-
Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektrischen Kommutationsschalter vom Hebeltyp, wie er insbesondere
in Kraftfahrzeugen zur Anordnung unter dem Lenkrad üblich geworden
ist, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs.
-
Diese Art Bedienungshebel wird beispielsweise
zur kombinierten Steuerung der Hauptscheinwerfer und der Nebelscheinwerfer
des Fahrzeugs verwendet, sie sind für den Fahrer in der mittleren Umfangszone
des Lenkrads zugänglich.
Da weitere zusätzliche
Funktionen vorliegen, wie beispielsweise die Auslösung von
Lichthupen, sind die unter dem Lenkrad angeordneten Steuerbedienungshebel
im allgemeinen mit komplexen mechanischen Verbindungssystemen mit
dem oberen Ende der Lenksäule verbunden,
welche beispielsweise die Verschwenkung um wenigstens zwei verschiedene
Achsen gestatten.
-
In der Mehrzahl der Fälle werden
die erwähnten
verschiedenen Scheinwerfer mit Hilfe von Drehringen gesteuert, die
um die Hauptachse des den Körper
des Schalters bildenden Hebels drehbar sind, wobei die genannten
Ringe fest mit Kontaktscheiben verbunden sind, welche nahe den Kontaktscheiben
gelegene Schaltungen umschalten.
-
Die aus der Stellung der Ringe sowie
aus der aus einer Stellungsänderung
hervorgehenden Informationsänderung
resultieren de elektrische Information müssen wohlgemerkt auf das Fahrzeug übertragen
werden, und zwar insbesondere über
ein am oberen Ende der Lenksäule
fest angeordnetes Gehäuse,
in welchem der Bedienungshebel integriert ist.
-
Derzeit wirken die Kontaktscheiben
bzw. -lamellen mit bezüglich
dem Bedienungshebel festen Schaltungen zusammen, die in Ausrichtung
mit beweglichen Umschaltelementen angeordnet sind und welche die
mit ihren Zustandsänderungen
verbundenen Informationen mit Hilfe klassischer Drahtleitungen übertragen.
Im allgemeinen sind die genannten festen Schaltungen auf mit den
Bedienungshebeln fest verbundenen gedruckten Schaltungen ausgelegt,
welche Leiterbahnen aufweisen, auf welchen elastische Kontaktscheiben
bzw. -lamellen reiben.
-
Die gedruckten Schaltungen sind elektrisch mit
den am oberen Ende der Lenksäule
fest angeordneten Gehäusekästen verbunden,
und zwar über Bündel mehrerer
Drähte
("Kabelbäume"), deren jeder herkömmlicherweise
an seinen beiden Enden verlötet
sind.
-
Diese Konfiguration weist mehrere
bedeutsame Nachteile auf, und zwar sowohl hinsichtlich der Funktionsweise
des eigentlichen Bedienungshebels wie hinsichtlich der Herstellung.
-
So bildet die Notwendigkeit der Lötstellen
an den Enden der Verbindungsleiter den Grund für einen derzeit wohlbekannten
Mangel an Betriebszuverlässigkeit,
der insbesondere im Zeitpunkt der Herstellung auftreten kann.
-
Dies ist umso wahrer, als für einen
Bedienungshebel mit zwei Steuerorganen vom Drehringtyp man leicht
zu einer Gesamtzahl von sechs Drähten für die notwendige
Informationsübertragung
kommt, insbesondere weil jeweils jeder Drehring mehr als zwei stabile
Positionen aufweisen kann, die man in Form elektri scher Information
reflektieren muss. Da jeder Draht zwei Lötstellenenden aufweist, nimmt
die Gefahr von Problemen auf der Ebene der Verbindungen fühlbar zu.
Außerdem
ist die Herstellung des Hebels, welche zwölf Lötungen einschließt, komplizierter
und damit kostspieliger.
-
Da der Bedienungshebel seinerseits Schwenkbewegungen
unterliegt, können
sich mechanische Bedingungen, die gewiss kleinerer Art sind, jedoch
wiederholt auftreten, auf das Bündel
legen.
-
In der bekannten Konfiguration sind
die Bedienungshebel beispielsweise mit zwei Steuerringen versehen,
welche Kontaktscheiben bzw. -Lamellen aufweisen, die auf wenigstens
eine starre gedruckte Schaltung gegebener Dicke wirken.
-
Die starre(n) gedruckte(n) Schaltung(en) weisen
Leiterbahnen auf, die eine notwendigerweise planebene Schaltung
bilden, daher kommt eine Wechselwirkung Kontaktscheibe/Schaltung,
die notwendigerweise planeben arbeitet und nicht gestattet, dass
dieser Teil andere Funktionen, mechanische oder elektrische, übernehmen
kann, die notwendigerweise zusätzliche
Elemente auf dem Niveau der genannten starren gedruckten Schaltungen
erfordern würden.
-
Der den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung bildende Steuerbedienungshebel macht sich von den genannten
Nachteilen frei und schlägt
eine technische Konfiguration vor, die zugleich außerordentlich
zuverlässig
ist und zusätzliche
funktionelle Möglichkeiten
für den
Bedienungshebel eröffnet.
Dieser kann so Anwendungen auf zahlreichen Gebieten gewinnen.
-
Allgemein gesehen handelt es sich
um einen elektrischen Kommutations- bzw. Umschaft-Schaltergriff
vom Bedienungshebeltyp zur Übertragung
von Informationen elektrischer Art an einen zentralen Schaltkasten,
mit welchem der Bedienungshebel mechanisch verbunden ist, mit einem
Hauptgehäuse bzw.
-korpus, das/der wenigstens ein Steuerorgan aufweist, welches mit
einer Kontaktscheibe bzw. -Lamelle fest verbunden ist, die zur Umschaltung
der elektrischen Kontakte auf einer mit dem Bedienungshebel fest
verbundenen Schaltung bestimmt ist, wobei die genannte Schaltung
auf einer flexiblen gedruckten Schaltung angeordnet ist.
-
Die Ersetzung einer oder mehrerer
starrer gedruckter Schaltungen durch eine biegsam flexible gedruckte
Schaltung hat Auswirkungen auf das Gesamtkonzept des Bedienungshebels,
wie sich dies im Fortgang der Beschreibung zeigt.
-
Sie bietet übrigens eine bestimmte Anzahl nicht
vernachlässigbarer
Vorteile:
-
- – Es
gibt keine an eine starre gedruckte Schaltung gelötete elektrischen
Drähte
mehr;
- – die
Lötpunkte,
welche im allgemeinen die Probleme der Betriebszuverlässigkeit
erhöhen,
bestehen daher nicht mehr;
- – die
Montage und die Herstellung werden erleichtert und die Herstellungskosten
verringert;
- – der
durch ein biegsames Band im Vergleich zu einem Kabeloder Leiterbaum
erzielte Volumengewinn erhöht
die Zahl der für
den Bedienungshebel möglichen
Formen erheblich. Mit anderen Worten: Der ästhetische Gesichtspunkt kann
sich von bisherigen technischen Bedienungszwängen befreien.
-
Konfigurationen von Steuerhebeln
mit einer biegsamen gedruckten Schaltung sind bereits bekannt. So
zeigt das Dokument
DE
195 38 767 A1 (nächstkommender
Stand der Technik) eine derartige Verbindung für einen Bedienungshebel, der
am Ende mit einem Druckorgan und mit einem in Richtung der Hebelachse
gleitend verschieblichen Umschaltsteuerorgan versehen ist.
-
Die Zustandsänderungen bzw. -umschaltungen
erfolgen dann auf einer Seite der flexiblen gedruckten Schaltung,
in ein und derselben Ebene. Eine gewisse Anzahl von derzeitigen
Steuerbedienungshebeln weisen indessen drehbare Steuerringe auf.
Die Orientierung des Endes der biegsamen Schaltung lässt sich
dann nur schwer axial erhalten, wie dies in der in dem deutschen
Dokument gezeigten Konfiguration der Fall ist.
-
Das Bedienungshebelkonzept muss in
allgemeiner Form revidiert werden, um zu dem Beitrag der vorliegenden
Erfindung zu gelangen, d. h. der Tatsache, dass ein oder die Steuerorgane)
mittels einer Drehbewegung relativ bezüglich der Achse des Hauptkörpers des
Bedienungshebels betätigt
werden.
-
Man nähert sich damit Konfigurationen
an, die insbesondere auf dem Gebiete der unter dem Lenkrad von Kraftfahrzeugen
angeordneten Steuerungen Anwendung finden, die eines der natürlichsten
Anwendungsgebiete für
die erfindungsgemäßen Bedienungshebel
darstellen, wenngleich nicht ausschließlich. Je nachdem weisen die
Steuerbedienungshebel einen oder zwei drehbare Steuerringe auf.
-
Im Falle der Erfindung und gemäß einem Hauptmerkmal
ist vorgesehen, dass der Bedienungshebel zwei drehbare Steuerringe
aufweist, die durch einen mit dem Haupt-Gehäusekörper fest verbundenen Träger voneinander
getrennt sind, und dass die mit den genannten Steuerdrehringen fest
verbundenen Kontaktschei ben bzw. -lamellen mit den Leiterbahnen
der flexiblen gedruckten Schaltung auf dem Niveau des genannten
feststehenden Trägers
zusammenwirken.
-
Des weiteren ist vorgesehen, dass
eines der Enden der flexiblen gedruckten Schaltung, das zur Informationsübertragung
an den zentralen Schaltkasten bestimmt ist, aus dem Hauptkörper im
Bereich benachbart von dessen mechanischer Verbindung mit dem Schaltkasten
austritt.
-
Vorzugsweise ist bei dieser Konfiguration vorgesehen,
dass die flexible gedruckte Schaltung nur auf einer Fläche Leiterbahnen
aufweist und zu beiden Seiten des Trägers oder eines mit diesem
fest verbundenen feststehenden Rings umgefaltet bzw. umgebogen ist,
derart dass sie zwei zur Achse des Bedienungshebels rechtwinklige
Oberflächen
aufweist, die plattenartig gegen die entsprechenden Seiten des Trägers oder
des genannten feststehenden Rings anliegen, die einander entgegengesetzt
gegenüberliegend
angeordnet sind, ebenso wie die drehbaren Kontaktringe, mit welchen
sie zusammenwirken.
-
Je nach der Komplexität der auszuführenden Umschaltungen
ist vorgesehen, dass jedes Steuerorgan jeweils wenigstens zwei distinkte
unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen kann und jeweils einem
mechanischen Indexiersystem zugeordnet ist, welches die Verstellbewegung
des betreffenden Steuerorgans aus einer Schaltstellung in die andere kontrolliert.
-
In dem Fall, in dem der Bedienungshebel
die Form eines länglichen
Hebels aufweist, wie dies häufig
der Fall insbesondere im Kraftfahrzeug ist, mit Steuerorganen, die
an dem entgegengesetzten Ende zu dem die mechanischen Verbindungsmittel
mit dem zentralen Steuerkasten aufweisenden Ende angeordnet sind,
weist die flexible gedruckte Schaltung einen Teil in Form eines
in dem Hauptkörper
des Bedienungshebels untergebrachten länglichen Bandes auf und verbindet
die Umschaltzone mit dem genannten zentralen Schaltkasten.
-
Vorzugsweise dient das in dem genannten zentralen
Schaltkasten gelegene Ende der flexiblen gedruckten Schaltung selbst
als Stecker. Diese Konfiguration, welche zusätzliche Verbindungspunkte einspart,
vereinfacht im übrigen
die Herstellung des Erzeugnisses. Gemäß einer möglichen Alternative ist am
Ende der flexiblen gedruckten Schaltung ein Steckerteil befestigt.
-
Gemäß einer Ausführungsmöglichkeit
besteht der Träger,
auf welchem die flexible gedruckte Schaltung ausgelegt ist, aus
einem biegsamen Polyestermaterial. Die Materialwahl sowie die Wahl
der geometrischen Parameter wie Dicke, Breite usw. hängen von
der Gesamtkonfiguration des Bedienungshebel-Ganzen und von seiner
Integration mit dem zentralen Schaltkasten ab: So hat die Art der Befestigung
des Steckers an dem Band der flexiblen gedruckten Schaltung einen
Einfluss auf die Dickenwahl.
-
Die flexible gedruckte Schaltung
kann mit dem starren Träger
auf dem Niveau des zwischen den beiden Drehringen angeordneten festen
Rings verklebt sein, falls ein solcher vorhanden ist. Die beiden
Ringe können
jedoch auch miteinander verbunden bzw. vereint werden, wobei der
an dem Hebel befestigte Träger,
mit welchem die flexible Schaltung verklebt ist, sich in dem Hauptkörper des
Bedienungshebels befindet.
-
Die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge der Faltung
und Verklebung der Schaltung haben gleichfalls praktische Konsequenzen
für die
Materialwahl und die geometrischen Eigenschaften, die gleichfalls durch
den festen Ring oder den mit diesem fest verbundenen Träger bestimmt
werden, dessen Ausbildung und funktionelle Bestimmungen in Betracht
gezogen werden müssen.
-
Hinsichtlich des festen Rings und/oder
des Trägers
ist auch anzumerken, dass sie in bedeutsamer Weise zur Anwendungsvielfalt
und dem Konzept des erfindungsgemäßen Bedienungshebels beitragen,
da sie indirekt die Umschaltschemata der beiden Steuerringe gewährleisten
und so konfiguriert werden können,
dass sie andere Funktionen, beispielsweise in Verbindung mit einem
am Ende des Bedienungshebels angeordneten Axialdruckorgan, gewährleisten,
wie im folgenden noch ersichtlich wird.
-
Die Erfindung wird nunmehr mit näheren Einzelheiten
beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren; in
diesen zeigen:
-
1 eine
Draufsicht auf die flexible gedruckte Schaltung,
-
2 eine
Seite des Trägers,
auf welchem eines der Enden der flexiblen gedruckten Schaltung aufgeklebt
ist,
-
3 in
perspektivischer Ansicht den in den festen Ring des Bedienungshebels
eingesetzten Träger
sowie eine mit der gedruckten Schaltung zusammenwirkende Kommutations-
bzw. Umschaltscheibe bzw. -Lamelle,
-
4 in
auseinandergezogener Darstellung einen Bedienungshebel gemäß der Erfindung,
mit zwei Steuerringen, welche mit radialen Indexiersystem versehen
sind, sowie
-
5 in
perspektivischer Ansicht das Ende dieses die Steuerringe enthaltenden
Bedienungshebels, wobei die Steuerringe durchsichtig dargestellt sind.
-
Die folgende detaillierte Beschreibung
betrifft eine mögliche
Ausführungsform
eines Bedienungshebels mit zwei Ringen, auf die jedoch die Erfindung nicht
beschränkt
ist.
-
Die in 1 sichtbare
flexible gedruckte Schaltung 1 bildet ein Ausführungsbeispiel,
das an die unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschriebenen
Elemente angepasst ist. Das Ganze ist nur ein spezielles Beispiel
eines Bedienungshebels, dem keine Beschränkung der Erfindung zukommt.
-
Diese Schaltung 1 weist
im wesentlichen drei Teile auf: ein mittleres Band 2, ein
als Steckverbindung 3 dienendes und/oder diese aufnehmendes
Ende, ein anderes zweispaltiges Ende 4, auf welchem der
interessanteste Teil der gedruckten Schaltung aufgebracht ist, nämlich der,
wo die Umschaltungen stattfinden.
-
Die Schaltung ist, wie weiter oben
erwähnt, aus
einem nachgiebig-biegsamen Material vom Polyestertyp hergestellt,
auf welchem die Leiterbahnen nach einem herkömmlichen Verfahren aufgedruckt sind.
-
Damit die auf dem zweispaltigen Teil 4 ausgelegten
Leiterbahnen ihre Funktion richtig ausfüllen können, müssen sie ausreichend starr
sein, damit der Kontakt mit den Kommutationsbzw. Umschaltlamellen
elektrisch möglich
und ein gleichförmiger
Umschaltdruck gewährleistet
wird. Das Endteil 4 ist daher auf einen in 2 sichtbaren Träger 5 aufgeklebt.
Dieser ist mit einer Mittelöffnung
bzw. -ausnehmung 6 versehen und dient als Träger für die Schaltung 1 auf
drei miteinander verbundenen Flächen 7, 8, 9,
von welchen die beiden großflächigen Hauptflächen 7, 8 funktionell
hinsichtlich der Kommutationsumschaltung aktiv sind.
-
Tatsächlich ist das genannte Ende 4 gemäß zwei Quernuten
bzw. -kehlen umgefaltet, derart dass das Ende im wesentlichen die
Gesamtheit der drei genannten Flächen 7, 8, 9 einnimmt.
Die beiden Flächen 7, 8 gewährleisten
das Umschalt- bzw. Kommutationsschema im Zusammenwirken mit den
mit Steuerringen (vgl. 4 und 5) fest verbundenen Kontaktscheiben bzw.
-Lamellen. Das auf der Hauptfläche 7 sichtbare
elektrische Schema gestattet die Ausführung der durch den betreffenden
Steuerring betätigten
Funktionen (tatsächlich
durch die entsprechende Kontaktlamelle), durch Modifizierung der
Kontaktgaben.
-
3 gestattet
ein besseres Verständnis,
da die genannte Fläche 7 in
der Phase ihres Zusammenwirkens mit einer Kontaktscheibe bzw. -Lamelle 10 dargestellt
ist, die infolge ihrer festen Verbindung mit einem drehbaren Steuerring
relativ bezüglich dem
Träger 5 drehbar
ist. Der genannte Träger 5 ist in
einen Ring 11 eingesetzt bzw. eingesteckt, der einen zylindrischen
Umfang bildet, welcher seinen Platz in der Gesamtheit des nachfolgend
beschriebenen Bedienungshebels findet. Zwischen dem Träger 5 und
dem Ring 11 befinden sich seitliche Öffnungen bzw. Ausnehmungen 12, 13,
welche insbesondere den Durchtritt des Mittelteils 2 der
flexiblen gedruckten Schaltung 1 gestatten.
-
Die Verdrehung der Kontaktscheibe
bzw. -Lamelle 10 erfolgt gemäß einer Verschiebung von etwa
60 bis 70°,
in deren Verlauf für
diesen Zweck vorgesehene Zonen der genannten Scheibe bzw. Lamelle 10 Kontakte
gemäß ihrer
Relativstellung bezüglich
der flexiblen gedruckten Schaltung 1 umschalten. Die Kontakte
erfolgen durch Reibung und Gleitverschiebung aus einer Stellung
in die andere.
-
Die Kontaktscheibe bzw. -Lamelle
10 wird jeweils vorzugsweise aus einer mit Silber überzogenen Kupferlegierung
hergestellt, wodurch sie die geeigneten elektrischen Leitungseigenschaften
und mechanischen Biegsamkeits- und Festigkeitseigenschaften erhält.
-
Dia Kontaktscheibe bzw. -lamelle
weist wenigstens einen Lappen bzw. eine Lasche 14 auf,
der bzw. die mit einem festen Finger einer am Ende des Bedienungshebels
angeordneten Druckvorrichtung (vgl. 5)
zusammenwirken kann, der eine Axialwirkung ausübt, um den oder die Lappen 14 und
die unmittelbar unter diesem angeordnete Leiterbahn in Kontakt zu
bringen.
-
Hierdurch kann der Bedienungshebel
eine zusätzliche
Funktion erhalten, durch die Herstellung der genannten axialen Kontaktwirkung,
wie beispielsweise die Einschaltung der Funktionen des Bordrechners
oder dergleichen.
-
4 gibt
ein umfassenderes Bild im auseinandergezogenen Zustand eines Beispiels
eines Bedienungshebels der Erfindung, der mit zwei Steuerringen 15, 16 und
einer Druckvorrichtung 17 am Ende versehen ist. Jeder Steuerring 15, 16 wirkt
jeweils einerseits mit einer Kontaktscheibe bzw. -lamelle 18, 19 und
andererseits mit einer Indexier- bzw. Anzeigevorrichtung 20, 21 oder
Indexfinger zusammen, wodurch er aus einer stabilen Lage in eine
andere übergehen
kann.
-
Der die flexible gedruckte Schaltung 1 aufweisende
feste Ring 11 hat die in der vorhergehenden Figur dargestellte
Konfiguration und braucht daher hier nicht zusätzlich weiter erläutert zu
werden.
-
Wie erwähnt, kann eine Druckvorrichtung 17, welche
mit einem durch die Feder 22 veranschaulichten Rückholmechanismus
zusammenwirkt, gleichzeitig auf die flexible gedruckte Schaltung 1 einwirken, insbesondere
mit Hilfe eines Fingers 23, welcher eine Wirkung auf die
Lappen 14 einer der Kontaktscheiben 18 ausübt.
-
Diese Steuerorgane sowie ihre zugeordneten
Teile sind auf einem Hauptkörper
oder Hebel 24 montiert, dessen anderes Ende die zur Herstellung der
mechanischen Verbindungen mit dem (nicht dargestellten) Zentralgehäuse bestimmten
Teile aufweist.
-
5 veranschaulicht
den Steuerteil des Bedienungshebels im montierten Zustand, wobei
die beiden Steuerringe 15, 16 transparent dargestellt sind,
derart dass das funktionelle Zusammenwirken der Teile klar ersichtlich
ist.
-
Die Teile 20, 21 sind
radial wirkende Indexfinger; selbstverständlich wirkt eine Konfiguration
mit axialen Indexfingern nach dem gleichen Prinzip, wobei diese
mit dem festen Ring 11 fest verbunden sind.
-
Dieser feste Ring kann gemäß den inneren funktionellen
Bedingungen des Bedienungshebels mit einer viel größeren Anpassungsfähigkeit
hergestellt werden als in den mit einer starren gedruckten Schaltung
versehenen Konfigurationen, was insbesondere diese Möglichkeit
der Kupplung mit den Indexierfittgern veranschaulicht.
-
5 zeigt
insbesondere die Wechselwirkung zwischen dem axialen Finger 23 und
den flexiblen Lappen 14 der mit dem Ring 16 fest
verbundenen Kontaktscheibe bzw. -lamelle 18.
-
Jede auf einen der beweglichen Ringe 15, 16 ausgeübte Bewegung
ruft eine entsprechende Verschiebung für die mit ihnen fest verbundenen
Kontaktscheiben 18, 19 hervor: Die Umschaltung
der auf der flexiblen gedruckten Schaltung ausgelegten Kontakte erfolgt
durch diese von dem Benutzer gesteuerten Verschiebungen.
-
Die durch diese Kombination fester
Ring 11 /flexible Druckschaltung 1 ermöglichte
Anpassungsfähigkeit
der Konfiguration gestattet die Erwägung vielfältiger Lösungen, bei denen es sich um
Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung handelt. So können die
beiden Steuerringe 15, 16 miteinander verbunden
werden bzw. aneinander anschließen;
der Bedienungshebel kann nur einen Ring aufweisen, usw.