unterscheidet sich nur darin, dass die Lichtquelle mit dem Bezugsziffern 102 aus einer zu überlagernden Leuchtdiode besteht, welche aus einem im Allgemeinen zylindrischen durchscheinenden Element 104 besteht, an welches sich zwei leitfähige Fahnen oder Stäbe 106 anschließen, welche über eine Endscheibe vorstehen. Diese leitfähigen Fahnen sind in Öffnungen 108 eingerastet, welche in den Zungen 80 vorgesehen sind, und werden daran gelötet.
In 4 besteht die Lichtquelle der Schaltvorrichtung, welche mit 200 bezeichnet ist, aus einer Doppel-LED (LED = Leuchtdiode) 202, das heißt zwei Leuchtdioden, welche in dem gleichen transparenten Gehäuse 203 gebildet sind. So weist die Leuchtdiode 202 vier Verbindungsanschlüsse 204, welche an der unteren Stirnfläche vorstehen, auf.
In dieser Ausführungsform weist die mit 206 bezeichnete Schnalle zum Rückhalten des Schaltmechanismus und zum Sicherstellen der Versorgung der Lichtquelle vier getrennte leitfähige Abschnitte 208A, 208B, 208C, 208D auf. Diese getrennten leitfähigen Abschnitte sind mechanisch miteinander mit einem Isolationsrahmen 210 verbunden, welcher auf die leitfähigen Abschnitte 208A, 208B, 208C, 208D geformt ist und ein Gehäuse zum Aufnehmen der Grundplatte der Lichtquelle abgrenzt.
Genauer gesagt weist jeder der vier leitfähigen Abschnitte ein Bein 216 mit einer Lasche 218 an einem Ende, welche entlang der äußeren Oberfläche der Grundplatte 24 des Gehäuses eingreifen und einen Verbindungsanschluss für die Versorgung der Lichtquelle bilden kann, auf.
Am anderen Ende erstreckt sich jedes Bein 216 weiter in der Ebene rechtwinklig zu dem Rahmen 216 durch einen Verbindungsabschnitt 218, welcher teilweise in den aufgeformten Rahmen 210 eingebettet ist. Die vier Verbindungsabschnitte laufen in dem zentralen Abschnitt des aufgeformten Rahmens aufeinander zu, um vier getrennte leitfähige Bereiche 214 zu bilden, welche Auflageflächen für die Lichtquelle und die Verbindungsanschlüsse, die den Verbindungsanschlüssen der Lichtquelle entsprechen, bilden.
Der Rahmen 210 grenzt im Inneren einen Durchgang für die Überstände 64 des Betätigungselements ab.
In dieser Ausführungsform ermöglichen die vier leitfähigen Abschnitte 208A, 208B, 208C, 208D die Versorgung der Lichtquelle über die vier Laschen 218, welche die Verbindungsanschlüsse bilden.
Schließlich wird in einer vereinfachten Ausführungsform gemäß der Erfindung auf die Scheiben 34 verzichtet und ein einfacherer Tasteffekt erzielt.

Claims

Schaltvorrichtung (10; 100; 200) mit: einem Gehäuse (12); einem Betätigungselement (14), das relativ zu dem Gehäuse (12) bewegbar ist; einem elektrischen Schaltmechanismus (16), der durch das Betätigungselement (14) gesteuert wird; eine Schnalle (18) zum Rückhalten des Schaltmechanismus (16) in dem Gehäuse (12), wobei die Schnalle (18) mindestens teilweise das Gehäuse (12) umgibt; eine Lichtquelle (20; 102; 202) mit mindestens zwei Versorgungsanschlüssen (90; 106; 204), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnalle (18) mindestens zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte (70A, 70B; 208A, 208B, 208C, 208D) aufweist und dass die Versorgungsanschlüsse (90; 106; 204) der Lichtquelle (20; 102; 202) mit den leitfähigen Abschnitten (70A, 70B; 208A, 208B, 208C, 208D) der Schnalle verbunden sind.
Schaltvorrichtung (10; 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder leitfähige Abschnitt eine allseitig gewölbte Form (70A, 70B) aufweist, die um das Gehäuse (12) verläuft.
Schaltvorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnalle mindestens zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte (208A, 208B, 208C, 208D) aufweist, die mechanisch mit einem Isolationsrahmen (210) verbunden sind, wobei die mechanisch verbundenen leitfähigen Abschnitte und der Rahmen allseitig einen Bogen bilden, der sich um das Gehäuse (12) erstreckt.
Schaltvorrichtung (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsrahmen (210) auf die leitfähigen Abschnitte (208A, 208B, 208C, 208D) geformt ist.
Schaltvorrichtung (200) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsrahmen (210) zum Aufnehmen der Lichtquelle (202) ein Gehäuse (214) definiert.
Schaltvorrichtung (10; 100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder leitfähige Abschnitt an einem Ende einen Anschlussbereich (76; 218) aufweist, der sich in einer Ebene parallel zu einer Oberfläche des Gehäuses ausdehnt.
Schaltvorrichtung (10; 100; 200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbereiche (76; 218) Haltelaschen ausbilden, die in die äußere Oberfläche des Gehäuses eingerastet sind.
Schaltvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (202) mehr als zwei Versorgungsanschlüsse (204) aufweist und die Schnalle mehr als zwei elektrisch getrennte leitfähige Abschnitte (208A, 208B, 208C, 208D) aufweist.
Schaltvorrichtung (10; 100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (14) einen axialen Raum (66) zum Aufnehmen der Lichtquelle (20; 202) aufweist.
Schaltvorrichtung (10; 100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsanschlüsse (76; 204) der Lichtquelle (20; 202) an den leitfähigen Abschnitten (70A, 70B; 208A, 208B, 208C, 208D) der Schnalle angelötet sind.