EP1436821A1 - Mehrwege-schalteranordnung, sowie schalterbaustein - Google Patents

Mehrwege-schalteranordnung, sowie schalterbaustein

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EP1436821A1
EP1436821A1 EP02777311A EP02777311A EP1436821A1 EP 1436821 A1 EP1436821 A1 EP 1436821A1 EP 02777311 A EP02777311 A EP 02777311A EP 02777311 A EP02777311 A EP 02777311A EP 1436821 A1 EP1436821 A1 EP 1436821A1
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EP
European Patent Office
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base body
switch arrangement
control elements
way switch
elements
Prior art date
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EP02777311A
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English (en)
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EP1436821B1 (de
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Edgar Menche
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
Original Assignee
Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Leopold Kostal GmbH and Co KG filed Critical Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
Publication of EP1436821B1 publication Critical patent/EP1436821B1/de
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    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0006—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2237/00—Mechanism between key and laykey
    • H01H2237/004—Cantilever
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/01—Application power window
    • 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
    • H01H2300/012—Application rear view mirror

Definitions

  • the present invention relates to a multi-way switch arrangement with at least two switch modules. Furthermore, the invention relates to a switch module, preferably for use in the multi-way switch arrangement according to the invention.
  • multi-way switch arrangements with a multifunctional, for example cap-shaped control element, which can be moved in several actuation directions, are used for actuating movable components.
  • a multifunctional, for example cap-shaped control element which can be moved in several actuation directions.
  • each direction of movement of the component is preferably assigned a corresponding actuation direction of the control element.
  • Such switch arrangements are either in the form of two-way switch arrangements with two opposite directions of actuation of the operating element, for example for the up and down movement of a window, or in the form of four-way switch arrangements with cross-shaped mutually opposite directions of actuation, for example for the XY- Adjustment of a mirror or for the alignment of a vehicle seat.
  • DE 198 44 335 C1 has disclosed a multi-way switch arrangement with a dome switching mat assigned to a base body.
  • the switching elements of the dome switching mat are influenced by a common actuating element connected to the operating element, which can be tilted over several axes, when it is adjusted.
  • EP 0 632 475 A1 discloses a multi-way switch arrangement in which four plunger-like control elements which are concentrically arranged and displaceably held in a base body can be adjusted by a common actuating element which can be moved by a centrally arranged, tiltably mounted operating element.
  • the control elements act on switching elements of a dome switching mat assigned to the base body.
  • DE 195 17 538 A1 discloses a multi-way switch arrangement designed as a four-way toggle switch.
  • four lever-like control elements which are pivotably mounted in a base body and cooperate with the switching elements of a dome switching mat are actuated by a common actuating element which is actuated by an operating element which is tiltably mounted over several axes.
  • US Pat. No. 5,719,361 discloses a switch module with a dome switching mat arranged in a base body, two control elements which are assigned to the dome switching mat and can be moved in opposite directions and are alternately provided by an operating element which can be moved in opposite directions are controllable.
  • Such a switching module cannot be easily supplemented by an at least almost identical switching module in order to implement a four-way switch arrangement.
  • a switching module is disclosed in EP 1 126 483 A1, an operating element adjustable in several directions being provided on a base body, to which control elements cooperating with a switching element are assigned, which are provided with control bevels and axially displaceable slides which cooperate with the switching elements are trained.
  • a problem with such a switching module is the rather complex structure of the same, which is always geared towards maximum functionality.
  • the object of the present invention is to create a compact multi-way switch arrangement which comprises as many prefabricated assemblies as possible, which are simple to manufacture and are versatile in use. Furthermore, the invention is based on the object of creating a switch module which is simple to manufacture and which can advantageously be used as a prefabricated assembly in the multi-way switch arrangement according to the invention.
  • the multi-way switch arrangement according to the invention contains at least two switch modules, each of which can be actuated by an actuating element which can be moved in opposite directions. Taken individually, the switch modules each form a two-way assembly for a two-way switch arrangement. On the other hand, however, the switch modules are also designed in such a way that the combination of two similar, preferably complementary switch modules forms a four-way assembly for a four-way switch arrangement, which can be actuated by a common actuating element which can preferably be moved in four mutually aligned directions.
  • the switch modules each have at least two, preferably lever-like control elements which are assigned to one another in pairs by the common actuating element and which are arranged in an antiparallel arrangement (see, for example, FIG. 1) on a common base body.
  • the actuating element is adjustable in opposite directions, the directions enclosing an angle (preferably 90 °) with the noisy extension of the control levers.
  • An assigned control element (for example a control button or a button) is coupled to the control element - the control element is preferably rigidly connected to the control element.
  • At least one switching element is assigned to the control elements, which can be contained in the switch module or can also be attached to another part of the switch arrangement containing the switch module.
  • the switching elements can be designed in various ways, for example in the form of elastic contact elements - corresponding to the elastic contact elements of a dome switching mat - which interact with associated counter-contacts, for example mounted on a printed circuit board, as prefabricated microswitches, spring-loaded switching contacts or as contactlessly operating switching elements such as light barriers, Hall elements or the like (whereby an additional (elastic) element may be required to generate the feel and / or the force component required for the resetting).
  • the diverse application of the switch module is made possible by the special design and arrangement of the control elements and the main body: in addition to being used as a switch module, a two-way switch arrangement with the opposite actuation direction of the actuating element is - as already mentioned - in combination with a second similar module Can be used in a four-way switch arrangement with four operating directions of the actuating element arranged crosswise.
  • a two-way switch arrangement with the opposite actuation direction of the actuating element is - as already mentioned - in combination with a second similar module
  • Can be used in a four-way switch arrangement with four operating directions of the actuating element arranged crosswise for special applications, it is also possible to design the switch module in such a way that an alignment deviating from the vertical alignment of the actuation directions opposite to one another in pairs is realized.
  • the switch module is preferably produced with the aid of an injection molding technique from one or more, in particular from two, different plastic materials.
  • control elements are connected to the base body as pivotable levers via an axle connection.
  • control elements and base body using the multi-component injection molding technique in one and the same injection molding tool, the control elements being virtually injected into bearing receptacles molded onto the base body.
  • the plastic materials in particular with regard to the relative shrinkage of the individual materials during curing, the axis formed on the control element remains rotatable in the associated bearing seat with almost no play.
  • other moving parts in particular a lever-like actuating element
  • assembly work can at least largely be dispensed with.
  • FIG. 1a shows a first switch module
  • FIG. 1b shows an almost identical second switch module V, which is complementary to the first switch module 1,
  • 1d shows a plan view of an alternative embodiment of a switch module (1, 1 ') with two slide-like control elements 1b,
  • FIG. 2 shows a four-way switch arrangement S with an overlying actuating element 2 and with switching elements 3a, 3a ',
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a four-way switch arrangement S with two complementary switch modules 1, 1 'according to the invention.
  • FIG. 3a shows an exploded view
  • FIG. 3b shows the assembled four-way switch arrangement S.
  • a single switch module 1 is shown in FIG.
  • the one-piece main body 1a can be divided into three areas: a first and a second area I, II, which is arranged directly next to the respective control element 1 b and a connecting area III of the base body 1 a bridging these two areas.
  • the areas 1, 11 located at the control elements 1b accommodate articulated connections 1c, and — preferably — receptacles 1d or fixing parts for the switching elements.
  • the outer contour of the main body 1a preferably essentially follows the projection of the respective control element 1b onto the main body 1a.
  • the articulated connection 1c is designed as an axle connection in the exemplary embodiment shown.
  • An alternative embodiment of the articulated connection would be a film hinge, for example. In such an embodiment, it is expedient to connect the control elements 1 b to the base body 1 a, preferably in one piece.
  • receptacles 1d are provided for switching elements, the switching elements being designed as elastically movable contact elements. It can be provided that the switching elements are part of the switch module.
  • connection of the areas I and II is made in the illustrated embodiment by two webs 1i, but alternatively a plate-shaped connection is also conceivable.
  • the two control elements 1b of a (single) switch module 1 can be brought into operative connection in a two-way switch arrangement, for example with a T-shaped, pivotally mounted actuating element and form an assembly for a two-way switch arrangement.
  • Figure 1a are the opposite Actuating directions BR of the actuating or operating element (not shown at this point) are indicated as a dashed double arrow.
  • FIG. 1c The possibility of combining the switch module 1 with a second similar switch module 1 ', which is brought into contact with the base body 1a in the connection area III, is illustrated in FIG. 1c.
  • FIG. 1b shows a second, almost identical switch module V.
  • the opposite directions of actuation BR 'of the (not shown here) actuating or operating element are indicated by a dashed double arrow.
  • Both switch modules 1, 1 ' are geometrically designed in such a way that they have a point of symmetry P, with respect to which they are essentially point-symmetrical when viewed from the top of the respective base body.
  • the configuration of the switch modules 1, 1 ' is designed such that the first switch module 1, combined with the second switch module V rotated by approximately 90 °, forms a compact four-way assembly B for a four-way switch arrangement.
  • FIG. 1c shows the switch modules combined to form a four-way assembly (the assigned actuating directions BR, BR 'of the actuating element arranged crosswise to one another are shown as dotted double arrows).
  • the four-way assembly B thus formed is preferably essentially square, the four control elements (1b, 1b £ ) being aligned along a predetermined direction of rotation.
  • the two switch modules 1, 1 'shown in FIGS. 1 a, 1 b differ only in the design of the respective base body 1 a, 1 a' in the respective connection area III. These are preferably complementary to one another in such a way that the combination of Switch modules 1, 1 'result in a flat assembly, the control surfaces 1g, 1g' of the actuating elements 1b, 1b 'lying essentially in one plane and the base surfaces of the base bodies 1a, 1a' lying essentially in a (different) plane.
  • the main body 1a 'in the connection area III of the switch module V is kept flat, while the main body 1a in the connection area IM of the switch module 1 has an offset corresponding to the thickness of the main body 1a' in the connection area III.
  • additional fitting strips 1k are integrally formed on the connecting webs 1i, the main body 1a.
  • FIG. 1d a possible alternative embodiment of the switch module 1 is shown in top and side views in FIG. 1d.
  • This embodiment uses as control elements 1b slides which are arranged axially displaceably on a substantially plate-shaped base body 1a and are aligned parallel to one another with their longitudinal extent, the slides alternately acting on switching elements 3a arranged horizontally with respect to the actuation direction.
  • the switching elements 3a are realized by the contact elements of a dome switching mat and are arranged on extensions 11 of the base body 1a which are angled vertically upward.
  • the movable (switching) contact 3d (in particular a contact pill) can be seen, which is held by a conical, elastic hollow body 3e, in particular made of silicone.
  • the slide-like control elements 1b are (accordingly the embodiment described above) is actuated by an actuating element 2 (not shown in FIG. 1d) which can be moved in two opposite actuation directions, the actuation directions again preferably being perpendicular to the longitudinal extension of the slide.
  • the actuating element can in particular be designed as a pivotable lever, the pivot axis of the lever running parallel to the longitudinal extension of the slide.
  • the slides each have a control surface 1g designed as a control slope, the control slopes of the respective slide being opposite one another.
  • the actuating element can actuate the slides - and thereby the switching elements - alternately in the horizontal direction (ie parallel to the surface of the base body) by means of a pressure acting vertically on the control slopes.
  • FIG. 2 shows a composite four-way switch arrangement S with switch modules 1, 1 'corresponding to the embodiment according to FIGS. 1a-c and with a possible configuration of the actuating element 2.
  • the actuating element 2 is pivotally mounted in the manner of a cardanic suspension via two axially perpendicular axes.
  • an individual switching element 3a, 3a ' is assigned to each control element 1b, 1b'.
  • the switching elements 3a, 3a 'on the base body 1a, a' and / or on the respective control element 1b, b ' are positively or materially attached.
  • the control surfaces 1g, 1g 'of the control elements 1b, 1b' are no longer in one plane, but are offset in height according to the material thickness of the intermediate area III.
  • the material thickness of the connection areas III can be kept very thin and / or the connection area III can be made elastic so that the control elements or the base surfaces of the base bodies lie at least approximately in one plane.
  • the offset can be compensated for by a corresponding design adaptation of the actuating element 2 and / or the switching elements 3a, 3a '.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a four-way switch arrangement S according to the invention, comprising two switch modules 1, 1 'designed to be complementary to one another.
  • the two mutually complementary switch modules 1, 1 ' differ in structural details adapted to the overall structure of the switch arrangement, but the basic design of the switch modules is the same.
  • the switch modules 1, 1 ' each have two control elements 1b and 1b' which are arranged antiparallel on the respective base body 1a and 1a 'and are connected to them in an articulated manner.
  • the articulated connections 1c, 1c ' are in turn preferably designed as axle connections, the control elements 1b, 1b' advantageously being - as already explained - virtually injected into the respective base body 1a, 1a 'using a multi-component injection molding technique (in the same tool) ,
  • actuating element 2 which can be pivoted about two axes aligned perpendicular to one another is shown. Attached to it An operating element (for example an operating cap) can be attached to the guide pin 2c.
  • the actuating element 2 here consists of two movably connected, inner and outer control parts 2a and 2b, which can also preferably be injected into one another by a multi-component injection molding technique.
  • the actuating element 2 itself is rotatably supported in the switch module 1 via a further axis connection, so that the guide pin 2c is gimbaled.
  • This axis connection is also preferably produced in a multi-component injection molding technique, so that an assembly consisting of switch module 1 with the actuating element 2 movably mounted therein is created.
  • control cams 2d, 2d ' On the underside of the control parts 2a and 2c there are control cams 2d, 2d '(only one of the four control cams is visible in the illustration 3a), two control cams 2d arranged opposite one another on the inner control part 2a with the control surfaces 1g of the control elements 1b and two control cams 2d 'arranged opposite one another on the outer control part 2b interact with the control surfaces 1g' of the control elements 1b '(see also FIG. 3b). Furthermore, a fastening element 1f molded onto the base body 1a can be seen in FIG. 3a.
  • the fastening element is designed, for example, as a sleeve into which a self-tapping screw can be screwed, as a result of which the four-way switch arrangement S is fixed, for example, to a base.
  • the base body 1a, 1a 'of the respective switch modules 1, 1' are in the
  • Connection area III designed in the manner of the tongue and groove principle so complementary to one another that the control surfaces 1g, 1g 'of the
  • Control elements 1b, 1b ' essentially in one plane
  • the “tongue and groove” shaped elements are provided with the reference numerals 1e, 1e 'in FIG. 3a.
  • the switching elements 3a, 3a 'assigned to the control elements 1b, 1b' are preferably designed as elastic contact elements (switching mat) embedded in a common elastic molded part (e.g. made of silicone).
  • Each contact element consists of an elastic, approximately conical region which contains an electrical contact, for example a carbon pill or a contact made of an elastic, conductive composite material. This elastically movable contact can be pressurized by the respective actuating element and can thus be brought into operative connection with associated mating contacts, for example arranged on a printed circuit board (not shown here).
  • Latching means 3b are formed on the switching mat 3 and cooperate with associated counter-latching means (latching receptacles) 1h ', so that the switch module V can be clipped onto the switching mat 3 at predetermined positions.
  • stop elements 1j, 1j 'for the control elements 1b, 1b' can be seen in FIG. 3b.
  • the stop elements 1j, 1j ' ensure that when one of the control elements 1b arranged on a base body 1a is actuated, the respective other control element 1b is pressed against the corresponding stop 1j by the respectively assigned (elastic) switching element 3a, as a result of which a rattling of the respective released control element 1b is prevented.
  • Another advantage of this four-way switch arrangement is the space-saving utilization of the available installation space.
  • a usable free space is generated in the center of the switch arrangement S.
  • an extension 2e of the guide pin 2c is guided through this free space.
  • the extension 2e can thus be guided in a preferably cross-shaped link guide (but not shown here), so that movement of the actuating element is only possible along predetermined link tracks.
  • the arrangement can also be designed in such a way that the extension 2e is guided through the switch mat 3 or an associated printed circuit board (not shown), so that the installation space below the printed circuit board can also be used advantageously (an opening is schematically shown in FIG. 3a) 3c shown in the switching mat 3).
  • the extension 2e connected to the guide pin 2c can be rotatably and / or axially movably mounted in the control part 2a, so that this can perform an additional turning and / or touch function can.
  • an axially movably mounted extension 2e can be brought into operative connection with a push-button switching element (for example a microswitch) which is fastened to the inner control part 2a or to the printed circuit board.
  • a push-button switching element for example a microswitch
  • the rotary movement of a rotatably mounted extension 2e can be converted into a corresponding electrical signal by a rotary potentiometer attached to the inner control part 2c.
  • contactless signal transmitters and detectors eg magnet and Hall elements
  • the switching state of the switching elements 3a, 3a ' can be optically determined via light-guiding elements located in the guide pins 2c and 2e
  • control element for display purposes. It is also possible to design the inner control part 2a itself as a light-guiding element.

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Description

Mehrwege-Schalteranordnung, sowie Schalterbaustein
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrwege-Schalteranordnung mit zumindest zwei Schalterbausteinen. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Schalterbaustein vorzugsweise zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Mehrwege-Schalteranordnung.
In vielen Anwendungsgebieten, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, werden zur Betätigung von beweglichen Bauteilen Mehrwege-Schalteranordnungen mit einem multifunktionalen, beispielsweise kappenförmig ausgebildeten Bedienelement eingesetzt, welches in mehrere Betätigungsrichtungen bewegbar ist. Vorzugsweise ist zur Erleichterung der Bedienung jeder Bewegungsrichtung des Bauteils eine sinngemäße Betätigungsrichtung des Bedienelementes zugeordnet.
Derartige Schalteranordnungen werden entweder in Form von Zweiwege- Schalteranordnungen mit zwei einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen des Bedienelementes, beispielsweise für die Auf- und Abbewegung eines Fensters, oder in Form von Vierwege-Schalteranordnungen mit kreuzförmig zueinander ausgerichteten, jeweils paarweise entgegengesetzten Betätigungsrichtungen, beispielsweise für die XY-Verstellung eines Spiegels oder für die Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes, eingesetzt.
Durch die DE 198 44 335 C1 ist eine Mehrwege-Schalteranordnung mit einer einem Grundkörper zugeordneten Domschaltmatte bekannt geworden. Dabei werden die Schaltelemente der Domschaltmatte durch ein gemeinsames, mit dem über mehrere Achsen kippbar gelagerten Bedienelement verbundenes Betätigungselement bei deren Verstellung beeinflußt. Weiterhin ist durch die EP 0 632 475 A1 eine Mehrwege-Schalteranordnung bekannt geworden, bei der vier stößelartig ausgeführte, in einem Grundkörper konzentrisch angeordnete und verschiebbar gehaltene AnSteuerelemente durch ein gemeinsames, von einem zentral angeordneten, kippbar gelagerten Bedienelement bewegbares Betätigungselement verstellbar sind. Die Ansteuerelemente wirken dabei auf Schaltelemente einer dem Grundkörper zugeordneten Domschaltmatte.
Desweiteren ist in der DE 195 17 538 A1 eine als Vierwege-Kippschalter ausgestaltete Mehrwege-Schalteranordnung offenbart. Bei dieser vorbekannten Schalteranordnung werden vier hebelartige, in einem Grundkörper schwenkbar gelagerte, mit den Schaltelementen einer Domschaltmatte kooperierende Ansteuerelemente durch ein gemeinsames Betätigungselement angesteuert, welches durch ein über mehrere Achsen kippbar gelagertes Bedienelement betätigt wird.
Nachteilig bei diesen vorbekannten Schalteranordnungen ist die Verwendung einer vergleichsweise großen Anzahl von teilweise kompliziert herzustellenden Einzelteilen, welche speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sein müssen und welche nur relativ aufwändig zu montieren sind.
Darüber hinaus besteht bei all den vorstehend erwähnten Ausführungsformen einer Mehrwege-Schalteranordnung das Problem, daß der Aufbau nicht modular ausgeführt und damit der Platzbedarf immer auf die maximale, durch die Funktionalität bestimmte Schalterausgestaltung abzustimmen ist.
Außerdem ist durch die US-PS 5 719 361 ein Schalterbaustein mit einer in einem Grundkörper angeordneten Domschaltmatte bekannt geworden, wobei an dem Grundkörper zwei der Domschaltmatte zugeordnete, gegenläufig bewegbare Ansteuerelemente vorhanden sind, die durch ein in entgegengesetzte Richtungen bewegbares Bedienelement wechselweise ansteuerbar sind. Ein solcher Schaltbaustein ist nicht ohne weiteres durch einen zumindest nahezu identischen Schaltbaustein zu ergänzen, um eine Vierwege-Schalteranordnung zu realisieren.
Schließlich ist in der EP 1 126 483 A1 ein Schaltbaustein offenbart, wobei an einem Grundkörper ein in mehrere Richtungen verstellbares Bedienelement vorhanden ist, dem mit jeweils einem Schaltelement kooperierende Ansteuerelemente zugeordnet sind, die als mit Ansteuerschrägen versehene, mit den Schaltelementen kooperierende, axial verschiebliche Schieber ausgebildet sind. Problematisch bei einem solchen Schaltbaustein ist der recht komplexe, immer auf die maximale Funktionalität ausgerichtete Aufbau desselben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer kompakten Mehrwege-Schalteranordnung, welche möglichst viele vorgefertigte Baugruppen umfasst, die einfach herzustellen und vielseitig einsetzbar sind. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen einfach herzustellenden Schalterbaustein zu schaffen, welcher als vorgefertigte Baugruppe vorteilhafterweise in der erfindungsgemäßen Mehrwege- Schalteranordnung einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Mehrwege-Schalteranordnung enthält zumindest zwei Schalterbausteine, welche jeweils durch ein in entgegengesetzte Richtungen bewegbares Betätigungselement betätigbar sind. Einzeln für sich genommen bilden die Schalterbausteine jeweils eine Zweiwege-Baugruppe für eine Zweiwege-Schalteranordnung. Andererseits sind die Schalterbausteine jedoch auch so ausgestaltet, daß die Kombination von zwei gleichartigen, vorzugsweise komplementär zueinander ausgestalteten Schalterbausteinen eine Vierwege-Baugruppe für eine Vierwege-Schalteranordnung ausbildet, wobei diese durch ein gemeinsames Betätigungselement betätigbar ist, welches vorzugsweise in vier kreuzweise zueinander ausgerichtete Richtungen bewegbar ist.
Die Schalterbausteine weisen jeweils zumindest zwei, vorzugsweise hebelartig ausgestaltete, einander durch das gemeinsame Betätigungselement paarweise zugeordnete Ansteuerelemente auf, die in einer antiparallelen Anordnung (siehe z.B. Figur 1) auf einem gemeinsamen Grundkörper angeordnet sind. Das Betätigungselement ist in entgegengesetzte Richtungen verstellbar, wobei die Richtungen einen Winkel (vorzugsweise 90°) mit der Lärigserstreckung der Ansteuerhebel einschliessen. An das Betätigungselement ist ein zugeordnetes Bedienelement (beispielsweise eine Bedienknopf oder eine Taste) gekoppelt- vorzugsweise ist das Bedienelement starr mit dem Betätigungselement verbunden.
Den AnSteuerelementen ist weiterhin jeweils zumindest ein Schaltelement zugeordnet, welches im Schalterbaustein enthalten sein kann oder auch von diesem losgelöst, an einem anderen Teil der den Schaiterbaustein enthaltenden Schalteranordnung, befestigt sein kann.
Die Schaltelemente können verschiedenartig ausgebildet sein, beispielsweise in Form von elastischen Kontaktelementen - entsprechend den elastischen Kontaktelementen einer Domschaltmatte - , die mit zugeordneten, beispielsweise auf einer Leiterplatte aufgebrachten Gegen-Kontakten zusammenwirken, als vorgefertigte Mikroschalter, Feder-Schaltkontakte oder aber auch als berührungslos arbeitende Schaltelemente wie z.B. Licht- schranken, Hall-Elemente oder dergleichen (wobei ggf. ein zusätzliches (elastisches) Element zur Erzeugung der Haptik und/oder der für die Rückstellung notwendigen Kraftkomponente erforderlich ist). Die vielfältige Anwendbarkeit des Schalterbausteins wird durch die besondere Ausgestaltung und Anordnung der Ansteuerelemente und des Grundkörpers ermöglicht: neben der Verwendung als Schalterbaustein einer Zweiwege- Schalteranordnung mit gegenläufiger Betätigungsrichtung des Betätigungs- elementes ist - wie bereits erwähnt - in Kombination mit einem zweiten gleichartigen Baustein auch die Verwendung in einer Vierwege- Schalteranordnung mit vier kreuzweise angeordneten Betätigungsrichtungen des Betätigungselementes möglich. Für besondere Anwendungsfälle ist es auch möglich, den Schalterbaustein so auszugestalten, daß eine von den senkrechten Ausrichtung der paarweise einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen abweichende Ausrichtung realisiert wird.
Vorzugsweise wird der Schalterbaustein mit Hilfe einer Spritzgießtechnik aus einem oder aus mehreren - insbesondere aus zwei - , unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Ansteuerelemente als schwenkbewegliche Hebel über eine Achsverbindung mit dem Grundkörper verbunden.
Bei dieser Ausführungsform der gelenkigen Verbindung ist es weiterhin günstig, Ansteuerelemente und Grundkörper mit der Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik in ein und demselben Spritzgießwerkzeug herzustellen, wobei die Ansteuerelemente quasi in an dem Grundkörper angeformte Lageraufnahmen eingepritzt werden. Durch eine geeignete Auswahl der Kunststoffmaterialien, insbesondere im Hinblick auf die relative Schrumpfung der einzelnen Materialien beim Aushärten, bleibt die an das Ansteuerelement angeformte Achse in der zugeordneten Lageraufnahme nahezu spielfrei drehbeweglich. Darüber hinaus ist es auch möglich, weitere bewegliche Teile (insbesondere ein hebelartiges Betätigungselement) durch die Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik mit in den Schalterbaustein einzubringen. Dadurch können Montagearbeiten zumindest weitgehend entfallen.
Die erfindungsgemäße Mehrwege-Schalteranordnung enthaltend zwei Schalterbausteine, sowie der erfindungsgemäße Schalterbaustein wird im Folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1a einen ersten Schalterbaustein 1,
Figur 1b einen zum ersten Schalterbaustein 1 komplementären, nahezu identischen zweiten Schalterbaustein V,
Figur 1c den ersten und den zweiten Schalterbaustein 1,1 ' zu einer Vierwege-Baugruppe B kombiniert,
Figur 1d eine Aufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Schalterbausteines (1 ,1') mit zwei schieberartigen AnSteuerelementen 1 b,
Figur 2 eine Vierwege-Schalteranordnung S mit einem darüber- liegenden Betätigungselement 2 und mit Schaltelementen 3a, 3a',
Figur 3 eine alternative Ausführungsform einer Vierwege-Schalteranordnung S mit zwei erfindungsgemäßen, komplementären Schalter- bausteinen 1,1'. Figur 3a zeigt eine auseinandergezogene Darstellung,
Figur 3b eine Darstellung der zusammengesetzten Vierwege- Schalteranordnung S.
In Figur 1 ist ein einzelner Schalterbaustein 1 dargestellt. Der einstückige Grundkörper 1a läßt sich gedanklich in drei Bereiche unterteilen: ein erster und ein zweiter Bereich I, II, welcher jeweils unmittelbar bei dem jeweiligen Ansteuerelement 1 b angeordnet ist und ein diese beiden Bereiche überbrückender Verbindungsbereich III des Grundkörpers 1a.
Die bei den AnSteuerelementen 1b gelegenen Bereiche l,ll nehmen gelenkige Verbindungen 1c auf, sowie - vorzugsweise - Aufnahmen 1d oder Fixierteile für die Schaltelemente. Die äussere Kontur des Grundkörpers 1a folgt in diesen Bereichen vorzugsweise im wesentlichen der Projektion des jeweiligen AnSteuerelementes 1b auf den Grundkörper 1a .
Die gelenkige Verbindung 1c ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Achsverbindung ausgebildet. Am Grundkörper 1a befinden sich hierzu angeformte Lageraufnahmen für die Ansteuerelemente 1 b. Eine alternative Ausführungsform der gelenkigen Verbindung wäre beispielsweise ein Filmscharnier. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es zweckmäßig, die Ansteuerelemente 1 b vorzugsweise einstückig mit dem Grundkörper 1a zu verbinden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Aufnahmen 1d für Schaltelemente vorgesehen, wobei die Schaltelemente als elastisch bewegliche Kontaktelemente ausgestaltet sind. Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Schaltelemente Teil des Schalterbausteins sind.
Die Verbindung der Bereiche I und II ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Stege 1i hergestellt, es ist jedoch alternativ ebenfalls eine plattenförmige Verbindung denkbar.
Die beiden Ansteuerelemente 1b eines (einzelnen) Schalterbausteines 1 können in einer Zweiwege-Schalteranordnung beispielsweise mit einem T- förmig ausgebildeten, schwenkbeweglich gelagerten Betätigungselement in Wirkverbindung gebracht werden und eine Baugruppe für eine Zweiwege- Schalteranordnung bilden. In Figur 1a sind die einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen BR des (an dieser Stelle nicht dargestellten) Betätigungs- bzw. Bedienelementes als gestrichelter Doppelpfeil angedeutet.
Die Möglichkeit den Schalterbausteins 1 mit einem zweiten gleichartigen Schalterbaustein 1', welcher im Verbindungsbereich III in Anlage mit dem Grundkörper 1a gebracht wird, zu kombinieren, ist in 1c illustriert.
In Figur 1b ist ein zweiter, nahezu identischer Schalterbaustein V dargestellt. Die einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen BR' des (an dieser Stelle nicht dargestellten) Betätigungs- bzw. Bedienelementes sind als gestrichelter Doppelpfeil angedeutet.
Beide Schalterbausteine 1 ,1' sind geometrisch so ausgestaltet, daß sie einen Symmetriepunkt P aufweisen, bezüglich dessen sie - in Aufsicht auf den jeweiligen Grundkörper betrachtet - im wesentlichen punktsymmetrisch sind.
Die Ausgestaltung der Schalterbausteine 1,1 ' ist dabei so ausgelegt, daß der erste Schalterbaustein 1 kombiniert mit dem um etwa 90° verdrehten, zweiten Schalterbaustein V eine kompakte Vierwege-Baugruppe B für eine Vierwege- Schalteranordnung ausbildet. Figur 1c zeigt die zu einer Vierwege-Baugruppe kombiniertem Schalterbausteine (die zugeordneten, kreuzweise zueinander angeordneten Betätigungsrichtungen BR, BR' des Betätigungselementes sind als punktierte Doppelpfeile eingezeichnet).
Vorzugsweise ist die so gebildete Vierwege-Baugruppe B im wesentlichen quadratisch ausgebildet, wobei die vier Ansteuerelemente (1 b,1b£) entlang eines vorgegebenen Drehsinns ausgerichtet sind.
Die beiden in den Figuren 1a, 1b dargestellten Schalterbausteine 1,1 ' unterscheiden sich lediglich in der Ausgestaltung des jeweiligen Grundkörpers 1a,1a' in dem jeweiligen Verbindungsbereich III. Diese sind vorzugsweise in der Weise zueinander komplementär ausgestaltet, daß die Kombination der Schalterbausteine 1,1' eine ebene Baugruppe ergibt, wobei die Ansteuer- flächen 1g, 1g' der Betätigungselemente 1 b,1b' im wesentlichen in einer Ebene und die Grundflächen der Grundkörper 1a,1a' im wesentlichen in einer (anderen) Ebene liegen.
Zu diesem Zweck ist Grundkörper 1a' im Verbindungsbereich III des Schalterbausteines V eben gehalten, während der Grundkörper 1a im Verbindungsbereich IM des Schalterbausteines 1 gerade einen Versatz entsprechend der Dicke des Grundkörpers 1a' im Verbindungsbereich III aufweist. Zur passgenauen Kombination der beiden Schalterbausteine sind an den Verbindungsstegen 1i, des Grundkörpers 1a zusätzlich Paßleisten 1k angeformt.
Die oben beschriebene Ausbildung des Schalterbausteines 1 mit hebelartigen AnSteuerelementen 1b stellt im übrigen keineswegs die einzig mögliche Ausführungsform dar: eine mögliche alternative Ausführung des Schalterbausteines 1 ist in Auf- bzw. Seitenansicht in Figur 1d dargestellt. Diese Ausführungsform nutzt als Ansteuerelemente 1b Schieber aus, welche auf einem im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Grundkörper 1a axial verschieblich angeordnet und mit ihrer Längserstreckung parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Schieber wechselweise auf bezüglich der Betätigungsrichtung horizontal angeordnete Schaltelemente 3a einwirken. Die Schaltelemente 3a sind in diesem Ausführungsbeispiel durch die Kontaktelemente einer Domschaltmatte realisiert und auf senkrecht nach oben abgewinkelten Fortsätzen 11 des Grundkörpers 1a angeordnet. Erkennbar ist der bewegliche (Schalt-) kontakt 3d (insbesondere eine Kontaktpille), welche durch einen, insbesondere aus Silikon hergestellten, konusförmigen, elastischen Hohlkörper 3e gehaltert ist. Durch Druck (siehe Pfeile) auf den Schaltkontakt, wird dieselbe mit an den Fortsätzen 11 vorhanden (in der Darstellung jedoch nicht sichtbaren) Festkontakten in Wirkverbindung gebracht. Die schieberartigen Ansteuerelemente 1b werden (entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsform) durch ein in zwei entgegengesetzte Betätigungsrichtungen bewegbares Betätigungselement 2 (in Figur 1 d nicht dargestellt) angesteuert, wobei die Betätigungsrichtungen wiederum vorzugsweise senkrecht zur Längserstreckung der Schieber stehen. Das Betätigungselement kann insbesondere als ein verschwenkbarer Hebel ausgelegt sein, wobei die Schwenkachse des Hebels parallel zur Längserstreckung der Schieber verläuft. Die Schieber weisen jeweils eine als Ansteuerschräge ausgestaltete Ansteuerfläche 1g auf, wobei die Ansteuerschrägen der jeweiligen Schieber einander gegenüberliegen. Dadurch kann das Betätigungselement die Schieber - und dadurch die Schaltelemente - durch einen vertikal auf die Ansteuerschrägen wirkenden Druck wechselweise in horizontaler Richtung (d.h. parallel zur Oberfläche des Grundkörpers) betätigen.
In Figur 2 ist eine zusammengesetzte Vierwege-Schalteranordnung S mit Schalterbausteinen 1,1' entsprechend der Ausführungsform gemäß den Figuren 1a-c und mit einer möglichen Ausgestaltung des Betätigungselementes 2 dargestellt. Das Betätigungselement 2 ist nach Art einer kardanischen Aufhängung über zwei senkrecht aufeinanderstehende Achsen verschwenkbar gelagert.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Vierwege-Schalteranordnung S ist jedem Ansteuerelement 1b,1b' ein einzelnes Schaltelement 3a,3a' zugeordnet. Es besteht dabei die Möglichkeit, daß die Schaltelemente 3a,3a' am Grundkörper 1a,a' und/oder an dem jeweiligen Ansteuerelement 1b,b' form- oder stoffschlüssig befestigt sind.
Es ist prinzipiell auch möglich, eine Vierwege-Schalteranordnung mit vollkommen identischen Schalterbausteinen aufzubauen. Sind die Schalterbausteine ähnlich zu den in Figur 1 und 2 Gezeigten ausgestaltet und wird aus Gründen der Standardisierung der Schalterbausteine auf die komplementäre Ausgestaltung des Zwischenbereiches III verzichtet, so liegen die Ansteuerflächen 1g, 1g' der Ansteuerelemente 1b,1b' nicht mehr in einer Ebene, sondern sind entsprechend der Materialdicke des Zwischenbereiches III Höhen-versetzt. Um diesen Versatz der Ansteuerflächen 1g,1g' möglichst gering zu halten, kann die Materialstärke der Verbindungsbereiche III sehr dünn gehalten und/oder der Verbindungsbereich III elastisch ausgestaltet werden, so daß die Ansteuerelemente bzw. die Grundflächen der Grundkörper zumindest näherungsweise in einer Ebene liegen. Alternativ kann der Ausgleich des Versatzes durch eine entsprechende konstruktive Anpassung des Betätigungselementes 2 und/oder der Schaltelemente 3a,3a' vorgenommen werden.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vierwege-Schalteranordnung S, beinhaltend zwei zueinander komplementär ausgestaltete Schalterbausteine 1 ,1'. Bei dieser Vierwege-Schalteranordnung S unterscheiden sich die beiden zueinander komplementären Schalterbausteine 1,1' in an den Gesamtaufbau der Schalteranordnung angepassten, konstruktiven Details, die prinzipielle konstruktive Auslegung der Schalterbausteine ist jedoch gleich.
Die Schalterbausteine 1,1' weisen wiederum jeweils zwei antiparallel auf dem jeweiligen Grundkörper 1a bzw. 1a' angeordnete und mit diesen gelenkig verbundene Ansteuerelemente 1b bzw. 1b' auf. Die gelenkigen Verbindungen 1c,1c' werden vorzugsweise wiederum als Achsverbindungen ausgelegt, wobei die Ansteuerelemente 1 b,1b' vorteilhafterweise - wie bereits dargelegt - mit Hilfe einer Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik (in demselben Werkzeug) quasi in den jeweiligen Grundkörper 1a,1a' eingespritzt werden.
Weiterhin ist das über zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Achsen verschwenkbare Betätigungselement 2 dargestellt. Am daran befestigten Führungszapfen 2c kann ein Bedienelement (beispielsweise eine Bedienkappe) angebracht werden.
Das Betätigungselement 2 besteht hierbei aus zwei beweglich miteinander verbundenen, inneren und äußeren Steuerteilen 2a und 2b, welche ebenfalls vorzugsweise durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik ineinander eingespritzt werden können. Das Betätigungselement 2 selbst wird über eine weitere Achsverbindung drehbeweglich im Schalterbaustein 1 gehaltert, so daß der Führungszapfen 2c kardanisch aufgehängt ist. Auch diese Achsverbindung wird vorzugsweise in einer Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik hergestellt, so daß eine Baugruppe bestehend aus Schalterbaustein 1 mit dem darin beweglich gelagerten Betätigungselement 2 entsteht.
Unterseitig an den Steuerteilen 2a und 2c befinden sich Steuernocken 2d, 2d' (in der Darstellung 3a ist allerdings nur einer von den vier Steuernocken sichtbar), wobei zwei auf dem inneren Steuerteil 2a sich gegenüberliegend angeordnete Steuernocken 2d mit den Ansteuerflächen 1g der Ansteuerelemente 1b und zwei auf dem äußeren Steuerteil 2b sich gegenüberliegend angeordnete Steuernocken 2d' mit den Ansteuerflächen 1g' der Ansteuerelemente 1b' zusammenwirken (siehe auch Figur 3b). Weiterhin ist in Figur 3a ein am Grundkörper 1a angeformtes Befestigungselement 1f erkennbar. Das Befestigungselement ist beispielsweise als Hülse ausgestaltet, in welche eine selbstschneidende Schraube eingedreht werden kann, wodurch die Vierwege-Schalteranordnung S beispielsweise an einer Unterlage fixiert wird.
Die Grundkörper 1a,1a' der jeweiligen Schalterbausteine 1 ,1' sind in dem
Verbindungsbereich III nach Art des Nut - und Feder Prinzips derart komplementär zueinander ausgestaltet, daß die Ansteuerflächen 1g, 1g' der
Ansteuerelemente 1b,1b' im wesentlichen in einer Ebene und die
Grundflächen der Grundkörper im wesentlichen in einer (anderen) Ebene liegen. Die „Nut-Feder"-artig ausgestalteten Passelemente sind in Figur 3a mit den Bezugszeichen 1e,1e' versehen.
Die den Ansteuerelementen 1b, 1b' zugeordneten Schaltelemente 3a, 3a' sind vorzugsweise als elastische, in ein gemeinsames elastisches Formteil (z.B. aus Silikon) eingebettete Kontaktelemente ausgeführt (Schaltmatte). Jedes Kontaktelement besteht aus einem elastischen, näherungsweise konusförmigen Bereich, welcher einen elektrischen Kontakt beinhaltet, beispielsweise eine Karbonpille oder ein Kontakt aus einem elastischen, leitfähigen Verbundmaterial. Dieser elastisch bewegliche Kontakt kann durch das jeweilige Betätigungselement mit Druck beaufschlagt und dadurch mit zugeordneten - beispielsweise auf einer (hier nicht dargestellten) Leiterplatte angeordneten - Gegenkontakten in Wirkverbindung gebracht werden.
An der Schaltmatte 3 sind Rastmittel 3b angeformt, die mit zugehörigen Gegen-Rastmitteln (Rastaufnahmen) 1h' zusammenwirken, so daß der Schalterbaustein V an vorgegebenen Positionen auf die Schaltmatte 3 aufgeklipst werden kann.
Weiterhin sind in Figur 3b Anschlagelemente 1j, 1j' für die Ansteuerelemente 1b, 1b' erkennbar. Die Anschlagelemente 1j, 1j' sorgen dafür, daß bei Betätigung des einen auf einem Grundkörper 1a angeordneten Ansteuer- elementes 1b das jeweils andere Ansteuerelement 1b durch das jeweils zugeordnete (elastische) Schaltelement 3a gegen den entsprechenden Anschlag 1j gedrückt wird, wodurch ein Klappern des jeweils freigegebenen AnSteuerelementes 1b verhindert wird.
Zusammen mit den inhärenten, mechanischen Eigenschaften eines elastischen, ein „Knackgefühl" erzeugenden Kontaktelementes kann durch geeignete Wahl der Hebelverhältnisse der Ansteuerelemente (z.B. Lage der
Druckpunkte der Steuernocken 2d,d' auf den hebelartigen Ansteuerelementen 1 b,1b') eine besonders vorteilhafte Haptik der erfindungsgemäßen Mehrwege- Schalteranordnung erzielt werden.
Weiterhin vorteilhaft bei dieser Vierwege-Schalteranordnung ist zudem die raumsparende Ausnutzung des verfügbaren Bauraums. Im Zentrum der Schalteranordnung S wird ein nutzbarer Freiraum erzeugt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Fortsatz 2e des Führungszapfens 2c durch diesen Freiraum geführt. Der Fortsatz 2e kann somit in einer (hier jedoch nicht dargestellten) vorzugsweise kreuzförmig ausgebildeten Kulissenführung geführt werden, so daß eine Bewegung des Betätigungs- elementes nur entlang vorgegebener Kulissenbahnen möglich ist.
Die Anordnung kann auch so ausgestaltet werden, daß der Fortsatz 2e durch die Schaltmatte 3 bzw. eine zugeordnete Leiterplatte (nicht dargestellt) hindurch geführt wird, so daß auch der Bauraum unterhalb der Leiterplatte vorteilhaft genutzt werden kann (in Figur 3a ist hierzu schematisch eine Öffnung 3c in der Schaltmatte 3 dargestellt).
Es ist überdies denkbar dem Betätigungselement 2 weitere (Betätigungs-) Funktionen zuzuordnen, beispielsweise kann der mit dem Führungszapfen 2c verbundene Fortsatz 2e dreh- und/oder achsial beweglich im Steuerteil 2a gelagert werden, so daß dieses eine zusätzliche Dreh- und/oder Tastfunktion ausführen kann. Dazu kann ein achsial beweglich gelagerte Fortsatz 2e mit einem Tast-Schaltelement (z.B. ein Mikroschalter) in Wirkverbindung gebracht werden, das am inneren Steuerteil 2a oder an der Leiterplatte befestigt ist. Entsprechend kann die Drehbewegung eines drehbeweglich gelagerten Fortsatzes 2e durch ein am inneren Steuerteil 2c befestigtes Drehpotentiometer in ein entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, für die Umsetzung der Dreh- und/oder Tastbewegung des Bedienelementes in ein entsprechendes elektrisches Signal berührungslos arbeitende Signalgeber und - dektoren (z.B. Magnet und Hall-Elemente) einzusetzen.
Desweiteren ist es auch möglich, den Freiraum für die Aufnahme von Beleuchtungselementen vorteilhaft zu nutzen, beispielsweise für Leucht- dioden oder dergleichen.
Dadurch kann der Schaltzustand der Schaltelemente 3a, 3a' optisch über im Führungszapfen 2c und 2e befindliche lichtleitende Elemente
(Lichtwellenleiter) zu Anzeigezwecken in das Bedienelement übertragen werden. Es ist auch möglich, das innere Steuerteil 2a selbst als lichtleitendes Element auszubilden.
Bezugszeichenliste
1 ,1 ' Schalterbaustein
1a,1a' Grundkörper 1b,1b' Ansteuerlemente
1c,1 c' gelenkige Verbindung
1d,1d' Aufnahmen
1e,1 e' Nut-Feder-Elemente
1f Befestigungselement 1g,1g' Ansteuerflächen
1h Lager-Aufnahme
1h' Gegen-Rastmittel
1i,1i' Stege
1j,1j' Anschlagmittel 1k Paßleiste
11 senkrecht abgewinkelter Fortsatz
2 Betätigungselement
2a inneres Steuerteil
2b äußeres Steuerteil 2c Führungszapfen
2d,2d' Steuernocken
2e Fortsatz
3 Schaltmatte
3a,a' Schaltelemente 3b Rastmittel
3c Öffnung
3d Schaltkontakt
3e elastischer Hohlkörper
S Vierwege-Schalterelement B . Vierwege-Baugruppe
BR,BR' entgegengesetzte Betätigungsrichtungen des Betätigungs- bzw.
Bedienelementes P Symmetriepunkt
I erster Bereich des Grundkörpers
II zweiter Bereich des Grundkörpers
III dritter Bereich des Grundkörpers

Claims

Patentansprüche
1. Mehrwege-Schalteranordnung (S), enthaltend zwei Schalterbausteine (1 ,1 '), welche jeweils einen Grundkörper (1a, 1a') und jeweils zwei durch ein Betätigungselement (2) einander als Paar zugeordnete, mit dem jeweiligen Grundkörper (1 a, 1a') beweglich verbundene Ansteuerelemente
(1 b, 1 b') aufweisen, wobei den Ansteuerelementen (1 b, 1 b') jeweils zumindest ein Schaltelement (3a,3a') zugeordnet ist und wobei die Grundkörper (1a, 1a') und Ansteuerelemente (1 b,1 b') in der Weise ausgebildet sind, daß die zwei mit einem Teil des jeweiligen Grundkörpers (1a, 1a') in Anlage gebrachten und ineinander verschachtelt angeordneten
Schalterbausteine (1 ,1 ') eine Baugruppe (B) bilden, wobei die jeweils paarweise einander zugeordneten Ansteuerelemente (1 b, 1b') so angeordnet und derart durch das Betätigungselement (2) betätigbar sind, daß die jeweils entgegen gesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des einen Paares (1 b) etwa senkrecht zu den Betätigungsrichtungen (BR1) des anderen Paares (1b") stehen.
2. Mehrwege-Schalteranordnung (S), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalterbausteine (1 ,1') zumindest nahezu identisch sind.
3. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') und Ansteuerelemente (1 b, 1 b") der Schalterbausteine (1 ,1"), so ausgebildet sind, daß die Kombination der Schalterbausteine (1 ,1 ') eine im wesentlichen ebene Vierwege-Baugruppe (B) bildet, wobei die Ansteuerflächen (1g, 1g') der Ansteuerelemente (1 b, 1 b') im wesentlichen in einer Ebene und/oder die Grundflächen der Grundkörper (1a,1a') im wesentlichen in einer anderen Ebene liegen.
4. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a,1 a') der Schalterbausteine (1 ,1 ') im Verbindungsbereich nach Art des Nut-und-Feder-Prinzips komplementär zueinander ausgebildet sind.
5. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1b') hebelartig ausgebildet und über eine gelenkige Verbindung (1c,1c') auf dem jeweiligen Grundkörper (1a,1a') schwenkbar angeordnet und antiparallel ausgerichtet sind, wobei sich die gelenkigen Verbindungen (1c, 1c') einerseits parallel und andererseits senkrecht zur Längserstreckung der
Ansteuerelemente (1 b, 1b") beabstanden, wodurch zwischen den beiden Ansteuerelementen (1b, 1b') eine entlang der Längserstreckung der Ansteuerelemente (1b, 1b') beidseitig durch diese begrenzte, im wesentlichen rechteckige Freifläche ausgebildet wird, und daß der Grundkörper (1a, 1a') aus einem ersten, die gelenkige Verbindung des ersten AnSteuerelementes (1 b, 1 b') aufnehmenden Bereich (I), einem zweiten, die gelenkige Verbindung des zweiten Ansteuerelementes aufnehmenden Bereich (II) und einem diese Bereiche überbrückenden Verbindungsbereich (III) besteht, welcher vollständig innerhalb der Freifläche liegt.
6. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') so ausgebildet sind, daß die Grundkörper von zwei Schalterbausteinen (1 ,1') lediglich im Verbindungsbereich (III) der Grundkörper (1a, 1a') zur Überlappung kommen.
7. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') so ausgebildet sind, daß die zwei Schalterbausteine (1 ,1 ') eine im wesentlichen quadratische Vierwege-Baugruppe (B) bilden, wobei die Schalterbausteine (1 ,1 ') jeweils im wesentlichen punktsymmetrisch bezüglich eines Symmetriepunktes (P) ausgestaltet sind.
8. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (I) und/oder der zweite
Bereich (II) des jeweiligen Grundkörpers (1 ,1 ') die dem ersten und/oder dem zweiten Ansteuerelement (1 b,1 b') zugeordneten Schaltelemente (3a,3a') aufnimmt.
9. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kontur des ersten und des zweiten Bereiches (l,ll) im wesentlichen der Projektion der jeweiligen Ansteuerelemente (1 b,1 b") auf dem Grundkörper (1a, 1 a') folgt.
10. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1 a') im jeweiligen Verbindungsbereich (III) als Verbindungsstege (1i,1 i') ausgebildet sind.
11. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') im Verbindungsbereich (lll) mit dünner Materialstärke ausgebildet sind.
12. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a,3a') die elastischen
Kontaktelemente (3a, 3a') einer Schaltmatte (3) sind.
13. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a,3a') mit den freien Enden der Ansteuerelemente (1b, 1b') und/oder mit dem Grundkörper (1a, 1a') form- oder stoffschlüssig verbunden sind.
14. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') Mikroschalter sind.
15. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') Schaltfedern sind.
16. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1b') einstückig über ein scharnierartiges Gelenk mit dem jeweiligen Grundkörper (1 a, 1 a') verbunden sind.
17. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1b") über eine Achse mit dem jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') verbunden sind.
18. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerlemente (1 b, 1b') durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in den jeweiligen Grundkörper (1a, 1 a') eingebracht werden, daß die Ansteuerlemente (1 b,b') nach Aushärten des Spritzgießmaterials in diesem drehbeweglich gelagert sind.
19. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß am jeweiligen Grundkörper (1 a, 1a') den darauf angeordneten Ansteuerelementen (1 b, 1b') zugeordnete Anschlagelemente (1j,1j') vorhanden sind, welche dergestalt angeordnet und ausgebildet sind, daß bei Betätigung des einen AnSteuerelementes (1b,1 b') das jeweils andere Ansteuerelement (1 b,1 b') durch das entsprechende Schaltelement (3a,3a') gegen das zugeordnete Anschlagelement (1j,j') gedrückt werden.
20. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) ein inneres Steuerteil (2a) enthält, welches durch zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Drehachsen nach Art eines Kardangelenkes beweglich gelagert ist.
21. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Steuerteil (2a) durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in ein äusseres Steuerteil (2b) eingebracht wird, daß das innere Steuerteil (2a) nach Aushärten des Spritzgießmaterials im äußeren Steuerteil (2b) drehbeweglich gelagert ist.
22. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) in einem der Schalterbausteine (1 ,1 ') drehbeweglich gelagert ist.
23. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 22, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Betätigungselement (2) durch eine Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik dergestalt in den Schalterbaustein (1 ,1 ') eingebracht ist, daß das Betätigungselement (2a) nach Aushärten des Spritzgießmaterials im Schalterbaustein (1 ,1') drehbeweglich gelagert ist.
24. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 12-23, dadurch gekennzeichet, daß an der Schaltmatte Rastmittel (3b) vorgesehen sind, welche mit zugeordneten Gegen-Rastmitteln (1h') an einem der Schalterbausteine (1 ,1') kooperieren .
25. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-24, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Steuerteil (2a) ein Fortsatz (2e) vorgesehen ist, welcher in einem Freiraum zwischen den Ansteuerelementen (1 b,1 b') führbar ist.
26. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der der Fortsatz (2e) in einer zugeordneten Kulissenführung entlang vorgegebener, kreuzförmig zueinander ausgerichtetn Kulissenbahnen führbar ist.
27. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (2e) zur Betätigung einer Tast- und/oder Drehfunktion achsial und/oder drehbeweglich am inneren Steuerteil (2a) gelagert ist.
28. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 27, dadurch gekenn- zeichnet, daß an dem Fortsatz (2e) Signalgeber zur Umsetzung der achsialen und/oder der Drehbewegung in elektrische und/oder optische Signale vorgesehen sind.
29. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrwege-Schalteranordnung (S) Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden beinhaltet.
30. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Betätigungsteil (2a) lichtleitende Elemente vorhanden sind.
31. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß an das innere Betätigungsteil (2a) als lichtleitendes
Element ausgelegt ist.
32. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-31 , dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) und die Schalterbausteine (1 ,1') durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik in demselben Spritzgießwerkzeug erzeugt werden, wobei das Betätigungselement und die Ansteuerelemente nach Aushärten des Spritzgießmaterials beweglich in der Schalteranordnung gelagert sind.
33. Schalterbaustein (1 ,1') mit einem Grundkörper (1a, 1a') und zwei an demselben beweglich gelagerten, durch ein in entgegengesetzte Richtungen (BR) verstellbares Betätigungselement (2) einander paarweise zugeordneten und gegenläufig bewegbaren, hebelartigen Ansteuerelementen (1b, 1b'), welchen jeweils zumindest ein Schaltelement (3a,3a') zugeordnet ist, wobei die Schaltelemente durch das Betätigungselement (2) wechselweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hebelartigen Ansteuerelemente (1b, 1 b') antiparallel ausgerichtet und nebeneinander auf dem Grundkörper angeordnet sind und daß die entgegengesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des Betätigungselementes (2) einen vorgegebenen Winkel mit der Längserstreckungs- richtung der hebelartigen Ansteuerelemente (1 b, 1b') einschließen.
34. Schalterbaustein (1 ,1') nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkel 90° beträgt.
35. Schalterbaustein (1 ,1') nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1 b') durch eine Achsverbindung mit dem Grundkörper (1a, 1a') verbunden sind.
36. Schalterbaustein (1 ,1') nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die hebelartigen Ansteuerelemente (1 b,1 b') durch eine Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik dergestalt in den Grundkörper (1a, 1 a') eingebracht sind, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1 b') nach Aushärten des Spritzgießmaterials in dem Grundkörper (1 a, 1a') drehbeweglich sind.
37. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a,3a') die elastischen Kontaktelemente (3a, 3a') einer Schaltmatte (3) sind.
38. Schalterbaustein (1 ,1') mit einem Grundkörper (1 a, 1 a') und zwei an demselben beweglich gelagerten, durch ein in entgegengesetzte Richtungen (BR) verstellbares Betätigungselement (2) einander paarweise zugeordneten und gegenläufig bewegbaren Ansteuerelementen (1 b,1 b'), welchen jeweils zumindest ein Schaltelement (3a, 3a') zugeordnet ist, wobei die Schaltelemente durch das Betätigungselement (2) wechselweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1 b') als mit Ansteuerschrägen (1g, 1g') versehene, axial verschiebliche Schieber ausgebildet sind, welche auf die mit axialer Betätigungsrichtung angeordneten Schaltelemente (3a,3a') einwirken und, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1 b') auf dem Grundkörper (1a, 1a') antiparallel ausgerichtet und nebeneinander angeordnet sind und, daß die entgegengesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des Betätigungselementes (2) einen vorgegebenen Winkel mit der Längserstreckungsrichtung der schieber- artigen Ansteuerelemente (1b, 1 b') einschließen.
39. Schalterbaustein (1 ,1') nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkel 90° beträgt.
40. Schalterbaustein (1 ,1') nach einem der Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die schieberartigen Ansteuerelemente (1 b, 1 b') durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in den Grundkörper
(1a, 1a') eingebracht sind, daß die Ansteuerelemente (1 b, 1 b') nach Aushärten des Spritzgießmaterials auf dem Grundkörper (1a, 1 a') axial ver- schieblich sind.
41. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a,3a') die elastischen
Kontaktelemente (3a,3a') einer Schaltmatte (3) sind.
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