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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit mindestens drei Schaltpositionen gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, eine elektrische bzw. elektronische Komponente aufweisend einen elektrischen Schalter sowie ein Hörgerät mit einem elektrischen Schalter.
Elektrische Schalter, welche nebst den Schaltpositionen AUS und EIN mindestens noch eine weitere Position aufweisen, von welcher das Schaltelement in der Regel sich selbsttätig wieder in eine der beiden vorgenannten anderen Positionen zurückbewegt sind an sich bekannt. Ein Beispiel aus dem täglichen Leben ist der Anlasser bei einem Automobil, wo von der Stellung AUS zunächst das Zündschloss in die Anlassstellung bewegt wird, und nachdem der Motor gestartet ist anschliessend das Anlasselement teilweise zurück in die EIN-Stellung bewegt wird, in welcher der Automotor in Betrieb gehalten wird.
Alle bekannten Schalter sind relativ gross und deren Technik ist ungeeignet für Kleinst- bzw. Mikroschalter für das Schalten von kleinen elektrischen bzw. elektronischen Geräten, wie beispielsweise Hörgeräte und dergleichen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Schalter vorzuschlagen, welcher nebst den
BESTATIGUNGSKOPIE
herkömmlichen Schalterstellungen AUS und EIN noch mindestens eine weitere Schaltstellung aufweist und welcher insbesondere geeignet ist für die Verwendung in Kleinstgeräten. Insbesondere benötigt wird ein Schalter, der zu den Positionen "AUS" - "EIN" mindestens eine weitere Position "EIN" aufweist, die jedoch vorzugsweise nur angetippt wird für das Erzeugen eines kurzen Kontaktes, und von der der Schalter vorzugsweise automatisch wieder in die erste "EIN"-Position zurückwippt.
Die gestellte Aufgabe wird mittels einem elektrischen Schalter gemäss dem Wortlaut insbesondere nach Anspruch 1 gelöst .
Der vorgeschlagene elektrische Schalter weist mindestens die Schaltpositionen "AUS", "EIN" und "Ein Impuls" bzw. "Taster" auf, wobei der Schalter von der Position EIN- Impuls bzw. Taster selbsttätig auf die EIN-Position zurückspringt bzw. zurückwippt. Die mindestens drei Schaltpositionen sind auf einem weitgehend kreisrund ausgebildeten Trägerkörper angeordnet und das entlang dem Trägerkörper drehbar gelagerte Schaltelement ist mittels einer Spiralfeder von der EIN-Impuls bzw. Taster-Position in die EIN-Position treibbar.
Vorzugsweise weist der erfindungsgemäss vorgeschlagene Schalter mindestens einen weitgehend kreisrunden Trägerkörper mit Kontaktbereichen auf, sowie ein um die Mittelachse des Trägerkörpers drehbares Schaltelement,
welches mittels der Spiralfeder von der Position EIN-Impuls bzw. Taster in die EIN-Position treibbar ist, welche zusammen mit der Spiralfeder und einem zentralen Achskörper mittels einer Tellerfeder positioniert bzw. federnd zusammengehalten werden.
Dabei ist zwischen dem Trägerkörper und dem Schaltelement eine Rastergeometrie ausgebildet.
Der Schalter wird mittels Tellerfeder und über die
Rastergeometrie in den Stellungen AUS/EIN positioniert. In der zusätzlichen EIN-Impuls bzw. Taster Position, die vorzugsweise keine Rastergeometrie aufweist, zieht die erwähnte Spiralfeder, die durch das Einschalten gespannt wird, den Schalter bzw. das Schaltelement in die erste EIN- Position zurück, in der das Schaltelement auch positioniert bleibt. Die Kraft der Tellerfeder, zusammen mit der Rastergeometrie, ist stärker als die nur schwach gespannte Spiralfeder in der ersten EIN-Position, so dass letztere den Schalter nicht in die AUS-Position ziehen kann. Ein
Schalten von AUS nach EIN und umgekehrt geschieht also nur mit Hilfe der Tellerfeder. Die Spiralfeder erhält erst in der Toggle-Position durch das Aufziehen das nötige Drehmoment (Kraft) , um den Schalter in die EIN-Position zurückzuziehen. In der AUS-Position ist die Spiralfeder nicht gespannt. Sie ist mit einem Ende in der starren Schalterachse bzw. im Achskörper verankert und mit dem anderen Ende im Schaltelement, welches die Drehbewegung macht .
Die erwähnte Rastergeometrie weist also vorzugsweise mindestens eine Rasterung für die Positionen AUS und EIN auf, jedoch nicht oder nur in reduziertem Masse für die Position EIN-Impuls bzw. Taster.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsvariante sind je drei Rasterungen für die Positionen AUS und EIN vorgesehen, welche je um einen Winkel von ca. 120° auseinanderliegend zwischen Trägerkörper und Schaltelement angeordnet sind.
Das Schaltelement weist vorzugsweise ein seitlich vorstehendes Betätigungsorgan auf, wie beispielsweise einen Hebel, sowie auf der dem Trägerkörper zugewandten Seite eine Leiterbahn bzw. einen Schleifkontakt, welche bzw. welcher im Trägerköper angeordnete Kontaktbereiche auf Betätigung des Organs hin in EIN-Position oder EIN-Impuls bzw. Taster-Position entsprechend miteinander verbindet.
Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten des elektrischen
Schalters sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert bzw. sind der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren zu entnehmen.
Der erfindungsgemäss vorgeschlagene Schalter ist insbesondere geeignet für die Verwendung in elektrischen bzw. elektronischen Komponenten bei welchen die Position EIN-Impuls bzw. Taster insbesondere dazu verwendet werden
kann, um eine Menusteuerung zu betätigen bzw. um zwischen verschiedenen Programmen auswählen zu können.
Der erfindungsgemäss vorgeschlagene Schalter eignet sich insbesondere für die Verwendung in Hörgeräten.
Die Erfindung wird nun anschliessend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Schematische Perspektive eines erfindungsgemässen elektrischen Schalters;
Fig. 2 den Schalter aus Figur 1 explosionsartig auseinandergezogen; Fig. 3 schematisch dargestellt die verschiedenen
Schaltpositionen des Schalters aus Figur 1;
Fig. 4 in Perspektive und Obendraufsicht einen Trägerkörper des Schalters aus Fig. 1;
Fig. 5 ein Schaltelement in Perspektive gesehen von der dem Trägerkörper zugewandten Seite;
Fig. 6 das Schaltelement analog Fig. 5, jedoch gesehen von der entgegengesetzten Seite, und
Fig. 7a und 7b im Schnitt den Schalter aus Fig. 1
Figur 1 zeigt schematisch in Perspektive einen erfindungsgemässen Schalter 1, wobei die Gehäuseabdeckung frontseitig entfernt ist, um das Innenleben des Schalters darstellen zu können.
Auf einem Schalterboden bzw. Trägerkörper 3 angeordnet sind die drei Schaltpositionen AUS = 5, EIN = 7, sowie EIN- Impuls bzw. Taster = 9. Die beiden Positionen AUS und EIN sind in entsprechenden Einkerbungen angeordnet, währenddem die Tastenposition 9 keine Einkerbung aufweist.
Zurückversetzt von der Peripherie des Schalterbodens angeordnet sind Kontaktbereiche 11, welche durch im Schalterboden bzw. Trägerkörper eingelassene Schaltstifte gebildet werden.
Ueber eine mittige Drehachse mit dem Schalterboden verbunden, ist ein Schaltergehäuse bzw. ein Schaltelement 17 angeordnet, welches einen Hebel 18 aufweist für die Betätigung des Schalters. Mit einem Ende starr mit einem Achskörper verbunden, ist weiter eine Spiralfeder 19 angeordnet, welche mit ihrem anderen Ende mit dem Schaltergehäuse bzw. dem Hebelorgan 18 verbunden ist. Der Schalter wird federnd mittels einer Tellerfeder 21 zusammengehalten, welche an ihrem oberen Ende mittels einem Aufsatz 23, welcher mit dem Achskörper verbunden ist, gehalten wird.
In Fig. 2 ist der Schalter aus Fig. 1 explosionsartig auseinandergezogen, um die einzelnen Bestandteile des Schalters besser darstellen zu können. Deutlich erkennbar ist die Rastergeometrie zwischen dem Schaltergehäuse 17 und dem Schalterboden 3, indem am Schaltergehäuse vorstehende Nocken 6 und 8 erkennbar sind, welche in den entsprechenden Einkerbungen 4, 5 und 7 im Schalterboden 3 eingreifen. In der Stellung „AUS" rasten Nocken 6 und 8 in den Einkerbungen 4 und 5 und in der Stellung „EIN" in den Einkerbungen 5 und 7 ein. In der später folgenden
Beschreibung der Funktionsweise wird erneut auf die oben erwähnten Stellungen eingegangen.
Die Kontaktstifte 11 sind in entsprechenden Lochungen 12 im Schalterboden 3 eingelassen, derart, dass deren oberes
Kontaktende aus dem Schalterboden herausragt. Dies damit die entsprechende Leiterbahn bzw. das Kontaktelement 15 mit den Kontaktbereichen 14 in den jeweiligen Stellungen die entsprechenden Kontaktverbindungen herstellen kann.
In Fig. 2 schliesslich erkennbar ist auch der zentrale Achskörper 29, welcher starr mit dem Schalterboden 3 und dem Halteelement 23 verbunden ist, und um welchen Achskörper drehbar das Schaltergehäuse 17 mit dem hebelartigen Organ 18 gelagert ist.
Anschliessend wird nun die Funktionsweise des erfindungsgemässen Schalters beschrieben, wobei das Schema in Fig. 3 die Schaltpositionen visuell darstellt. In der Ausgangslage bzw. der AUS-Position befinden sich die beiden Nocken 6 und 8 in den Kerbungen 4 und 5. In dieser Stellung berühren die Kontaktpositionen 14 der Kontaktfeder 15 keine Kontaktstifte 11.
Durch drehen des Schaltergehäuses 17 mittels des Hebels 18 bewegen sich die beiden Nocken 6 und 8 in die beiden Einkerbungen 5 und 7, was durch das Anordnen der Tellerfeder 21 möglich wird. Bei dieser Bewegung wird die Spiralfeder 19 leicht gespannt, jedoch nur derart, dass ein Zurücktreiben in die AUS-Position nicht bewirkt wird. Zusammen mit dem Schaltergehäuse 17 bewegt wird ebenfalls die Kontaktfeder 15 mit den Kontaktbereichen 14, welche nun diejenigen Kontaktstifte 11 miteinander verbindet, welche der EIN-Position entsprechen.
Durch weiterbewegen des Schaltergehäuses 17 mittels des Hebels 18 werden die beiden Nocken 6 und 8 aus den Einkerbungen 5 und 7 entfernt und die Spiralfeder 19 weitergespannt. Sobald der Bereich 9 im Schalterboden 3 vom Nocken 8 erreicht wird, verbinden die Kontaktbereiche 14 der Kontaktfeder 15 diejenigen Kontaktstifte 11 miteinander, welche der EIN-Impuls bzw. Taster-Position entsprechen, in welcher mittels dem erzeugten Impuls beispielsweise eine Menusteuerung angewählt wird. Dies kann insbesondere bei Hörgeräten sinnvoll sein, wo verschiedene Programme anzuwählen sind, wie beispielsweise Lautstärke,
fokussiertes Hören oder Raumhören, Hören mit Umgebungslärm oder ohne Umgebungslärm. Sobald das gewünschte Programm angewählt ist, wird der Hebel 18 losgelassen, und das Schaltergehäuse 17 springt in Folge Spannung durch die Spiralfeder 19 wieder in die EIN-Position zurück.
In den nachfolgenden Fig. 4 bis 6 sind einerseits der Schalterboden bzw. der Trägerkörper 3 in Perspektive und vergrössert dargestellt, sowie dass Schaltergehäuse bzw. Schaltelement 17.
Figur 4 zeigt den Schalterboden 3, wobei deutlich erkennbar ist, dass jeweils um 120° versetzt zueinander drei Rasterbereiche aufweisend die Einkerbungen 4, 5 und 7 angeordnet sind. Der Grund dafür liegt darin, dass dadurch immer sichergestellt ist, dass das darüber angeordnete und drehbar am zentralen Achsgehäuse 29 gelagerte Schaltergehäuse bzw. Schaltelement 17 gegenüber dem Trägerboden 3 nicht verkippt wird. Dies ist wichtig, dass in jedem Falle die Kontaktfeder 15 eine einwandfreie
Kontaktverbindung zwischen den Kontaktstiften 11 in den Positionen EIN bzw. EIN-Impuls bzw. Taster herstellt.
Entsprechend sind, wie in Fig. 5 erkennbar, am Schaltergehäuse bzw. Schalterelement 17 drei Rasterbereiche aufweisend die vorstehenden Nocken 6 und 8 angeordnet. In Fig. 5 ist das Schaltergehäuse 17 von derjenigen Seite aus gesehen dargestellt, welche dem Schalterboden 3 zugewandt
ist und auf welcher Seite die Kontaktfeder 15 mit den Kontaktbereichen 14 angeordnet ist.
Demgegenüber zeigt Fig. 6 das Schaltergehäuse 17 von der entgegengesetzten Seite, d.h. von derjenigen Seite, auf welcher sich die Spiralfeder 19 befindet. Deutlich erkennbar sind die beiden Enden 20 und 22 der Spiralfeder 19, wobei das Ende 22 dazu vorgesehen ist, um im mittigen starr mit dem Schalterboden verbundenen Achsgehäuse 29 einzugreifen, währenddem das andere Ende 20 fest positioniert in der Schaltrichtung mit dem Schaltergehäuse bzw. dem Hebelorgan 18 verbunden ist. Beim drehen des Schaltergehäuses bzw. Schaltelementes 17 von der Position AUS in die Position EIN wird die Spiralfeder 19 bereits leicht gespannt, bzw. ein Drehmoment erzeugt. Dieses reicht aber nicht aus um das Schaltergehäuse wiederum in die Position AUS zurück zu bewegen. Anders bei der Weiterbewegung in die Position EIN-Impuls bzw. Taster, bei welcher ein derart grosses Drehmoment erzeugt wird, so dass das Schaltergehäuse zurück in die Position EIN bewegt wird. Dies natürlich auch deshalb, da in der Position EIN-Impuls bzw. Taster keine entsprechende Rasterung vorgesehen ist, um das Schaltergehäuse fest gegenüber dem Schalterboden zu positionieren.
Fig. 7a und 7b schliesslich zeigen im Schnitt den Schalter aus Fig. 1 bzw. 2, wobei die beiden Ansichten in den Fig. 7a und 7b um 90° zueinander verdreht dargestellt sind. Deutlich erkennbar ist, wie das eine Ende 22 im mittigen Achskörper 29 gelagert ist. Insbesondere in Fig. 7a weiter
erkennbar ist, dass das Schaltergehäuse 17 in seiner mittigen Öffnung zusätzlich ein ringartiges Führungselement 27 aufweist, welches einerseits für die gute Drehbarkeit des Schaltergehäuses 17 gegenüber dem Achskörper 29 verantwortlich ist, und welches zudem als Halterung für die Vorspannung der Kontaktfeder 15 dient.
Speziell in Fig. 7b deutlich erkennbar sind die Anschlussbereiche 11' der Kontaktstifte, welche zum Anschliessen von elektrischen Kontaktverbindungen dienen.
Schliesslich deutlich erkennbar ist nun die Tellerfeder 21, welche einerseits den Schalter zusammenhält und welche andererseits beim Drehen des Schaltergehäuses 17 eine Kraft erzeugt, um das Schaltelement gegen den Schalterboden 3 bzw. die Nocken 6 bzw. 8 in die Einkerbungen 4, 5 oder 7 (in den Fig. 7a und 7b nicht erkennbar) zu treiben. Damit ist sichergestellt, dass der Schalter in den jeweiligen Positionen einrastet und ein selbsttätiges Verstellen des Schalters verunmöglicht wird.
Bei dem in den Fig. 1 bis 7 dargestellten elektrischen Schalter handelt es sich selbstverständlich nur um ein Beispiel, welches geeignet ist die vorliegende Erfindung besser darstellen und beschreiben zu können.
Selbstverständlich ist es möglich den Schalter im Rahmen der beschriebenen Erfindung andersartig auszugestalten und durch weitere Elemente zu ergänzen. So ist es beispielsweise möglich weitere Schaltpositionen vorzusehen,
wie z. Bsp. drei feste Positionen und eine weitere Impuls- Position oder mehrere Impuls-Positionen etc. Auch für die Herstellung der verschiedenen Teile ist es möglich unterschiedliche Materialien zu verwenden. So ist es beispielsweise möglich für Trägergehäuse bzw. Schalterboden und Schaltergehäuse bzw. Schaltelement ein faserverstärktes Polymer zu verwenden wie z.B. POM (Polyoxymethylen) , Polyamid, Polypropylen, etc. Dabei ist es notwendig, dass genannte Materialien gute Gleiteigenschaften aufweisen, damit ein exaktes Einrasten der Nocken 6 und 8 in den
Einkerbungen 4, 5 und 7 ermöglicht wird. Wesentlich ist, dass das verwendete Polymer über entsprechend geforderte elektrische Eigenschaften verfügt, sowie entsprechend den Anforderungen über Witterungsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, etc. Insbesondere bei der Verwendung für Hörgeräte ist es wesentlich, dass das verwendete Polymer eine gute Beständigkeit gegenüber Schweiss aufweist. Für die verschiedenen verwendeten Kontakte, wie Kontaktelemente, Kontaktfeder, etc. ist es wichtig, ein Material zu verwenden, das eine gute Leitfähigkeit aufweist, wie z.B. Gold, Kupfer, und dergleichen. Für die Herstellung der Spiralfeder eignet sich rostfreier Federstahldraht, währenddem für die Tellerfeder beispielsweise ein Chromnickelstahl verwendet wird. Grundsätzlich aber ist zu sagen, dass an sich alle für die jeweiligen Teile geeigneten Materialien verwendet werden können.