EP1122627B1 - Schalter-Betätigungsmechanismus - Google Patents

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EP1122627B1
EP1122627B1 EP01102142A EP01102142A EP1122627B1 EP 1122627 B1 EP1122627 B1 EP 1122627B1 EP 01102142 A EP01102142 A EP 01102142A EP 01102142 A EP01102142 A EP 01102142A EP 1122627 B1 EP1122627 B1 EP 1122627B1
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EP
European Patent Office
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actuating mechanism
switch actuating
set forth
spring disk
bearing part
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EP01102142A
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EP1122627A3 (de
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Jochen Löschner
Lars Kukei
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BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • the invention relates to a switch actuating mechanism according to the Preamble of claim 1.
  • the switch such as mirror adjustment in vehicles or switches for game consoles and the like can be used, the rocker arm is off a central rest position in all directions swiveling and through Spring force applied to the rest position.
  • the switch actuating mechanism must corresponding mobility degrees of freedom have, coupled with variable restoring forces and locking positions could be.
  • Complex movement patterns are with accordingly numerous, matched components feasible.
  • the invention provides a switch actuating mechanism, the with minimal effort on components a complex movement pattern allowed for the rocker arm.
  • the Rocker arm rotatable about its longitudinal axis and rotatably coupled to the spring washer.
  • the spring washer alone is in able to return forces to return the rocker arm in his to deliver central rest position from every operating position out.
  • the spring washer is curved and with its concave side facing the contact surface of the base.
  • the spring washer and the contact surface on the inside of the base preferably have cooperating shapes, in particular, ramp surfaces sliding on each other, so that the Spring force produce a force acting in the circumferential direction component can.
  • the spring washer and the contact surface additionally or alternatively cooperating with each other Moldings, the more detent positions of the rocker arm define.
  • the switch actuating mechanism is in a socket or housing arranged, of which only a wall part 10 shown in FIG is.
  • this wall part 10 is a spherical cap bearing receptacle 12 formed.
  • this bearing seat 12 is a corresponding taken spherical cap-shaped bearing part 14 of a rocker arm, from that in Figure 1 except the bearing part 14 a connected thereto Shaft 16 is shown.
  • the bearing part 14 has on the spherical cap-shaped Area then a cylindrical portion 18 and at its end facing away from the shaft 16 a radially projecting, circular disc-shaped flange 20.
  • the central opening 22 of the Flange 20 is continued in the interior of the bearing part 14 and forms there a concavely rounded support surface 24.
  • On the base of the actuating mechanism supported bearing pin 26 extends through the opening 22 and with its crowned rounded free end in Appendix to the concavely rounded support surface 24th
  • a circular, dish-shaped curved spring washer 28 placed on the Ring flange 20 axially supported.
  • the concave side of the plate spring 28 is the inner surface of the Wandungssteils 10 facing.
  • the spring washer 28 has a central hole 30, the shape of the outer circumference of the cylindrical Part 18 of the bearing part 14 corresponds.
  • the spring washer 28 lies with its outer periphery 34 on an inside, annular contact surface 36 of the wall part 10 at. These annular contact surface 36 is in the embodiment shown in FIG the wall part 10 sunk. As can be seen from Figure 2, has the spring washer 28 on its outer periphery 34 a number of pronounced Cams 38, namely four arranged at angular intervals of 90 ° Contact cams. The number and arrangement of the contact cam 38 is determined by the functionality of the switch to be actuated. These Cams 38 are mold designs that come with corresponding shapes the contact surface 36 for defining detent positions interact. These detent positions come with the rotation of the rocker arm 16 about its longitudinal axis.
  • the rocker arm formed by bearing part 14 and shaft 16 is starting pivoted from the rest position shown in Figure 1 in all directions and at the same time rotatable about its axis.
  • the spring washer 28 sets for the rocker arm in each of its deflection positions Restoring force ready him in the rest position shown in Figure 1 can lead back. Due to the curved shape of the spring washer 28 have the actuation and restoring forces a degressive characteristic.
  • the spring washer 28 can also be used for a reverse rotation of the rocker arm provide restoring forces required in its rest position.
  • To the cams 38 run over ramped areas of the contact surface 36. By the axial pressure on these ramped surface areas circumferentially oriented force components are generated.
  • the described switch actuating mechanism met with only a few Compile all the requirements for complex switch functions and switch positions.
  • the simple structure of the actuating mechanism enables efficient production in large quantities.
  • the Switching feel of the actuating mechanism may be due to the nature the spring washer 28 can be largely determined.
  • the essential parameters are the choice of material, the material thickness, the radius of curvature as well as the disc and the hole diameter.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter-Betätigungsmechanismus gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Bei einem solchen Schalter-Betätigungsmechanismus, der für Schalter wie Spiegelverstellschalter in Fahrzeugen oder Schalter für Spielkonsolen und dergleichen verwendet werden kann, ist der Kipphebel aus einer zentralen Ruhelage in alle Richtungen verschwenkbar und durch Federkraft in die Ruhelage beaufschlagt.
Je nach der von dem Schalter verlangten Funktionalität muß der Schalter-Betätigungsmechanismus entsprechende Beweglichkeitsfreiheitsgrade aufweisen, die mit variablen Rückstellkräften und Rastpositionen gekoppelt sein können. Komplexe Bewegungsmuster sind mit entsprechend zahlreichen, aufeinander abgestimmten Bauteilen realisierbar.
Aus der US-A-4,500,867 ist ein Betätigungselement mit einem Kipphebel bekannt, der ein in einem Sockel allseitig verschwenkbares Lagerteil mit einem daran befestigten Schaft aufweist. Eine Federscheibe ist zwischen dem Lagerteil und dem Sockel angeordnet. Durch die Federscheibe ist der Kipphebel in eine zentrale Ruhelage beaufschlagt.
Durch die Erfindung wird ein Schalter-Betätigungsmechanismus geschaffen, der mit geringstem Aufwand an Bauteilen ein komplexes Bewegungsmuster für den Kipphebel ermöglicht. Gemäß der Erfindung ist der Kipphebel um seine Längsachse drehbar und mit der Federscheibe drehfest gekoppelt.
Die Federscheibe allein ist in der Lage, die Rückstellkräfte zur Rückbewegung des Kipphebels in seine zentrale Ruhelage aus jeder Betätigungsstellung heraus zu liefern. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Federscheibe gewölbt und mit ihrer konkaven Seite der Kontaktfläche des Sockels zugewandt. Durch diese Ausbildung der Federscheibe hat die von ihr bewirkte Betätigungs- und Rückstellkraft eine degressive Charakteristik.
Die Federscheibe und die Kontaktfläche an der Innenseite des Sockels haben bevorzugterweise miteinander zusammenwirkende Formgestaltungen, insbesondere aufeinander gleitende Rampenflächen, so daß die Federkraft eine in Umfangsrichtung wirkende Kraftkomponente erzeugen kann. Für die Bereitstellung von Rastpositionen haben die Federscheibe und die Kontaktfläche zusätzlich oder alternativ miteinander zusammenwirkende Formgestaltungen, die mehrere Raststellungen des Kipphebels definieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
  • Figur 1 einen schematischen Teilschnitt eines Schalter-Betätigungsmechanismus;
  • Figur 2 eine schematische Perspektivansicht einer Federscheibe des Betätigungsmechanismus;
  • Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Federscheibe;
  • Figur 4 eine Draufsicht der Federscheibe;
  • Figur 5 und 6 zwei Ausführungsvarianten.
    • Der Schalter-Betätigungsmechanismus ist in einem Sockel oder Gehäuse angeordnet, von dem in Figur 1 nur ein Wandungsteil 10 dargestellt ist. In diesem Wandungsteil 10 ist eine kugelkappenförmige Lageraufnahme 12 gebildet. In dieser Lageraufnahme 12 ist ein entsprechend kugelkappenförmig ausgebildetes Lagerteil 14 eines Kipphebels aufgenommen, von dem in Figur 1 außer dem Lagerteil 14 ein mit diesem verbundener Schaft 16 gezeigt ist. Das Lagerteil 14 hat an den kugelkappenförmigen Bereich anschließend einen zylindrischen Bereich 18 und an seinem von dem Schaft 16 abgewandten Ende einen radial abstehenden, kreisscheibenförmigen Flansch 20. Die mittlere Öffnung 22 des Flansches 20 ist in das Innere des Lagerteils 14 fortgesetzt und bildet dort eine konkav gerundete Stützfläche 24. Ein am Sockel des Betätigungsmechanismus abgestützter Lagerstift 26 erstreckt sich durch die Öffnung 22 und mit seinem ballig gerundeten freien Ende in Anlage an die konkav gerundete Stützfläche 24.
    Auf den zylindrischen Teil 18 des Lagerteils 12 ist eine kreisrunde, tellerartig gewölbte Federscheibe 28 aufgesetzt, die sich an dem Ringflansch 20 axial abstützt. Die konkave Seite der Tellerfeder 28 ist der Innenfläche des Wandungsteils 10 zugekehrt. Die Federscheibe 28 hat ein mittiges Loch 30, dessen Form dem Außenumfang des zylindrischen Teils 18 des Lagerteils 14 entspricht. Durch zwei einander diametral gegenüberliegende Kerben 32 in der Öffnung 30 und darin eingreifende Rippen am Lagerteil 14 ist dieses mit der Federscheibe 28 drehfest gekoppelt.
    Die Federscheibe 28 liegt mit ihrem Außenumfang 34 an einer innenseitigen, ringförmigen Kontaktfläche 36 des Wandungsteils 10 an. Diese ringförmige Kontaktfläche 36 ist bei der gezeigten Ausführungsform in den Wandungsteil 10 eingesenkt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, hat die Federscheibe 28 an ihrem Außenumfang 34 eine Anzahl von ausgeprägten Nocken 38, nämlich vier in Winkelabständen von 90° angeordnete Kontaktnocken. Die Anzahl und Anordnung der Kontaktnocken 38 wird durch die Funktionalität des zu betätigenden Schalters bestimmt. Diese Nocken 38 sind Formgestaltungen, die mit entsprechenden Formgestaltungen der Kontaktfläche 36 zur Definition von Raststellungen zusammenwirken. Diese Raststellungen kommen bei der Drehung des Kipphebels 16 um seine Längsachse zustande.
    Der durch Lagerteil 14 und Schaft 16 gebildete Kipphebel ist ausgehend von der in Figur 1 gezeigten Ruhelage in alle Richtungen verschwenkbar und zugleich um seine Achse verdrehbar. Die Federscheibe 28 stellt für den Kipphebel in jeder seiner Auslenkpositionen eine Rückstellkraft bereit, die ihn in die in Figur 1 gezeigte Ruhelage zurückführen kann. Durch die gewölbte Form der Federscheibe 28 haben die Betätigungs- und Rückstellkräfte eine degressive Charakteristik. Die Federscheibe 28 kann auch die für eine Rückdrehung des Kipphebels in seine Ruhelage erforderlichen Rückstellkräfte bereitstellen. Dazu laufen die Nocken 38 über rampenförmige Flächenbereiche der Kontaktfläche 36. Durch den axialen Druck auf diese rampenförmigen Flächenbereiche werden in Umfangsrichtung orientierte Kraftkomponenten erzeugt.
    Der beschriebene Schalter-Betätigungsmechanismus erfüllt mit nur wenigen Bauteilen alle Anforderungen für komplexe Schalterfunktionen und Schalterstellungen. Der einfache Aufbau des Betätigungsmechanismus ermöglicht eine rationelle Fertigung in großen Stückzahlen. Das Schaltgefühl des Betätigungsmechanismus kann durch die Beschaffenheit der Federscheibe 28 weitgehend bestimmt werden. Die wesentlichen Parameter sind die Wahl des Materials, der Materialdicke, des Wölbungsradius sowie der Scheiben- und der Lochdurchmesser.
    Bei der Ausführungsvariante nach Figur 5 ist die Wölbung der Federscheibe 28 mit der konvexen Seite in Anlage an dem Sockel. Alternativ oder zusätzlich, wie in Figur 5 gestrichelt dargestellt, stützt sich der Umfangsrand des Flansches 20 an einer Federscheibe 29 ab, die am Boden des Sockels aufliegt und den Lagerstift 26 umgibt.
    Eine von der Kreisform abweichende Ausführung der Federscheibe 28a zeigt die Figur 6. Zur Verdrehsicherung sind statt der Kerben 32 bei Figur 4 zwei Nocken 33 an der Öffnung 30 gebildet. Ferner hat die Federscheibe 28a vier um 90° versetzte Kontakt- und Stützfahnen 39.

    Claims (9)

    1. Schalter-Betätigungsmechanismus mit einem Kipphebel, der ein in einem Sockel allseitig verschwenkbar geführtes Lagerteil (14) und einen an diesem befestigten Schaft (16) aufweist sowie aus einer zentralen Ruhelage in alle Richtungen verschwenkbar und durch Federkraft in die Ruhelage beaufschlagt ist, wobei die Federkraft durch eine Federscheibe (28) bereitgestellt wird, die axial an dem Lagerteil (14) abgestützt ist und mit ihrem Außenumfang (34) oder Innenumfang an einer das Lagerteil (14) umgebenden innenseitigen Kontaktfläche (36) des Sockels anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel um seine Längsachse drehbar und mit der Federscheibe (28) drehfest gekoppelt ist.
    2. Schalter-Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (28) gewölbt, mit ihrer konkaven Seite der Kontaktfläche des Sockels zugewandt und an ihrem Außenumfang auf der Kontaktfläche des Sockels abgestützt ist.
    3. Schalter-Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe gewölbt, mit ihrer konvexen Seite der Kontaktfläche (36) des Sockels zugewandt und mit ihrem Außenumfang (34) auf dem Kipphebel abgestützt ist.
    4. Schalter-Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (28) und die Kontaktfläche (36) miteinander zusammenwirkende Formgestaltungen aufweisen, die mehrere Raststellungen des Kipphebels definieren.
    5. Schalter-Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (28) und die Kontaktfläche (36) aufeinander gleitende Rampenflächen aufweisen, die im Zusammenwirken mit der Federkraft der Federscheibe (28) eine Rückdrehung des Kipphebels in die Ruhelage bewirken.
    6. Schalter-Betätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerteil (14) eine kugelsegmentförmige Lagerfläche und auf seiner von der Lagerfläche abgewandten Seite eine konkave Stützfläche (24) aufweist, in die ein Lagerstift (26) mit einem ballig gerundeten Ende eingreift.
    7. Schalter-Betätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Lagerteils (14) ein radial abstehender Flansch (20) angeordnet ist, an dem sich die Federscheibe (28) abstützt.
    8. Schalter-Betätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (28) kreisrund mit einer mittigen Öffnung (22) zum Aufsetzen auf das Lagerteil (14) ausgebildet ist.
    9. Schalter-Betätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (28) radial abstehende Stütz- und Kontaktfahnen aufweist.
    EP01102142A 2000-02-03 2001-02-01 Schalter-Betätigungsmechanismus Expired - Lifetime EP1122627B1 (de)

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    Publication Number Publication Date
    EP1122627A2 EP1122627A2 (de) 2001-08-08
    EP1122627A3 EP1122627A3 (de) 2003-07-30
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    EP (1) EP1122627B1 (de)
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    DE (2) DE20001869U1 (de)

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