EP1239497A1 - Schalter, insbesondere Schalter für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP1239497A1
EP1239497A1 EP02002923A EP02002923A EP1239497A1 EP 1239497 A1 EP1239497 A1 EP 1239497A1 EP 02002923 A EP02002923 A EP 02002923A EP 02002923 A EP02002923 A EP 02002923A EP 1239497 A1 EP1239497 A1 EP 1239497A1
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EP
European Patent Office
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switching
switch
switching element
leg
receptacle
Prior art date
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EP02002923A
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English (en)
French (fr)
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EP1239497B1 (de
Inventor
Reinhard Mahler
Jürgen Bosch
Jakob Bötz
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Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1239497A1 publication Critical patent/EP1239497A1/de
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Publication of EP1239497B1 publication Critical patent/EP1239497B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H21/00—Switches operated by an operating part in the form of a pivotable member acted upon directly by a solid body, e.g. by a hand
    • H01H21/02—Details
    • H01H21/18—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H21/22—Operating parts, e.g. handle
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H21/02—Details
    • H01H21/18—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H21/22—Operating parts, e.g. handle
    • H01H2021/225—Operating parts, e.g. handle with push-pull operation, e.g. which can be pivoted in both directions by pushing or pulling on the same extremity of the operating member
    • 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
    • H01H23/003—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button with more than one electrically distinguishable condition in one or both positions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/01—Application power window

Definitions

  • the invention relates to a switch, in particular one Switches for motor vehicles, with a housing, with a Actuator, with at least one over the Actuator with an actuating force acted upon and displaceable in the switching direction or pivotally mounted switching element and with the Switching element lockable contact points.
  • the Switching element can be part of a switching mechanism be, wherein the actuating element, the switching element acted upon directly or indirectly.
  • the contact points can also be part of a microswitch, the middle or is actuated directly via the switching element.
  • the invention also relates to a switching element for in particular such a switch.
  • Such switches are in a variety of ways known. To rattle and clinking noises of the Switch or the components that make up the switch avoid, it is known to switch in Apply a preload to the switching direction. For this, there are in particular spring-elastic components such as Coil springs or the like. Which in the switching direction of the respective components act, application.
  • rattling noises may occur mainly in the event of vibrations, especially in the case of Vehicle vibrations, on.
  • the invention is therefore based on the object to further develop switches of the type described in such a way that Rattling or rattling noises of the switch prevented become.
  • the means comprise one Switching element arranged spring element, which is under Bias against the switching element in the switching direction leading recording supports.
  • a spring element has the advantage that it can be molded onto the switching element can and the relative movement of the switching element opposite with the recording. This allows everyone Position of the switching element can be ensured that the Switching element kept reliably under pretension becomes. No rattling or clinking noises Position of the switching element occur.
  • the means one on the switching element arranged in the switching direction recording include spring element, which is under tension against the Switching element supports.
  • the spring element is not arranged on the switching element, but on the receptacle.
  • Such an arrangement has the advantage that Switching element no additional space for connecting the Spring element needed.
  • the switching element can therefore have relatively small dimensions.
  • the Spring element is a spring tongue.
  • a spring tongue can be in one piece with, for example, the switching element or also formed the receptacle guiding the switching element his.
  • a spring tongue can be provided with little effort and requires relatively little space.
  • the recording on the housing is molded. This has the advantage that the Guide the switching element with respect to the housing of the Switch is specified exactly.
  • the Means the switching element perpendicular to the switching direction apply a preload to the switching element or the recording are molded.
  • Such switching elements or recordings can be made with appropriate Molding tools, especially in large series, very much manufacture inexpensively.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the switching element is L-shaped is formed and has two L-legs, the one leg is guided axially in the switching direction and the other legs in operative connection with the Actuator and / or the contact point is.
  • the switching element is L-shaped is formed and has two L-legs, the one leg is guided axially in the switching direction and the other legs in operative connection with the Actuator and / or the contact point is.
  • the means are on arranged axially guided leg. This will turn on optimal way ensures that rattling noises of the Switching element and in particular the axially guided Thighs, cannot take place.
  • the means along the central axis are preferably in a leg recess arranged as a spring tongue.
  • the Preload advantageously has a symmetrical effect on the switching element. Tilting of the switching element or the axially guided leg is also locked out.
  • the top of the with the Actuator and / or the contact point in Operatively connected leg of the switching element is designed according to the operative connection.
  • Fig. 1 shows an overview in which is indicated in which time sequence two contact points KS1 and KS2 of a switch according to the invention closed or opened to one of four switching levels 1-4 of the switch realize.
  • the contact point KS1 is closed and the contact point KS2 is open at time t 1 .
  • the contact point KS2 is additionally closed at a time t 2 following t 1 .
  • the chronological sequence of the closing of the contact points KS1 and KS2 to reach the switching stage 2 is thus as follows: closing of contact point KS1, then closing of contact point KS2.
  • the contact point KS2 is closed at a time t 1 , the contact point KS1 being open.
  • the contact point KS2 is closed in addition to a switching instant t 2 .
  • the sequence in which the contact points are closed in order to achieve switching stage 4 is therefore as follows: contact KS2 is closed, contact KS1 is then closed.
  • a switching mechanism is shown in the following FIGS with which a certain chronological sequence of the Closing two contact points KS1 and KS2 below Consideration of two switching times implemented can be.
  • the switching mechanism includes the pressure arm 19 or the pull arm 51, a rocker switch and two Switching elements 33.
  • FIG. 2 shows an actuating element 11 which has an actuating section 13.
  • the actuating element 11 is rotatably mounted to a limited extent along an axis 15. If a force Fs 1 is applied to the actuating element 11 on the actuating section 13 according to FIG. 2, the actuating element 11 rotates about the axis 15 along the arrow 17. As a result, a pressure arm 19 is pushed in via a pressure pin 21 formed on the underside of the actuating element 11 A force is applied in the direction of arrow 23.
  • the pressure arm 19 has a vertically displaceably mounted circular cylinder section 25, on whose side facing away from the pressure pin 21 a flat projection 27 is arranged.
  • the projection 27 has a pressure lug 29, via which the force Fs 1 is directed to a rocker switch 31.
  • a rocker switch 31 On the side of the rocker switch facing away from the pressure lug 29, two switching elements 33, which are arranged one behind the other and are arranged so as to be vertically displaceable, are arranged.
  • the switching elements 33 each rest on an elastically deformable switching dome 35, 36 of a switching mat 37 indicated in sections.
  • the switching dome 35 is pressed onto a printed circuit board 39 via the pressure arm 19, its pressure lug 29, the switching rocker 31 and the switching element 33.
  • a contact point KS1 is arranged below the switching dome 35 on the printed circuit board 39 and is closed due to the contact with the side 43 of the switching dome 35 facing the contact point KS1.
  • a microswitch comprising a contact point.
  • the actuating element 11 If the actuating element 11 according to FIG. 3 is subjected to a force Fs 2 in another direction on the actuating section 13, the actuating element 11 is rotated about the axis 15 in the direction of the arrow 45.
  • a nose 47 molded onto the actuating element 11 guides the force Fs 2 into a tension arm 51 which is rotatably mounted about an axis 49 to a limited extent.
  • the tension arm 51 rotates in the direction of the arrow 53 due to the action of the force a nose 55 on.
  • Fig. 5 shows the type of storage of the rocker switch 31.
  • Die Switch rocker 31 has 59 journals in the area of the axis on. The trunnions are in a downward open, vertically extending slot 61 out. This will be next to a horizontal movement of the rocker switch 31 Enables movement.
  • 6 and 7 show the sequence of closing the contact points KS1 and KS2 when the actuating element 11 is raised with a force Fs 1 .
  • the pressure arm 19 is pivoted about the axis 49 to a limited extent.
  • the nose 29 of the pressure arm 19 presses the rocker switch 31 into the inclined position shown in FIG. 6.
  • the force Fs 1 is applied to the rocker switch 31 via the nose 29 near the pivot axis 59.
  • the force Fs 1 is transmitted via the switching rocker 31 to the switching dome 35, which is deformed elastically due to the force Fs 1 and whose contact side 43 closes the contact point KS1. 6 thus represents the first switching stage.
  • FIG. 11 An existing one on the printed circuit board 39, in FIG. 11 indicated electronics 69 detects the closing sequence of the Contact points KS1 and KS2. Because of the recorded sequence is a motor, not shown, accordingly driven.
  • the tension arm 51 is subjected to the force Fs 2 according to FIG. 8.
  • the nose 55 of the pull arm 51 presses the rocker switch 31 into the inclined position shown in FIG. 8.
  • the free end 63 of the rocker switch 31 presses on the switching dome 36, whereby the contact point KS2 is closed. 8 shows the switching stage 3.
  • the switching rocker 31 When the force Fs 1 or Fs 2 is removed, the switching rocker 31 is reset to the initial position shown in FIG. 4 by the elastic reshaping of the switching domes 35, 36.
  • an electric motor controlled by electronics 69 is controlled in such a way that, for example, a window regulator is advanced manually.
  • the advance stops due to the elastic resetting of the switching dome 35, which opens the contact point KS1.
  • the contact point KS2 is additionally closed.
  • the corresponding electric motor is switched to automatic advance via the electronics 69, ie the window opened via the window lifter is automatically opened up to a stop.
  • the rocker switch 31 is brought into its starting position shown in FIG. 4 due to the restoring force of the two switching domes 35, 36.
  • the switching stage 3 is reached.
  • a manual return ie a manual closing of the previously opened window pane, is achieved via the electronics 69 in this switching stage.
  • contact point KS2 is opened and the closing process is interrupted.
  • the switching stage 4 is reached.
  • the electric motor is switched to automatic return via electronics 69, ie the corresponding window is automatically closed completely.
  • the switching rocker 31 is returned to the horizontal position shown in FIG. 4 due to the elastic recovery of the two switching domes 35, 36.
  • the inclined partial surfaces 85, 87 allow an optimal operative connection or introduction of the force Fs 1 and Fs 2 via the switching rocker 31 to the switching element 33 or the switching domes 35, 36.
  • the rocker switch 31 is in a pivoted position. Due to the beveled partial surfaces 85 and 87, the free ends 63 and 65 of the rocker switch 31 nevertheless lie snugly on the upper side of the switching element 33 or on the corresponding partial surfaces 85 and 87.
  • the Actuator 11 is for actuation in the area of Actuating section 13 depressed or pulled up.
  • the switching elements 13 are L-shaped.
  • the horizontally extending legs 75 of the respective switching element 33 are arranged between the underside of the rocker switch 31 and the upper side of the respective switching dome 35, 36.
  • the vertically extending legs 77 are each arranged axially displaceably in a guide formed by a housing section as a receptacle 79. This ensures that the force Fs 1 or Fs 2 applied to the limbs 75 via the rocker switch 31 press the switching domes 35, 36 down at the intended location in the optimum direction, so that a closing which is perpendicular to the contact points KS1 and KS2 and thus functionally reliable of the corresponding contact KS1 or KS2 can take place.
  • the pull arm 51 shown in the figures shows how 13 clearly shows two Arm sections 81 and 83. At the in the figures illustrated embodiment only finds the Arm section 81 with the pressure lug 29 arranged thereon Use. The arm section 81 is then used if the switching mechanism is built up mirror-inverted. The Pull arm 51 is therefore for different embodiments of the switch can be used.
  • FIG. 14-20 show the inventive Switching element in individual parts. From Figure 14 and 17 is the L-shaped design of the switching element 33 clearly.
  • the switching element 33 has Means in the form of a spring tongue 89, which the Switching element 33 perpendicular to the switching direction 101 with a Apply bias, which is shown in Fig. 17 by a the arrow provided with reference numeral 103 is indicated.
  • In installed state which is supported as a spring element trained spring tongue 89 with its free end at which a spring tongue head 91 is arranged under prestress against which the switching element 33 leads in the switching direction Recording 79, which can be clearly seen in FIG.
  • the switching element 33 is preferably made of plastic, wherein the spring tongue 89 in one piece with the switching element 33 is formed and molded onto the switching element 33.
  • the spring tongue 89 is in one along the central axis Leg recess 93 arranged.
  • the underside of the leg 75 has one in FIG. 18 clearly shown circular-cylindrical approach 99.
  • the clear surface of the approach 99 corresponds to that Surface contour of the corresponding switching dome 35, 36.
  • the components forming the switching mechanism namely the Push arm 19, the pull arm 51, the rocker switch 31 and the both switching elements 33 are in the switching direction 101, or 23 and 53, a bias is applied.
  • the preload results from the restoring force of the switching domes 35, 36, which clatter or clank the gear mechanism Prevent actuating element 11 in switching direction 101.
  • the switching element 33 is perpendicular to Switching direction 101, i.e. perpendicular to the direction in which the Switch domes 35, 36 are depressed with a Preload 103 applied.
  • Preload 103 applied to the switching direction against the side of the receptacle 79 facing the spring tongue 89.
  • the switch 71 described and illustrated accordingly has the advantage that rattling or clinking noises and annoying Switching noises effectively prevented become.

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  • Tumbler Switches (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Schalter mit einem Gehäuse, mit einem Betätigungselement, mit wenigstens einem über das Betätigungselement mit einer Betätigungskraft beaufschlagten und in Schaltrichtung verschiebbar bzw. verschwenkbar gelagerten Schaltelement und mit über das Schaltelement schließbaren Kontaktstellen. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass Mittel vorgesehen sind, die das Schaltelement senkrecht zur Schaltrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Schalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einem Betätigungselement, mit wenigstens einem über das Betätigungselement mit einer Betätigungskraft beaufschlagten und in Schaltrichtung verschiebbar bzw. verschwenkbar gelagerten Schaltelement und mit über das Schaltelement schließbaren Kontaktstellen. Das Schaltelement kann hierbei Bestandteil einer Schaltmechanik sein, wobei das Betätigungselement das Schaltelement mittel- oder unmittelbar beaufschlagt. Ebenso werden die Kontaktstellen über das Schaltelement mittel- oder unmittelbar geschlossen und geöffnet. Die Kontaktstellen können auch Teil eines Mikroschalters sein, der mitteloder unmittelbar über das Schaltelement betätigt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Schaltelement für insbesondere einen derartigen Schalter.
Derartige Schalter sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Um Klappergeräusche und Klirrgeräusche des Schalters bzw. der den Schalter ausmachenden Bauteile zu vermeiden, ist es bekannt, das Schaltelement in Schaltrichtung mit einer Vorspannung zu beaufschlagen. Hierzu finden insbesondere federelastische Bauteile wie Spiralfedern oder dergl., die in Schaltrichtung der jeweiligen Bauteile wirken, Anwendung.
Es hat sich allerdings gezeigt, dass selbst bei Schaltern, die Mittel vorsehen, die das Schaltelement auf bekannte Weise mit einer Vorspannung beaufschlagen, Klappergeräusche auftreten können. Die Klappergeräusche treten hauptsächlich bei Erschütterungen, insbesondere bei Fahrzeugerschütterungen, auf. Zudem treten bei dem jeweiligen Schaltvorgang mehr oder weniger laute und störende Schaltgeräusche auf.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass Klapper- oder Klirrgeräusche des Schalters unterbunden werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Schalter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Mittel vorgesehen sind, die das Schaltelement senkrecht zur Schaltrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagen.
Hierdurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Schaltelement spielfrei und dennoch leichtgängig in dem Schalter angeordnet ist. Aufgrund der Vorspannung wird eine Relativbewegung zwischen dem Schaltelement und der das Schaltelement verschiebbar bzw. verschwenkbar lagernden Aufnahme ausgeschlossen. Klapper- oder Klirrgeräusche können deshalb nicht auftreten.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel ein an dem Schaltelement angeordnetes Federelement, das sich unter Vorspannung gegen eine das Schaltelement in Schaltrichtung führende Aufnahme abstützt. Ein derartiges Federelement hat den Vorteil, das es an das Schaltelement angeformt sein kann und die Relativbewegung des Schaltelements gegenüber der Aufnahme mit durchführt. Hierdurch kann in jeder Position des Schaltelements gewährleistet werden, dass das Schaltelement funktionssicher unter Vorspannung gehalten wird. Klapper- oder Klirrgeräusche können demnach in keiner Position des Schaltelements auftreten.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel ein an einer das Schaltelement in Schaltrichtung führenden Aufnahme angeordnetes Federelement umfassen, das sich unter Vorspannung gegen das Schaltelement abstützt. Hierbei ist das Federelement nicht an dem Schaltelement, sondern an der Aufnahme angeordnet. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass das Schaltelement keinen zusätzlichen Bauraum zur Anbindung des Federelements benötigt. Das Schaltelement kann deswegen relativ kleine Abmessungen aufweisen.
Vorzugsweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Federelement eine Federzunge ist. Eine derartige Federzunge kann einstückig mit beispielsweise dem Schaltelement oder auch der das Schaltelement führenden Aufnahme ausgebildet sein. Eine Federzunge kann ohne großen Aufwand vorgesehen werden und benötigt relativ wenig Bauraum.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls denkbar, dass die Aufnahme an das Gehäuse angeformt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Führung des Schaltelements bezüglich des Gehäuses des Schalters exakt vorgegeben ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltelement bzw. die Aufnahme aus Kunststoff, wobei die Mittel, die das Schaltelement senkrecht zur Schaltrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagen, an das Schaltelement bzw. die Aufnahme angeformt sind. Derartige Schaltelemente bzw. Aufnahmen lassen sich mit entsprechenden Formwerkzeugen, insbesondere in Großserie, sehr kostengünstig herstellen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Schaltelement L-förmig ausgebildet ist und zwei L-Schenkel aufweist, wobei der eine Schenkel in Schaltrichtung axial geführt ist und der andere Schenkel in Wirkverbindung mit dem Betätigungselement und/oder der Kontaktstelle steht. Durch diese Teilung des Schaltelements in zwei Abschnitte wird zum einen eine axiale Führung des Schaltelements über den einen L-Schenkel gewährleistet und zum anderen eine optimale Wirkverbindung des anderen L-Schenkels mit dem Betätigungselement bzw. der Kontaktstelle. Dies hat den Vorteil, dass bei einer nicht geradlinigen Einleitung einer Betätigungskraft auf das Schaltelement die nicht erwünschten Kraftkomponenten von der Führung aufgenommen werden, wobei die die Schaltkraft darstellenden Kraftkomponenten über den anderen Schenkel in vorgesehener Weise auf das Schaltelement wirken und ein Schließen bzw. Öffnen der Kontaktstelle bewirken.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel an dem axial geführten Schenkel angeordnet. Hierdurch wird auf optimale Weise gewährleistet, dass Klappergeräusche des Schaltelements und insbesondere des axial geführten Schenkels, nicht stattfinden können.
Vorzugsweise sind die Mittel entlang der Mittelachse in einer Schenkelaussparung als Federzunge angeordnet. Die Vorspannung wirkt vorteilhafterweise hierdurch symmetrisch auf das Schaltelement. Ein Verkanten des Schaltelements bzw. des axial geführten Schenkels wird zudem ausgeschlossen.
Um ein zusätzliches, sicheres Führen des in Schaltrichtung geführten Schenkels zu gewährleisten, weist der in Schaltrichtung geführte Schenkel wenigstens einen mit einer in der Aufnahme angeordneten und in axialer Richtung verlaufenden Führungsnut zusammenwirkende Führungszapfen auf. Außerdem wird hierdurch ein Verkanten und damit ein Blockieren des Schaltelements auf wirksame Art und Weise unterbunden.
Erfindungsgemäß ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Oberseite des mit dem Betätigungselement und/oder der Kontaktstelle in Wirkverbindung stehenden Schenkels des Schaltelements entsprechend der Wirkverbindung ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die auf das Schaltelement wirkende Betätigungskraft optimal in die die tatsächliche Schaltung vornehmende Schaltkraft, die ein Öffnen bzw. Schließen der Kontaktstellen bewirkt, umgeleitet wird. Eine beispielsweise unter einem bestimmten Winkel auf das Schaltelement wirkende Betätigungskraft kann über einen entsprechenden Anstellwinkel an der Wirkverbindung des Betätigungselements mit dem Schaltelement in eine in Schaltrichtung wirkende Schaltkraft umgelenkt werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein im Vorhergehenden beschriebenes Schaltelement gelöst, das inbesondere zur Verwendung in einem im Vorhergehenden beschriebenen Schalter vorgesehen ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestelten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Fig. 1:
eine Übersicht über verschiedene Schaltstufen 1 - 4 und zugehörigem Zustand von zwei Kontaktstellen;
Fig. 2:
den Kraftverlauf innerhalb eines erfindungsgemäßen Schalters bei Niederdrücken des Betätigungselements;
Fig. 3:
den entsprechenden Kraftverlauf bei Anheben des Betägigungselements;
Fig. 4:
eine neutrale Schaltstufe des Betätigungselements;
Fig. 4.1:
einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 4;
Fig. 5:
die Freiheitsgrade der Schaltwippe der Schaltmechanik;
Fig. 6 und 7:
verschiedene Schaltstufen bei Anheben des Betätigungselements;
Fig. 8 und 9:
verschiedene Schaltstufen bei Niederdrücken des Betätigungselements;
Fig. 10:
die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter;
Fig. 11:
einen Schnitt durch den Schalter gemäß Fig. 10 entlang der Linie XI;
Fig. 12:
einen Schnitt entlang der Linie XII in Fig. 11;
Fig. 13:
einen Schnitt entlang der Linie XIII in Fig. 11; und
Figur 14 - 20:
verschiedene Ansichten und Schnitte eines erfindungsgemäßen Schaltelements.
Fig. 1 zeigt eine Übersicht, in der angegeben ist, in welcher zeitlichen Abfolge zwei Kontaktstellen KS1 und KS2 eines erfindungsgemäßen Schalters geschlossen bzw. geöffnet werden, um eine von vier Schaltstufe 1- 4 des Schalters zu realisieren.
Bei Schaltstufe 1 ist zum Zeitpunkt t1 die Kontaktstelle KS1 geschlossen und die Kontaktstelle KS2 geöffnet. Bei Schaltstufe 2 wird bei einem auf t1 folgenden Zeitpunkt t2 zusätzlich die Kontaktstelle KS2 geschlossen. Die zeitliche Abfolge des Schließens der Kontaktstellen KS1 und KS2 zur Erreichung der Schaltrstufe 2 ist damit folgendermaßen: Schließen von Kontaktstelle KS1, daraufhin Schließen von Kontaktstelle KS2.
Zur Realisierung von Schaltstufe 3 wird die Kontaktstelle KS2 zu einem Zeitpunkt t1 geschlossen, wobei die Kontaktstelle KS1 geöffnet ist. Um von Schaltstufe 3 in Schaltstufe 4 zu gelangen, wird zusätzlich zu einem Schaltzeitpunkt t2 die Kontaktstelle KS2 geschlossen. Die Reihenfolge des Schließens der Kontaktstellen zur Erreichung der Schaltstufe 4 ist damit die folgende: Schließen von Kontaktstelle KS2, daraufhin Schließen von Kontaktstelle KS1.
Aus Fig. 1 wird deutlich, dass aufgrund der verschiedenen zeitlichen Abfolgen des Schließens der beiden Kontaktstellen KS1 und KS2 unter Berücksichtigung von zwei Schaltzeitpunkten vier Schaltstufen realisiert werden können. Wird ein weiterer Schaltzeitpunkt t3 berücksichtigt, so können weitere Schaltstufen realisiert werden. Auch durch weitere Kontaktstellen kann eine größere Anzahl von Schaltstufen erreicht werden kann.
In den nachfolgenden Figuren 2 - 9 wird eine Schaltmechanik beschrieben, mit der eine bestimmte zeitliche Abfolge des Schließens von zwei Kontaktstellen KS1 und KS2 unter Berücksichtigung von zwei Schaltzeitpunkten realisiert werden kann. Die Schaltmechanik umfasst den Druckarm 19 bzw. den Zugarm 51, eine Schaltwippe sowie zwei Schaltelemente 33.
Fig. 2 zeigt ein Betätigungselement 11, das einen Betätigungsabschnitt 13 aufweist. Das Betätigungselement 11 ist entlang einer Achse 15 bedingt drehbar gelagert. Wird das Betätigungselement 11 am Betätigungsabschnitt 13 gemäß Fig. 2 mit einer Kraft Fs1 beaufschlagt, so dreht sich das Betätigungselement 11 entlang des Pfeiles 17 um die Achse 15. Hierdurch wird ein Druckarm 19 über einen an der Unterseite des Betätigungselements 11 angeformten Druckzapfen 21 in Richtung des Pfeiles 23 mit einer Kraft beaufschlagt. Der Druckarm 19 weist einen vertikal verschiebbar gelagerten Kreiszylinderabschnitt 25 auf, an dessen dem Druckzapfen 21 abgewandten Seite ein flach ausgebildeter Vorsprung 27 angeordnet ist. Der Vorsprung 27 weist eine Drucknase 29 auf, über welche die Kraft Fs1 auf eine Schaltwippe 31 geleitet wird. Auf der der Drucknase 29 abgewandten Seite der Schaltwippe sind zwei hintereinander angeordnete, vertikal verschiebbar gelagerte Schaltelemente 33 angeordnet. Die Schaltelemente 33 liegen je auf einem elastisch verformbaren Schaltdom 35, 36 einer abschnittsweise angedeuteten Schaltmatte 37 auf.
Wird das Betätigungselement mit einer Kraft Fs1 beaufschlagt, so wird der Schaltdom 35 über den Druckarm 19, dessen Drucknase 29, die Schaltwippe 31 und das Schaltelement 33 auf eine Leiterplatine 39 niedergedrückt. Unterhalb des Schaltdoms 35 ist auf der Leiterplatine 39 eine Kontaktstelle KS1 angeordnet, die aufgrund des Kontakts mit der der Kontaktstelle KS1 zugewandten Seite 43 des Schaltdoms 35 geschlossen wird. Anstelle des Schaltdoms 35 und der Kontaktstelle KS1 ist ebenfalls denkbar, einen eine Kontaktstelle umfassenden Mikroschalter vorzuzsehen.
Wird das Betätigungselement 11 gemäß Fig. 3 am Betätigungsabschnitt 13 in eine andere Richtung mit einer Kraft Fs2 beaufschlagt, so wird das Betätigungselement 11 um die Achse 15 in Richtung des Pfeiles 45 gedreht. Eine an das Betätigungselement 11 angeformte Nase 47 leitet die Kraft Fs2 in einen um eine Achse 49 bedingt drehbar gelagerten Zugarm 51. Der Zugarm 51 dreht sich aufgrund der Krafteinwirkung in Richtung des Pfeiles 53. Auf der der Schaltwippe 31 zugewandten Seite weist der Zugarm 51 eine Nase 55 auf. Bei Betätigen des Betägigungselements 11 mit der Kraft Fs2 wird demnach die Schaltwippe 31 samt Schaltelement 33 und Schaltdom 36 auf eine Kontaktstelle KS2 der Leiterplatine 39 niedergedrückt.
Die Fig. 4 - 9 zeigen den Druckarm 19, den Zugarm 51, die Schaltwippe 31, die beiden Schaltelemente 33 und die beiden Kontaktstellen KS1 und KS2 in Vorderansicht.
In der Fig. 4 ist die neutrale Ausgangsstellung dargestellt, in welcher das Betätigungselement 11 mit keiner Betätigungskraft beaufschlagt ist. Deutlich zu erkennen ist, dass die um eine Achse 59 drehbar gelagerte Schaltwippe 31 eine waagrechte Position einnimmt. Die Schaltwippe 31 liegt hierbei auf den beiden Schaltelementen 33 auf. Die Schaltelemente 33 ihrerseits liegen auf den beiden Schaltdomen 35, 36 auf.
Fig. 5 zeigt die Art der Lagerung der Schaltwippe 31. Die Schaltwippe 31 weist im Bereich der Achse 59 Lagerzapfen auf. Die Lagerzapfen sind in einem nach unten offenen, vertikal verlaufenden Langloch 61 geführt. Damit wird neben der Schwenkbewegung der Schaltwippe 31 eine horizontale Bewegung ermöglicht.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Abfolge des Schließens der Kontaktstellen KS1 und KS2 bei einem Anheben des Betätigungselements 11 mit einer Kraft Fs1.
Wird gemäß Fig. 3 eine Kraft Fs1 auf das Betätigungselement 11 ausgeübt, so wird der Druckarm 19 um die Achse 49 bedingt verschwenkt. Die Nase 29 des Druckarms 19 drückt die Schaltwippe 31 in die in Fig. 6 dargestellte Schräglage. Die Kraft Fs1 wird über die Nase 29 nahe der Schwenkachse 59 auf die Schaltwippe 31 aufgebracht. Weiterhin wird die Kraft Fs1 über die Schaltwippe 31 auf den sich aufgrund der Kraft Fs1 elastisch verformten Schaltdom 35 übertragen, dessen Kontaktseite 43 die Kontaktstelle KS1 schließt. Fig. 6 gibt damit die erste Schaltstufe wieder.
Bei Erhöhen der Kraft Fs2 stützt sich das freie Ende 65 der Schaltwippe auf dem Schaltelement 33 bzw. auf dem neidergedrückten Schaltdom 36 ab. Hierdurch wird der Kraftfluss in das freie Ende 63 der Schaltwippe 31 geleitet. Schließlich verformt sich, wie in Fig. 7 dargestellt, ebenfalls der zweite Schaltdom 36 elastisch und die Schaltwippe nimmt eine waagrechte Stellung ein. Dies hat zur Folge, dass die Kontaktstelle KS2 ebenfalls geschlossen wird. In der Fig. 7 ist demnach die Schaltstufe 2 dargestellt.
Eine auf der Leiterplatine 39 vorhandene, in Fig. 11 angedeutete Elektronik 69 erfasst die Schließabfolge der Kontaktstellen KS1 und KS2. Aufgrund der erfassten Abfolge wird ein nicht dargestellter Motor entsprechend angesteuert.
Ausgehend von Fig. 4 wird gemäß Fig. 8 der Zugarm 51 mit der Kraft Fs2 beaufschlagt. Die Nase 55 des Zugarms 51 drückt hierbei die Schaltwippe 31 in die in Fig. 8 dargestellte Schräglage. Das freie Ende 63 der Schaltwippe 31 drückt auf den Schaltdom 36, wodurch die Kontaktstelle KS2 geschlossen wird. Fig. 8 zeigt die Schaltstufe 3.
Wird die Kraft Fs2 gemäß Fig. 9 weiter erhöht, so stützt sich die Schaltwippe 31 auf den bereits niedergedrückten Schaltdom 36 mit dem freien Ende 63 ab. Dadurch wird die Kraft Fs2 in das freie Ende 65 der Schaltwippe 31 geleitet. Das freie Ende 65 der Schaltwippe 31 drückt schließlich den Schaltdom 36 bzw. dessen Kontaktseite 43 gegen die Kontaktsstelle KS1. Damit sind beide Kontaktstellen KS2 und KS1 geschlossen. Fig. 9 zeigt folglich die Schaltstufe 4.
Bei Wegnahme der Kraft Fs1 bzw. Fs2 wird die Schaltwippe 31 über die elastische Rückverformung der Schaltdome 35, 36 in die in Fig. 4 gezeigte Ausgangslage zurückgestellt.
Bei der Schaltstufe 1 gemäß Fig. 6 wird ein über die nicht dargestellte Elektronik 69 angesteuerter Elektromotor so gesteuert, dass ein manueller Vorlauf beispielsweise eines Fensterhebers erfolgt. Bei Wegnahme der Kraft Fs2 stoppt der Vorlauf aufgrund der elastischen Rückstellung des Schaltdomes 35, die die Kontaktstelle KS1 öffnet. Wird allerdings gemäß Fig. 7 die Kraft Fs2 erhöht, so wird zusätzlich die Kontaktstelle KS2 geschlossen. In dieser Schaltstufe 2 wird über die Elektronik 69 der entsprechende Elektromotor auf automatischen Vorlauf geschaltet, d.h. das über den Fensterheber geöffnete Fenster wird bis an einen Anschlag automatisch geöffnet. Bei Wegnahme der Kraft Fs1 wird die Schaltwippe 31 aufgrund der Rückstellkraft der beiden Schaltdome 35, 36 in ihre in Fig. 4 gezeigte Ausgangslage gebracht.
Wird nun eine Kraft Fs1 aufgebracht, so wird die Schaltstufe 3 gemäß Fig. 8 erreicht. Über die Elektronik 69 wird in dieser Schaltstufe ein manueller Rücklauf, d.h. ein manuelles Schließen der zuvor geöffneten Fensterscheibe, erreicht. Bei Wegnahme der Kraft Fs1 wird die Kontaktstelle KS2 geöffnet und der Schließvorgang unterbrochen. Wird allerdings, wie in Fig. 9 dargestellt, die Kraft Fs2 erhöht und damit zusätzlich zu der Kontaktstelle KS2 die Kontaktstelle KS1 geschlossen, so wird die Schaltstufe 4 erreicht. In dieser Schaltstufe 4 wird der Elektromotor über die Elektronik 69 auf automatischen Rücklauf geschaltet, d.h. das entsprechende Fenster wird automatisch vollständig geschlossen. Bei Wegnahme der Kraft Fs2 wird aufgrund der elastischen Rückverformung der beiden Schaltdome 35, 36 die Schaltwippe 31 in die in Fig. 4 gezeigte waagrechte Stellung zurückgeführt.
Aus Fig. 4, bzw. dem in Fig. 4.1 vergrößerten Ausschnitt der Fig. 4, wird deutlich, dass die Schaltstücke 33, die zwischen den Schaltdomen 35, 36 und der Schaltwippe 31 angeordnet sind, an ihrer Unterseite plan auf den Schaltdomen 35, 36 aufliegen. Die der Schaltwippe 31 zugewandten Oberseiten der beiden Schaltelemente 33 weisen jeweils zwei abgeschrägte, aufeinander zulaufende, sich unter einem stumpfen Winkel schneidenden Teilflächen 85 und 87 auf.
Durch die schräg verlaufenden Teilflächen 85, 87 kann eine optimale Wirkverbindung bzw. Einleitung der Kraft Fs1 und Fs2 über die Schaltwippe 31 auf das Schaltelement 33 bzw. die Schaltdome 35, 36 erreicht werden. Bei den in Fig. 6 und Fig. 8 gezeigten Schaltstufen befindet sich die Schaltwippe 31 in einer verschwenkten Lage. Aufgrund der abgeschrägten Teilflächen 85 und 87 liegen die freien Enden 63 und 65 der Schaltwippe 31 dennoch auf der Oberseite des Schaltelements 33 bzw. auf den entsprechenden Teilflächen 85 und 87 satt auf.
In der Fig. 10 ist die eine elliptische Kontur aufweisende Oberseite eines Schalters 71 dargestellt. Das Betätigungselement 11 wird zur Betätigung im Bereich des Betätigungsabschnitts 13 niedergedrückt oder hochgezogen.
Aus den in den Fig. 11 und 13 gezeigten Schnitten ist ersichtlich, dass der Druckarm 19 entlang seines Kreiszylinderabschnitts 25 von einem den Druckarm 19 axial führenden Gehäuseabschnitt 73 umgeben ist.
Sowohl aus Fig. 11 als auch Fig. 13 wird deutlich, dass die Schaltelemente 13 L-förmig ausgebildet sind. Die waagrecht verlaufenden Schenkel 75 des jeweiligen Schaltelements 33 sind zwischen der Unterseite der Schaltwippe 31 und der Oberseite des jeweiligen Schaltdomes 35, 36 angeordnet. Die vertikal verlaufenden Schenkel 77 sind jeweils in einer von einem Gehäuseabschnitt als Aufnahme 79 gebildeten Führung axial verschiebbar angeordnet. Hierdurch wird gewährleistet, dass die über die Schaltwippe 31 auf die Schenkel 75 aufgebrachte Kraft Fs1 bzw. Fs2 die Schaltdome 35, 36 an der vorgesehenen Stelle in optimaler Richtung niederdrücken, so dass ein zu den Kontaktstellen KS1 und KS2 senkrechtes und damit funktionssicheres Schließen des entsprechenden Kontaktes KS1 bzw. KS2 erfolgen kann.
Der in den Figuren dargestellte Zugarm 51 weist, wie insbesondere aus Fig. 13 deutlich hervorgeht, zwei Armabschnitte 81 und 83 auf. Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform findet lediglich der Armabschnitt 81 mit der daran angeordneten Drucknase 29 Verwendung. Der Armabschnitt 81 kommt dann zum Einsatz, wenn die Schaltmechanik spiegelverkehrt aufgebaut wird. Der Zugarm 51 ist demnach für verschiedene Ausführungsformen des Schalters verwendbar.
Die Figuren 14 - 20 zeigen das erfindungsgemäße Schaltelement in Einzelteildarstellung. Aus Figur 14 und dem Schnitt gemäß Figur 17 wird die L-förmige Ausbildung des Schaltelements 33 deutlich. Das Schaltelement 33 weist Mittel in Form einer Federzunge 89 auf, die das Schaltelement 33 senkrecht zur Schaltrichtung 101 mit einer Vorspannung beaufschlagen, die in Fig. 17 durch einen mit dem Bezugszeichen 103 versehenen Pfeil angedeutet ist. In eingebautem Zustand stützt sich die als Federelement ausgebildete Federzunge 89 mit ihrem freien Ende, an dem ein Federzungenkopf 91 angeordnet ist, unter Vorspannung gegen die das Schaltelement 33 in Schaltrichtung führende Aufnahme 79, die in Figur 13 gut zu erkennen ist, ab. Andererseits ist denkbar, dass anstelle des Federelements, das an das Schaltelement 33 angeformt ist, ein Federelement auf der dem Schaltelement 33 zugewandten Seite der Aufnahme 79 vorgesehen wird. Ein derartiges Federelement stützt sich unter Vorspannung gegen das Schaltelement ab.
Das Schaltelement 33 ist vorzugsweise aus Kunststoff, wobei die Federzunge 89 einstückig mit dem Schaltelement 33 ausgebildet und an das Schaltelement 33 angeformt ist.
Die Federzunge 89 ist entlang der Mittelachse in einer Schenkelaussparung 93 angeordnet.
Aus den Figuren 14 bis 20 wird weiterhin deutlich, dass das Schaltelement 33 an dem in Schaltrichtung 101 geführten Schenkel 77 zwei Führungszapfen 95 aufweist. Wie insbesondere in Figur 13 gut zu erkennen ist, sind in montiertem Zustand des Schaltelements die Führungszapfen 95 in zwei in axialer Richtung verlaufenden Führungsnuten 97 angeordnet. Hierdurch wird insbesondere gewährleistet, dass ein Verkanten des vertikal geführten Schenkels 77 des Schaltelements 33 in der Aufnahme 79 nicht erfolgen kann.
Aus der Vorderansicht des Schaltelements 33 gemäß Figur 19 kann entnommen werden, dass die die Oberseite des Schenkels 75 bildenden Teilflächen 85 und 86 unter einem Winkel α von ca. 150° zueinander angeordnet sind. Die Art Wirkverbindung der Teilfächen 85 und 86 mit der Schaltwippe ist der Beschreibung von Fig. 4.1 entnehmbar.
Die der Oberseite des Schaltdoms 35, 36 zugewandte Unterseite des Schenkels 75 weist einen in Figur 18 deutlich dargestellten kreiszylinderförmigen Ansatz 99 auf. Die lichte Fläche des Ansatzes 99 entspricht hierbei der Oberflächenkontur des entsprechenden Schaltdomes 35, 36. Damit ist die Wirkverbindung zwischen dem Schaltelement 23 bzw. der Unterseite des Schenkels 75 und dem entsprechenden Schaltdom 35, 36 bei Beaufschlagung des Schaltelements 33 mit einer Schaltkraft, die in Richtung des Pfeiles 101 gemäß Fig. 14 wirkt, optimal ausgestaltet.
Um ein leichtgängiges Bewegen des Schaltelements 33 in der Aufnahme 79 zu gewährleisten, werden die die Karo-Schraffur aufweisenden Flächen in den Figuren 14, 15, 16 und 19 glatt und riefenfrei ausgebildet.
Die die Schaltmechanik bildenden Bauteile, nämlich der Druckarm 19, der Zugarm 51, die Schaltwippe 31 und die beiden Schaltelemente 33 werden in Schaltrichtung 101, bzw. 23 und 53, einer Vorspannung beaufschlagt. Die Vorspannung resultiert aus der Rückstellkraft der Schaltdome 35, 36, die ein Klappern oder Klirren der Schaltmechanik samt Betätigungselement 11 in Schaltrichtung 101 unterbinden.
Um zusätzlich Klapper- oder Klirrgeräusche des Schalters 71 zu vermeiden, wird das Schaltelement 33 senkrecht zur Schaltrichtung 101, also senkrecht zur Richtung, in der die Schaltdome 35, 36 niedergedrückt werden, mit einer Vorspannung 103 beaufschlagt. Dazu drückt der Federzungenkopf 91 senkrecht zur Schaltrichtung gegen die der Federzunge 89 zugewandte Seite der Aufnahme 79.
Der beschriebene und dargestellte Schalter 71 hat demnach den Vorteil, dass Klapper- oder Klirrgeräusche und störende Schaltgeräusche in wirkungsvoller Art und Weise unterbunden werden.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (12)

  1. Schalter (71) mit einem Gehäuse, mit einem Betätigungselement (11), mit wenigstens einem über das Betätigungselement (11) mit einer Betätigungskraft beaufschlagten und in Schaltrichtung (101) verschiebbar bzw. verschwenkbar gelagerten Schaltelement (33) und mit über das Schaltelement (33) schließbaren Kontaktstellen (Ks1, Ks2), dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (89) vorgesehen sind, die das Schaltelement (33) senkrecht zur Schaltrichtung (101) mit einer Vorspannung (103) beaufschlagen.
  2. Schalter (71) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein an dem Schaltelement (33) angeordnetes Federelement (89) umfassen, das sich unter Vorspannung (103) gegen eine das Schaltelement (33) in Schaltrichtung (101) führende Aufnahme (79) abstützt.
  3. Schalter (71) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein an einer das Schaltelement (33) in Schaltrichtung (101) führenden Aufnahme angeordnetes Federelement umfassen, das sich unter Vorspannung (103) gegen das Schaltelement abstützt.
  4. Schalter (71) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Federzunge (89) ist.
  5. Schalter (71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (79) an das Gehäuse angeformt ist.
  6. Schalter (71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (33) bzw. die Aufnahme (79) aus Kunststoff ist und dass die Mittel (89) an das Schaltelement (33) bzw. die Aufnahme (79) angeformt sind.
  7. Schalter (71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (33) L-förmig ausgebildet ist und zwei L-Schenkel (75, 77) aufweist, wobei der eine Schenkel (77) in Schaltrichtung (101) axial geführt ist und der andere Schenkel (79) in Wirkverbindung mit dem Betätigungselement (11) und/oder der Kontaktstelle (KS1, KS2) steht.
  8. Schalter (71) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (89) an dem axial geführten Schenkel (79) angeordnet sind.
  9. Schalter (71) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel entlang der Mittelachse in einer Schenkelaussparung (93) als Federzunge (89) angeordnet sind.
  10. Schalter (71) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der in Schaltrichtung (101) geführte Schenkel (77) wenigstens einen mit einer in der Aufnahme (79) angeordneten und in axialer Richtung verlaufenden Führungsnut (97) zusammenwirkenden Führungszapfen (95) aufweist.
  11. Schalter (71) nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (85, 87) des mit dem Betätigungselement (11) und/oder der Kontaktstelle KS1, KS2) in Wirkverbindung stehenden Schenkels (75) des Schaltelements (33) entsprechend der Wirkverbindung ausgebildet ist.
  12. Schaltelement (33) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Verwendung in einem Schalter (71) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
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