EP0768961A1 - Einrichtung zum manuellen schalten eines elektrischen schaltstroms in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Einrichtung zum manuellen schalten eines elektrischen schaltstroms in einem kraftfahrzeug

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EP0768961A1
EP0768961A1 EP95934610A EP95934610A EP0768961A1 EP 0768961 A1 EP0768961 A1 EP 0768961A1 EP 95934610 A EP95934610 A EP 95934610A EP 95934610 A EP95934610 A EP 95934610A EP 0768961 A1 EP0768961 A1 EP 0768961A1
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EP
European Patent Office
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light
switch
light guide
switching
designed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95934610A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Dorsch
Horst Schneider
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Schneider Horst
Original Assignee
Schneider Horst
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Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Horst filed Critical Schneider Horst
Publication of EP0768961A1 publication Critical patent/EP0768961A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/0076—Switches therefor
    • B60Q1/0082—Switches therefor mounted on the steering wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
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    • B60Q1/1446—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means controlled by mechanically actuated switches
    • B60Q1/1453—Hand actuated switches
    • B60Q1/1461—Multifunction switches for dimming headlights and controlling additional devices, e.g. for controlling direction indicating lights
    • B60Q1/1469—Multifunction switches for dimming headlights and controlling additional devices, e.g. for controlling direction indicating lights controlled by or attached to a single lever, e.g. steering column stalk switches
    • B60Q1/1476—Multifunction switches for dimming headlights and controlling additional devices, e.g. for controlling direction indicating lights controlled by or attached to a single lever, e.g. steering column stalk switches comprising switch controlling means located near the free end of the lever, e.g. press buttons, rotatable rings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/353—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being a shutter, baffle, beam dump or opaque element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G02B6/3552—1x1 switch, e.g. on/off switch
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    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K2217/9653—Switches controlled by moving an element forming part of the switch with illumination

Definitions

  • the invention relates to a device for manually switching an electrical switching current in a motor vehicle by means of a manually operated switch with a lighting element.
  • the switch In motor vehicles it is e.g. known to lead and switch signals via electrical lines from a control unit to an electrical control switch.
  • the switch contains a luminous element which is fed from an external light source via a light guide.
  • the light guide makes it possible to simplify the construction of the switch and to reduce the number of electrical lines.
  • the object of the invention is to simplify the structure of the operating switch even further and to reduce the number of lines.
  • the light guide can be designed as an inexpensive plastic guide.
  • the switch parts can, for example, be made of thermally and chemically resistant plastic material. Such a switch can be made almost entirely of plastic and in particular in an environment are set, which has an unfavorable indoor climate for an electrical switch, for example with condensation.
  • a particular advantage of the device according to the invention is that the medium of light can be influenced by simple means and can be varied in various can be modulated in its wavelengths and intensity. It is therefore possible, without particular difficulties, to have several control functions in one light guide, e.g. transmitted by signal superimposition.
  • the branching means according to claim 2 enable the incoming light to be coupled into the signal line in a simple manner.
  • branching agents e.g. Deflecting mirrors, prisms, or partially transparent mirrors are used in which beam splitting is possible. As a result, the incoming light can be divided between the display element and the signal line.
  • the separate light guides according to claim 3 require a small deflection wall in the switch.
  • the development according to claim 4 reduces the required line length by half.
  • the branching enables the outgoing and the incoming light to be coupled in and out with little loss.
  • the development according to claim 5 can be implemented, for example, by means of a capacitor connected between the receiving and transmitting diodes, which is charged by the receiving diode and which, after charging, discharges again independently or in a controlled manner and thereby activates one or more transmitting diodes.
  • This pulsating process can be repeated at a sufficiently high frequency, which covers every operating action of the switch.
  • different light colors can be generated in the switch, which enable a reliable differentiation of scattered light entering the receiver from the surroundings of the display element.
  • the afterglow phosphorescent agents according to claim 7 only have to be excited at sufficient intervals, which enables a short-term interruption of the incoming light when switching, so that the switch can be structurally simplified.
  • the reflection means according to claim 8 can e.g. be designed as simple mirrored surfaces that reflect a very high proportion of the incident light.
  • the development according to claim 10 changes the luminosity of the display element as a function of the switch position, which can thus be displayed in a simple manner.
  • the diaphragm according to claim 11 realizes the switching function in a particularly simple and effective manner, the switching diaphragm according to claim 12 yielding a particularly clear switching signal.
  • the switch can be designed as a short-stroke key, the stroke of which is slightly larger than the hole diameter.
  • the dimming diaphragm according to claim 14 lets the display element shine in different brightness levels, which indicate the switch position of the switch in sufficiently different ways.
  • the lower light level can be set so that the position of the switch can be seen reliably even in the dark.
  • the additional control panel according to claim 15 can be realized with little additional effort.
  • the residual light component fed into the return conductor is completely masked out, so that lower requirements can be placed on the sensitivity of the receiver.
  • the aperture can e.g. be designed as a thin strip with a window or transparent section for the light passing through.
  • Strip is e.g. directly attached to the control element of the switch and slidably mounted in its material level.
  • the window or the transparent section is in the passage position in the area of the light guide extending perpendicular to the diaphragm, so that the light can pass through unhindered.
  • the diaphragm material covers the light opening, so that the beam path is damped.
  • Focusing devices can also be used for longer light paths.
  • the development according to claim 18 results in a simply constructed switch which enables both search lighting and functional lighting of the display element and a switching function.
  • all of the incoming light can illuminate the display element, as a result of which the switching position of a switched-on consumer is clearly displayed. No light is returned to the light guide.
  • a slight thrown part of the light on the display element which shows the position of the switch in the dark.
  • the other part of the light can be reflected back into the light guide by means of the concave mirror, whereby the receiver registers a clear switching signal.
  • the light sources can be assembled, soldered and reliably connected together with the receivers in one go.
  • the development according to claim 20 enables the light intensity to be adapted to the brightness conditions in the area surrounding the display elements.
  • the training according to claim 21 requires for several reasons
  • the development according to claim 24 enables the connection of a plurality of switches to one optical fiber in the multiplex method.
  • filters or fluorescent agents narrow-band light signals of different wavelengths are fed from the individual switches to the receivers. These in turn are equipped with filters that are matched to the specific wavelength of the associated switch. As a result, each receiver is only addressed by the switching signal of the switch assigned to it.
  • the development according to claim 25 makes it possible to feed the light guide from a single light source.
  • the transmit diodes according to claim 26 can be operated alternately in time, whereby the signals arriving in the receivers can be distinguished even more clearly, so that the frequency spacings between the signals can be reduced. The number of switches connected to one line can thus be increased.
  • the multiple switch according to claim 27 can have different switching functions.
  • a conventional steering column switch of an automobile requires a large number of lines which, according to the invention, can be replaced by a single light guide. This is lighter, more flexible and thus easier to lay than a corresponding electrical cable bundle, which also requires considerably more space, in particular for the plug connections in the narrow steering column area.
  • the simple light guide on the other hand, can be easily installed to the multiple switch with little space requirement.
  • the necessary branches e.g. be designed as a graduated deflection means.
  • a multistage switch can also be formed in a similar manner.
  • Fig 5 shows another switch with a light guide
  • Aperture and optionally connectable different light sources and receivers are optionally connectable.
  • FIG. 6 shows another switch with an optical fiber and a sliding mirror 7 shows three switches connected to an optical fiber with three receivers
  • FIG. 8 the switches according to FIG. 7 with three different light sources
  • FIG. 9 shows a multi-stage switch with an optical fiber.
  • FIGS. 1 and 2 show a device for controlling an electrical switching current in a motor vehicle by means of a switch 1 with two connected light guides 2, one of which serves as a light line, which of a
  • Light source 3 is fed.
  • the other light guide serves as a signal guide, which opens into a receiver 4 designed as a receiving diode. This converts the light signals emerging from the signal line into electrical signals of a control line 5, by means of which an electrical consumer 6 can be switched on and off.
  • the switch 1 has an operating element 6 designed as a displaceable key, on the inner end of which a switching panel 7 is attached.
  • the two light guides 2 are attached to the switch 1 on the rear side facing away from the operating element.
  • the housing of the switch 1 has transparent or hollow light channels 8, which extend in the extension of the two light guides to the opposite operating side of the switch 1. Between the two light channels 8, a transverse channel 9 is formed, into which the switch panel 7 protrudes.
  • the light emerging from the light guide 2 serving as the light line strikes in the associated light channel 8 an inclined partially transparent mirror 10 which allows part of the incoming light to pass straight through to a display element 11 serving as search lighting and the remaining part into the Cross channel 9 reflected.
  • the control panel 7 is designed such that the beam path in the transverse channel is blocked when the button (FIG. 1) is not pressed. In the other switching position (FIG. 2), the light beams of the transverse channel can pass through an opening of the switching screen 7 unhindered.
  • the beams strike a prism 12 with two 45 ° bevels which further divide the light arriving from the transverse channel, some of which are directed in the second light channel 8 onto the second light guide 2 serving as a signal line.
  • the other part is projected in the opposite direction of the light channel 8 and fed to a second display element 11, which serves as functional lighting and indicates the switching position of the operating element 6.
  • the operating element 6 is designed as a cylindrical plunger which has a conical opening 13 which tapers towards the rear of the switch 1.
  • the end of the only attached light guide 2 runs coaxially with the opening 13 and is directed towards the opening 13 from the rear.
  • the inner end of the plunger directed towards the rear is designed as a hollow mirrored spherical cap which forms a concave mirror 14, the center of which lies in the end face of the light guide end when the plunger is pushed back (FIG. 3).
  • the light emerging conically within the numerical aperture of the light guide is thereby blended back into the light guide 2 with the exception of the breakthrough surface. Through the breakthrough, the residual light reaches the display element 11 arranged on the operator side, which serves as search lighting in this switching position.
  • the opening 13 is also mirrored. Scattering light entering from the outside is thereby gradually so strongly deflected that it cannot enter the light guide 2.
  • the opening 13 has moved so close to the end of the light guide that all the light emerging passes into the opening 13 past the concave mirror 14. This means that no light is returned to the light guide.
  • the display element becomes significant illuminated more brightly and shows the corresponding functional position of the switch particularly clearly.
  • the mirroring of the opening means that no light is absorbed on the inner walls.
  • the light guide 2 has at its other end a branch 15 through which the outgoing and a large part of the incoming light is divided into a separate input from the light source 3 or output to the receiver 4.
  • the switch 1 according to FIG. 5 is also only connected to a light guide 2. Similar to Fig.l, it has the light channel
  • the incoming light induces control light on the illuminant 16, that in the opposite direction in the beam path of the transverse channel
  • the control panel 7 is here provided with a multiplicity of correspondingly small holes distributed in a grid-like manner, which are congruent with correspondingly distributed holes of a perforated plate.
  • the light passage is either opened or closed by a correspondingly small stroke movement of the button-like operating element 6.
  • the switch panel is provided with a reflection layer which, when the operating element 6 is pressed in, reflects the incoming light to the light guide. In the other switching position, the incoming light arrives in a black matt hollow cone 17 and is absorbed therein.
  • FIG. 7 several switches 1, similar to FIG. 5, are connected to only one light guide 2 via additional branches 15.
  • the light source 3 sends broadband light that distributed over the individual switches 1. These have individually different filters 18 which allow only narrow-band light of different wavelengths to pass through.
  • Each switch 1 is assigned a receiver 4, which has a filter with the same characteristic and consequently only receives the light signals that pass through the switch panel of the associated switch.
  • the individual switches connected to the light guide are assigned individual light sources 4 designed as transmission diodes. These can generate light colors corresponding to the individual filters in alternating cycles.
  • the distinguishing criterion time interval which can be recognized in an electronic evaluation circuit and evaluated accordingly. This enables a particularly clear separation of the light signals arriving from the switch.
  • the multi-stage switch according to FIG. 9 is also connected to a single light guide 2, the other end of which is connected to light sources 3 and receivers 4 as in FIG. 7 or FIG. 8.
  • the various switch positions of the plunger-like control element 6 with the control panel 7 are assigned here several mutually parallel transverse channels 9, into which the incoming light is branched out of the light channel via prisms or mirrors of different sizes and which are directed at reflecting illuminants 18. Filters for different color values are used in the transverse channels 9, which enable the individual switch positions to be differentiated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

Bedienschalter von Kraftfahrzeugen waren bisher als elektrische Schalter (1) mit einem Leuchtelement ausgebildet, das z.B. aus einer externen Lichtquelle (3) über eine Leuchtleitung gespeist wurde. Nach der Erfindung wird ein Teil des Lichts aus der Leuchtleitung abgezweigt und über einen als Signalleitung ausgebildeten Lichtleiter (2) zu einem externen Empfänger (4) geführt. Eine optische Steuereinrichtung ist in den Strahlengang des Schalters (1) eingefügt und mit einem Bedienelement des Schalters (1) gekoppelt. Sie unterbricht bzw. öffnet den Strahlengang, was vom Empfänger (4) detektiert wird, der dementsprechend einen elektrischen Schaltstrom steuert. Dadurch wird der Aufbau des Schalters (1) vereinfacht und der Verdrahtungsaufwand verringert.

Description

Beschreibung
Einrichtung zum manuellen Schalten eines elektrischen Schalt¬ stroms in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum manuellen Schalten eines elektrischen Schaltstroms in einem Kraftfahr¬ zeug mittels eines manuell betätigbaren Schalters mit einem Leuchtelement.
Bei Kraftfahrzeugen ist es z.B. bekannt, Signale über elek¬ trische Leitungen aus einem Steuergerät zu einem elektrische Bedienschalter zu führen und zu schalten. Der Schalter ent¬ hält zum Zwecke der Beleuchtung ein Leuchtelement, das aus einer externen Lichtquelle über einen Lichtleiter gespeist wird. Der Lichtleiter ermöglicht es, den Aufbau des Schalters zu vereinfachen und die Anzahl der elektrischen Leitungen zu verringern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Be¬ dienschalters noch weiter zu vereinfachen und die Anzahl der Leitungen zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 ge- löst. Elektrische Leitungen zwischen dem Steuergerät und dem Bedienschalter werden nicht mehr benötigt. Es entfallen der für elektrische Schalter erforderliche Entstöraufwand und die entsprechenden Kontaktierungs- und Isolationsprobleme. Bei der Verlegung der Leitungen werden erhebliche Gewichts-, Raum- und Kosteneinsparungen erzielt. Der Lichtleiter kann als kostengünstiger Kunststoffleiter ausgebildet sein. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß der bei elektrischen Schaltern unvermeidbare Kontaktverschleiß vollkommen ent¬ fällt. Die Schalterteile können z.B. aus thermisch und che- misch widerstandsfähigem Kunststoffmaterial hergestellt wer¬ den. Ein solcher Schalter kann nahezu vollständig aus Kunst¬ stoff hergestellt und insbesondere in einer Umgebung einge- setzt werden, die ein für einen elektrischen Schalter ungün¬ stiges Raumklima z.B. mit Kondensfeuchtigkeit aufweist.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung be¬ steht darin, daß sich das Medium Licht mit einfachen Mitteln beeinflussen und vielfältig z.B. in seinen Wellenlängen und seiner Intensität modulieren läßt. Daher ist es ohne beson¬ dere Schwierigkeiten möglich, in einem Lichtleiter mehrere Steuerfunktionen z.B. durch Signalüberlagerung zu übertragen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den An¬ sprüchen 2 bis 27 gekennzeichnet:
Die Verzweigungsmittel nach Anspruch 2 ermöglichen in einfa- eher Weise das Einkoppeln des ankommenden Lichts in die Si¬ gnalleitung. Als Verzweigungsmittel können z.B. Umlenkspie¬ gel, Prismen, oder teildurchlässige Spiegel dienen, bei denen eine Strahlteilung möglich ist. Dadurch kann das ankommende Licht dosiert sowohl auf das Anzeigeelement als auch auf die Signalleitung aufgeteilt werden.
Die getrennten Lichtleiter nach Anspruch 3 erfordern einen geringen Umlenkaufwand im Schalter.
Die Weiterbildung nach Anspruch 4 verringert die erforderli¬ che Leitungslänge auf die Hälfte. Die Verzweigung ermöglicht es, das abgehende und das ankommende Licht mit geringem Ver¬ lust ein- bzw. auszukoppeln.
Die Weiterbildung nach Anspruch 5 läßt sich z.B. mittels ei¬ nes zwischen die Empfangs- und Sendediode geschalteten Kon¬ densators realisieren, den die Empfangsdiode auflädt und der sich nach Aufladung selbständig oder gesteuert wieder entlädt und dabei eine oder mehrere Sendedioden aktiviert. Dieser pulsierende Vorgang kann sich in einer hinreichend hohen Fre¬ quenz wiederholen, die jede Bedienungaktion des Schalters ab¬ deckt . Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 können im Schalter unterschiedliche Lichtfarben zu erzeugt werden, die eine si¬ chere Unterscheidung von aus der Umgebung des Anzeigeelemen- tes eindringendem Streulicht im Empfänger ermöglichen.
Die nachleuchtenden Phosphoreszenzmittel nach Anspruch 7 müs¬ sen lediglich in hinreichenden Abständen angeregt werden, was eine kurzfristige Unterbrechung des ankommenden Lichts beim Schalten ermöglicht, wodurch sich der Schalter konstruktiv vereinfachen läßt.
Die Reflexionsmittel nach Anspruch 8 können z.B. als einfache verspiegelte Flächen ausgebildet sein, die einen sehr hohen Anteil des auftreffenden Lichts zurückstrahlen.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 bleibt das Anzeigee¬ lement des Schalters unabhängig von der Schalterstellung ein¬ geschaltet.
Die Weiterbildung nach Anspruch 10 verändert die Leuchtstärke des Anzeigeelementes in Abhängigkeit von der Schalterstel¬ lung, die somit in einfacher Weise anzeigbar ist.
Die Blende nach Anspruch 11 realisiert die Schaltfunktion in besonders einfacher und wirksamer Weise, wobei die Schalt- blende nach Anspruch 12 ein besonders deutliches Schaltsignal ergibt.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 13 kann der Schalter als Kurzhubtaste ausgebildet werden, deren Hub geringfügig größer ist als der Lochdurchmesser.
Die Dimmblende nach Anspruch 14 läßt das Anzeigeelement in unterschiedlichen Helligkeitsstufen leuchten, die die Schalt¬ stellung des Schalters hinreichend unterschiedlich anzeigen. Die niedrigere Leuchtstufe kann so eingestellt werden, daß die Lage des Schalters auch bei Dunkelheit sicher zu erkennen ist.
Die zusätzliche Schaltblende nach Anspruch 15 läßt sich mit geringem Mehraufwand verwirklichen. Der in den Rückleiter eingespeiste Restlichtanteil wird vollständig ausgeblendet, so daß an die Empfindlichkeit des Empfängers geringere Anfor¬ derungen gestellt werden können. Die Blende kann z.B. als dünner Streifen mit einem Fenster oder transparenten Ab- schnitt für das durchtretende Licht ausgebildet sein. Der
Streifen ist z.B. unmittelbar am Bedienelement des Schalters befestigt und in seiner Materialebene verschiebbar gelagert. Dabei befindet sich das Fenster bzw. der transparente Ab¬ schnitt in der Durchgangsstellung im Bereich des sich senk- recht zur Blende erstreckenden Lichtleiters, sodaß das Licht ungehindert hindurchtreten kann. In der anderen Schaltstel¬ lung verdeckt das Blendenmaterial die Lichtöffnung, so daß der Strahlengang gedämpft wird.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 16 läßt sich die
Strahlführung im Schalter mit geringem Aufwand realisieren. Bei längeren Lichtstrecken können zusätzlich auch Fokussie- rungsmittel eingesetzt werden.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 17 lassen sich die
Strahlen des ankommenden Lichts in einfacher Weise direkt ab¬ lenken, um den erforderlichen Schaltvorgang auszulösen.
Die Weiterbildung nach Anspruch 18 ergibt einen einfach auf- gebauten Schalter, der sowohl eine Suchbeleuchtung und eine Funktionsbeleuchtung des Anzeigeelementes sowie eine Schalt- funktion ermöglicht. Im eingedrückten Zustand des Stößels kann das ganze ankommende Licht das Anzeigeelement beleuch¬ ten, wodurch die Schaltstellung eines eingeschalteten Ver- brauchers deutlich angezeigt wird. In den Lichtleiter wird dabei kein Licht zurückgeführt. Bei dem in seine Ausgangs¬ stellung zurückgeschobenen Stößel wird noch ein geringer An- teil des Lichts auf das Anzeigeelement geworfen, was die Lage des Schalters bei Dunkelheit erkennen läßt. Der andere Teil des Lichts kann mittels des Hohlspiegels in den Lichtleiter zurückgeworfen werden, wodurch der Empfänger ein deutliches Schaltsignal registriert.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 19 können die Licht¬ quellen zusammen mit den Empfängern in einem Zug montiert, gelötet und zuverlässig verschaltet werden.
Die Weiterbildung nach Anspruch 20 ermöglicht die Anpassung der Lichtstärke an die Helligkeitsverhältnisse in der Umge¬ bung der Anzeigeelemente.
Die Weiterbildung nach Anspruch 21 erfordert für mehrere
Schalter nur einen Empfänger und eine Lichtquelle. Die ver¬ schiedenen Hin- und Rückleiter werden auf eine sehr kurze Länge reduziert und darüber hinaus im abgehenden und ankom¬ menden Lichtleiter zusammengefaßt, was den gesamten Verlege- aufwand verringert.
Durch die Weiterbildung nach den Ansprüchen 22 und 23 läßt sich die Lichtstärke individuell den Erfordernissen der ein¬ zelnen Schalter anpassen.
Die Weiterbildung nach Anspruch 24 ermöglicht im Multiplex- verfahren den Anschluß mehrerer Schalter an einen Lichtlei¬ ter. Durch die Filter oder Fluoreszenzmittel werden von den einzelnen Schaltern schmalbandige Lichtsignale von unter- schiedlichen Wellenlängen den Empfängern zugeführt. Diese sind ihrerseits mit Filtern ausgestattet die auf die spezifi¬ sche Wellenlänge des zugehörigen Schalters abgestimmt sind. Dadurch wird jeder Empfänger nur von dem SchaltSignal des ihm zugeordneten Schalters angesprochen.
Die Weiterbildung nach Anspruch 25 ermöglicht es, den Licht¬ leiter aus einer einzigen Lichtquelle zu speisen. Die Sendedioden nach Anspruch 26 lassen sich im Takt abwech¬ selnd betreiben, wodurch die in den Empfängern ankommenden Signale noch deutlicher unterschieden werden können, so daß die Frequenzabstände zwischen den Signalen verringert werden können. Damit läßt sich die Anzahl der an eine Leitung ange¬ schlossenen Schalter erhöhen.
Der Mehrfachschalter nach Anspruch 27 kann unterschiedliche Schaltfunktionen aufweisen. Beispielsweise benötigt ein her¬ kömmlicher Lenkstockschalter eines Automobils eine Vielzahl von Leitungen, die nach der Erfindung durch einen einzigen Lichtleiter ersetzt werden können. Dieser ist leichter, fle¬ xibler und damit einfacher verlegbar als ein entsprechendes elektrisches Kabelbündel, das zudem wesentlich mehr Raum ins¬ besondere für die Steckanschlüsse im engen Lenksäulenbereich beansprucht. Der einfache Lichtleiter läßt sich demgegenüber mit geringem Raumbedarf montagefreundlich an den Mehfach- schalter heranführen. Im Schalter können die erforderlichen Verzweigungen z.B. als abgestuft angeordnete Ablenkmittel ausgebildet sein. In ähnlicher Weise läßt sich auch ein Mehr¬ stufenschalter ausbilden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisiert dargestellten Ausführungsbeispielen näher er¬ läutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 einen Schalter für eine Kraftfahrzeug in zwei verschiedenen Schaltstellungen mit zwei Lichtleitern, einer Lichtquelle und einem Empfänger,
Fig. 3 und 4 einen anderen Schalter in zwei verschiedenen
Schaltstellungen mit nur einem Lichtleiter, Fig 5 einen weiteren Schalter mit einem Lichtleiter einer
Blende und wahlweise anschließbaren verschiedenen Lichtquellen und Empfängern,
Fig 6 einen anderen Schalter mit einem Lichtleiter und einem verschiebbaren Spiegel Fig 7 drei an einen Lichtleiter angeschlossene Schalter mit drei Empfängern, Fig 8 die Schalter nach Fig 7 mit drei unterschiedlichen Lichtquellen, Fig 9 einen mehrstufigen Schalter mit einem Lichtleiter.
Die Figuren l und 2 zeigen eine Einrichtung zum Steuern eines elektrischen Schaltstroms in einem Kraftfahrzeug mittels ei¬ nes Schalters 1 mit zwei angeschlossenen Lichtleitern 2, von denen einer als eine Leuchtleitung dient, die von einer
Lichtquelle 3 gespeist wird. Der andere Lichtleiter dient als Signalleiter, der in einem als Empfangsdiode ausgebildeten Empfänger 4 mündet. Diese setzt die aus der Signalleitung austretenden Lichtsignale in elektrische Signale einer Steu- erleitung 5 um, mittels derer ein elektrischer Verbraucher 6 ein- und ausgeschaltet werden kann.
Der Schalter 1 weist ein als verschiebbare Taste ausgebilde¬ tes Bedienorgan 6 auf, an dessen innerem Ende eine Schalt- blende 7 angesetzt ist. Die beiden Lichtleiter 2 sind auf der dem Bedienorgan abgewandten Rückseite an den Schalter l ange¬ setzt. Das Gehäuse des Schalters l weist transparente bzw. hohle Lichtkanäle 8 auf, die sich in der Verlängerung der beiden Lichtleiter bis zur gegenüberliegenden Bedienungsseite des Schalters 1 erstrecken. Zwischen den beiden Lichtkanälen 8 ist ein Querkanal 9 ausgebildet, in den die Schaltblende 7 hineinragt.
Das aus dem als Leuchtleitung dienenden Lichtleiter 2 austre- tende Licht trifft im zugehörigen Lichtkanal 8 auf einen schrägstehenden teildurchlässigen Spiegel 10, der einen Teil des ankommenden Lichts geradlinig bis zu einem als Suchbe¬ leuchtung dienenden Anzeigelement 11 hindurchtreten läßt und der den restlichen Teil in den Querkanal 9 reflektiert. Die Schaltblende 7 ist so ausgebildet, daß bei nicht eingedrück¬ ter Taste (Fig. 1) der Strahlengang im Querkanal versperrt ist. In der anderen Schaltstellung (Fig. 2) können die Lichtstrah¬ len des Querkanals ungehindert durch eine Öffnung der Schalt- blende 7 hindurchtreten. Die Strahlen treffen auf ein Prisma 12 mit zwei 45 °-Schrägen , die das aus dem Querkanal ankom¬ mende Licht weiter aufteilen, wobei ein Teil im zweiten Lichtkanal 8 auf den zweiten als Signalleitung dienenden Lichtleiter 2 gerichtet werden. Der andere Teil wird in die entgegengesetzte Richtung des Lichtkanals 8 projiziert und einem zweiten Anzeigeelement 11 zugeführt, das als Funktions¬ beleuchtung dient und die Schaltstellung des Bedienorgans 6 anzeig .
Nach den Figuren 3 und 4 ist das Bedienorgan 6 als zylindri- scher Stößel ausgebildet, der einen konischen Durchbruch 13 aufweist, der sich zur Rückseite des Schalters 1 hin ver¬ jüngt. Das Ende des einzigen angesetzten Lichtleiters 2 ver¬ läuft koaxial zum Durchbruch 13 und ist von der Rückseite her auf den Durchbruch 13 gerichtet. Das zur Rückseite hin ge- richtete innere Ende des Stößels ist als hohle verspiegelte Kugelkalotte ausgebildet, die einen Hohlspiegel 14 bildet, dessen Mittelpunkt bei zurückgeschobenem Stößel (Fig 3) in der Stirnfläche des Lichtleiterendes liegt. Das innerhalb der numerischen Apertur des Lichtleiters kegelförmig austretende Licht wird dadurch mit Ausnahme der Durchbruchsfläche in den Lichtleiter 2 zurückgeblendet. Das Restlicht gelangt durch den Durchbruch zu dem bedienungsseitig angeordneten Anzeigee¬ lement 11 , das in dieser Schaltstellung als Suchbeleuchtung dient. Der Durchbruch 13 ist ebenfalls verspiegelt. Von außen eintretendes Streulicht wird dadurch schrittweise so stark abgelenkt, daß es nicht in den Lichtleiter 2 eintreten kann.
In der anderen Schaltstellung (Fig 4) des Stößels ist der Durchbruch 13 so nahe an das Lichtleiterende herangerückt, daß das gesamte austretende Licht in am Hohlspiegel 14 vorbei in den Durchbruch 13 gelangt. Damit wird kein Licht in den Lichtleiter zurückgeführt. Das Anzeigeelement wird erheblich heller beleuchtet und zeigt die entsprechende Funktionsstel¬ lung des Schalters besonders deutlich an. Die Verspiegelung des Durchbruchs bewirkt, daß dabei kein Licht an den Innen¬ wänden absorbiert wird.
Der Lichtleiter 2 weist an seinem anderen Ende eine Verzwei¬ gung 15 auf, durch die das abgehende und ein großer Teil des ankommenden Lichts auf einen getrennten Eingang von der Lichtquelle 3 bzw. Ausgang zum Empfänger 4 aufgeteilt wird.
Der Schalter 1 nach Fig 5 ist ebenfalls nur an einen Licht¬ leiter 2 angeschlossen. Er weist ähnlich Fig.l den Lichtkanal
8 , den Querkanal 9 und den teildurchlässigen Spiegel 10 auf. Das in den Querkanal 9 eingeblendete Licht trifft jedoch auf ein Leuchtmittel 16, das z.B. als Reflexions-, Fluoreszenz¬ oder Phosphoreszenzschicht ausgebildet sein kann. Das ankom¬ mende Licht induziert am Leuchtmittel 16 Steuerlicht, das in der entgegengesetzten Richtung im Strahlengang des Querkanals
9 und des Lichtkanals 8 zum Lichtleiter 2 zurückgeführt wird.
Die Schaltblende 7 ist hier mit einer Vielzahl von rasterar¬ tig verteilten entsprechend kleinen Löchern versehen, die mit entsprechend verteilten Löchern einer Lochplatte kongruent sind. Durch eine entsprechend geringe Hubbewegung des tasten- artigen Bedienorgans 6 wird der Lichtdurchtritt entweder ge¬ öffnet oder geschlossen.
Beim ähnlich aufgebauten Schalter l nach Figur 6 ist die Schaltblende mit einer Reflexionsschicht versehen, die bei eingedrücktem Bedienorgan 6 das ankommende Licht zum Licht¬ leiter hin reflektiert. In der anderen Schaltstellung gelangt das ankommende Licht in einen schwarzmattierten Hohlkegel 17 und wird darin absorbiert.
Nach Fig 7 sind mehrere Schalter 1 ähnlich Fig. 5 an nur ei¬ nen Lichtleiter 2 über zusätzliche Verzweigungen 15 ange¬ schlossen. Die Lichtquelle 3 sendet breitbandiges Licht, das sich auf die einzelnen Schalter 1 verteilt. Diese weisen in¬ dividuell unterschiedliche Filter 18 auf die nur schmalbandi- ges Licht von unterschiedlichen Wellenlängen hindurchtreten lassen. Jedem Schalter 1 ist ein Empfänger 4 zugeordnet, der einen Filter mit gleicher Charakteristik aufweist und demzu¬ folge nur die Lichtsignale empfängt, die die Schaltblende des zugehörigen Schalters passieren.
Nach Fig 8 sind den einzelnen an den Lichtleiter angeschlos- senen Schaltern einzelne als Sendedioden ausgebildete Licht¬ quellen 4 zugeordnet. Diese können den einzelnen Filtern ent¬ sprechende Lichtfarben im Wechseltakt erzeugen. Zum Merkmal Farbe kommt hier noch das Unterscheidungskriterium Zeitinter¬ vall hinzu, das in einer elektronischen Auswerteschaltung er- kannt und entsprechend bewertet werden kann. Dadurch ist eine besonders deutliche Trennung der aus dem Schalter ankommenden Lichtsignale möglich.
Der mehrstufige Schalter nach Figur 9 ist ebenfalls an einen einzigen Lichtleiter 2 angeschlossen, dessen anderes Ende an Lichtquellen 3 und Empfänger 4 wie in Figur 7 oder Figur 8 angeschlossen ist. Den verschiedenen Schaltstellungen des stößelartigen Bedienorgans 6 mit der Schaltblende 7 sind hier mehrere zueinander parallele Querkanäle 9 zugeordnet, in die das ankommende Licht über unterschiedlich große Prismen bzw. Spiegel aus dem Lichtkanal verzweigt wird und die auf reflek¬ tierende Leuchtmittel 18 gerichtet sind. In die Querkanäle 9 sind Filter für unterschiedliche Farbwerte eingesetzt, die eine Unterscheidung der einzelnen Schaltstellungen ermögli- chen.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Steuern eines elektrischen Schaltstroms in einem Kraftfahrzeug mittels eines manuell betätigbaren Schal- ters (1) mit einem optischen Anzeigeelement (11) , das über einen als Leuchtleitung dienenden Lichtleiter (2) mit einer externen Lichtquelle (3) verbunden ist, wobei der Schalter (l) ein Bedienorgan (6) aufweist, durch dessen Betätigung der Schaltεtrom veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Energie des aus der Leuchtleitung im Schalter (1) ankommenden Lichts durch die Betätigung des Bedienorgans (6) mittels einer optischen Steuereinrichtung modifizierbar und in ein optisches Steuersignal umwandelbar ist, das über einen als Signalleitung dienenden Lichtleiter (2) zu einem externen als optoelektrischen Wandler ausgebil¬ deten Empfänger (4) geführt ist, der in Abhängigkeit vom Zu¬ stand des empfangenen Steuersignals den Schaltstrom verän¬ dert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des in der Leuchtleitung ankommenden Lichts im Schalter (1) aus dem zum Anzeigeelement (11) füh¬ renden Strahlengang über Verzweigungsmittel in die Signallei¬ tung einkoppelbar ist und daß die mit dem Bedienorgan (6) verbundene Steuereinrichtung den Strahlengang zwischen der Leuchtleitung und der Signalleitung beeinflußt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Signalleitung und die Leuchtleitung in getrennten Lichtleitern (2) realisiert sind, die über zumindest eine Verzweigung (15) miteinander gekoppelt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, daß die Signalleitung und die Leuchtleitung zu einem einzigen Lichtleiter (2) zusammengefaßt sind, der an dem der Licht- quelle (3) zugewandten Ende in eine Verzweigung (15) mündet, die mit der Lichtquelle (3) und dem Wandler verbunden ist und daß im Schalter (1) durch das ankommende Licht mittels Leuchtmitteln (16) Steuerlicht induziert und in den Lichtlei- ter (2) zurückgeleitet wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel als mit einer Empfangsdiode verbundene Sendediode ausgebildet sind die durch von der Empfangsdiode erzeugte elektrische Energie betrieben wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (16) als Fluoreszenzmittel ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (16) als Phosphoreszenzmittel ausgebil¬ det sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtmittel (16) als Reflexionsmittel ausgebildet sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung dem Signalleiter zugeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung dem Leuchtleiter zugeordnet ist.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , da¬ durch gekennzeichnet, die Steuereinrichtung eine Blende aufweist, die mit dem Be- dienelement des Schalters (1) verbunden ist und die die
Lichtintensität je nach Schaltstellung stufenweise auf unter¬ schiedliche Werte einstellt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als Schaltblende (7) ausgebildet ist, die den Strahlengang im Schalter (1) in einer UnterbrechungsStellung vollständig unterbricht.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltblende (7) aus einem beweglichen, mit einem Lochmuster versehenen Schieber und einer festen Lochplatte besteht, deren Löcher sich in einer der Schaltstellungen mit den Löchern des Schiebers decken, und daß in der anderen Schaltstellung die Löcher des Schiebers vom Zwischenmaterial der Lochplatte verdeckt sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Dimmblende ausgebildete Blende dem Leuchtleiter zugeordnet ist und zwei partiell unterschiedlich transparente Abschnitte aufweist, die je nach Schaltstellung wechselweise in den Strahlengang des ankommenden Lichts hineinragen.
15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Dimmblende dem Signalleiter eine Schalt- blende zugeordnet ist, die mit dem Bedienelement des Schal¬ ters (1) verbunden ist.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Schalter (1) zur Strahlablenkung Spiegel (10) oder Prismen (12) aufweist, die teilweise lichtdurchlässig bzw. lichtteilend ausgebildet sind.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (10) mit dem Bedienorgan (6) verbundenen ist
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienorgan (6) als Stößel ausgebildet ist, dessen dem Lichtleiter (2) zugewandtes Ende einen Hohlspiegel auf- weist (14) , der konzentrisch über dem ankommenden Lichtlei¬ terende angeordnet ist, daß der Hohlspiegel (14) eine zentra¬ le Lichtöffnung aufweist und daß der Stößel im Anschluß an die Öffnung lichtdurchlässig ausgebildet ist, daß die Öffnung in der eingedrückten Schaltstellung des Stößels den Lichtke¬ gel des aus dem Lichtleiter (2) austretenden Lichts weitge¬ hend überdeckt, daß in der anderen SchaltStellung der Hohl¬ spiegel (14) den Lichtkegel weitgehend überdeckt und daß da¬ bei der Hohlspiegel (14) einen großen Teil des Lichts in den Lichtleiter (2) zurückstrahlt.
19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß mehrere Empfänger (4) in einem Steuergerät vorzugsweise auf einer Leiterplatte zusammengefaßt sind.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstärke der Lichtquelle (3) veränderbar ist und daß die Empfindlichkeit des Empfängers (4) entsprechend ab- stimmbar ist.
21. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß für mehrere Schalter (1) eine gemeinsame externe Licht- quelle (3) vorgesehen ist, von der aus die Lichtleiter (2) zu den verschiedenen Schaltern (l) geführt sind.
22. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß jedem Schalter (1) eine Lichtquelle (3) zugeordnet ist.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (3) als Leucht- oder Laserdiode ausge¬ bildet sind und auf der Leiterplatte zusammengefaßt sind.
24. Einrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltern (1) hintereinander über Verzweigungen (15) an einen Lichtleiter (2) angeschlossen sind, der mit Licht von mehreren unterschiedlichen Wellenlängen gespeist ist, daß in den einzelnen Schaltern (1) unterschiedliche Fil- ter (18) oder Fluoreszenzmittel angeordnet sind, die das
Licht auf ein schmales Spektrum reduzieren, und daß die Emp¬ fänger (4) selektiv auf unterschiedliche Farbwerte einge¬ stellt sind.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) für die Schalter (1) ein breites Farbspektrum aufweist.
26. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lichtleiter (2) mehrere Sendedioden mit unter¬ schiedlichen schmalbandigen Farbwerten angeschlossen sind.
27. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß mehrere Schalter (1) zu einem Mehrfachschalter oder zu einem mehrstufigen Schalter zusammengefaßt sind.
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