WO2007085393A1 - Elektrischer schalter für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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Anton Rüttiger
Andreas Stengel
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Definitions

  • the invention relates to an electrical switch, in particular for a motor vehicle, comprising a lever which is pivotally received in a panel of a housing of the switch, wherein the lever on the one hand has a rocker upper part and on the other hand a lever arm.
  • switches are often used, which are provided with several functions.
  • switches are used for opening the side windows, which are equipped with a rocking function, wherein the rocking function is designed such that an outstanding from the switch rocker upper part from a rest position in at least two directions of movement, which are usually arranged in opposite directions, can be actuated.
  • the switches are arranged such that they are to be operated for example by pressing and pulling. If such a switch is pressed for actuation of the side window, the side window opens and is pulled on this switch, then the disc closes again.
  • a rocker switch for a motor vehicle is described in unpublished DE 10 2005 030 239.
  • the switch consists of an actuator which is pivotally received in a housing and a switch plunger which is on the one hand with the actuator and on the other hand with a arranged on a circuit board switching element in operative connection.
  • a shift fork engages around a printed circuit board, so that by means of a pulling a arranged on the back of the circuit board switching element and when pressed on the shift fork attached to a top of the circuit board switching element is actuated.
  • Another switch, with a pivotally mounted rocker switch, which can be actuated manually between two switching positions, is described in DE 103 589 46.
  • the rocker has two spaced-apart, laterally projecting bolt-like extensions, which are held in guides of a housing of the switch, wherein in the middle between the extensions, a switching element is arranged that is actuated by means of the rocker switch.
  • a switch is to be provided, which is structurally simple and inexpensive to manufacture.
  • the object of the invention is achieved in that the lever arm between a diaphragm accommodated spring elements is arranged and with a switching element which interacts without contact and by means of releasable contacts with a printed circuit board arranged in the housing of the switch.
  • the inventive construction of the rocker switch now the possibility is created to eliminate the manufacturing tolerances and at the same time to realize a high degree of switching safety.
  • it is easily possible by the construction of the rocker switch according to the invention the required by the automotive industry installation tolerances of the rocker, or protruding from the switch rocker upper part with respect to a diaphragm of the housing of the electrical switch, easy to comply.
  • the haptic is easily influenced by the structural design of the storage of the lever of the rocker switch.
  • a significant advantage is that the tolerances between the mechanical switch and the electrical contact, or the evaluation of the switching movement, are easy to comply.
  • a significant advantage is that the position of the circuit board is independent of the position of the protruding from the panel rocker upper part.
  • FIG. 2 shows a section through a rocker switch according to the invention in an alternative embodiment
  • FIG. 3 shows a view according to the line IM-III from FIG. 2.
  • an inventive switch 1 is shown in section, in a side view. From a panel 2 protrudes a rocker upper part 3, which is attached to a rocker arm forming the lever 4.
  • the lever 4 is in this case formed from the rocker upper part 3 and a lever arm 5.
  • the lever 4 pivots about a mounted in the aperture 2 fulcrum 6.
  • the switch 1 has in this embodiment two opposing contacts provided with and made of resilient plastic contact elements 7, 8.
  • the contact elements 7, 8 in turn via interconnects 9, 10 and via detachable contact units 1 1, 12 with contact surfaces 13, 14 electrically connected.
  • the contact surfaces 13, 14 are fastened or applied to a circuit board 15 associated with the switch 1.
  • at least one light source such as an LED is mounted on the circuit board.
  • the rocker upper part 3 of the lever 4 is movable about the pivot point 6 in the direction of the arrow P.
  • the lever arm 5 is moved against the contact dome of the contact elements 7, 8, whereby the electrical contacts in the contact elements 7, 8 are actuated.
  • Due to the inventive structure of the rocker switch 1 is the position of the pivot point 6 in the panel 2, the length of the lever arm 5 and the spring constants of the contact mats 7, 8, the feel of the switch 1 depending on the design and customer requirements very easily adjustable.
  • the rocker 4 with the contact elements 7, 8, firmly in the shutter 2 are positioned, form a switching element, which must be so arranged in relation to the mounting position to the circuit board 15 that the contact units 11, 12 contact the contact surfaces 13, 14 of the circuit board 15, but there are manufacturing tolerances with respect to the diaphragm 2 to the circuit board 15 compensated.
  • a light source 16 arranged on the printed circuit board 15 on the one hand offers the possibility of illuminating the rocker upper part 3 and parts of the panel 2, but it is likewise conceivable to illuminate the rocker upper part 3 directly, whereby a symbol 17 introduced into the rocker upper part 3 can also be illuminated.
  • the invention proposes to manufacture the lever 4 from a photoconductive material, such as polycarbonate PC.
  • the light L emitted by the light source 16 can be directed into the light guide 4 and thus into the rocker top 3, so that the symbol 17 can be backlit.
  • rocker upper part 3 here is also made of polycarbonate or a white plastic manufacturable.
  • the rocker upper part is painted and executable with a lasered symbol 17.
  • rocker upper part 3 run as a separate component and clipped onto the lever 4.
  • FIG. 2 shows a further alternative embodiment of the switch 18, which is likewise shown in a side view.
  • the structure of the switch 18 substantially corresponds, with respect to a to be set on the switch 18 haptics, the structure of the switch 1 of Figure 1.
  • the haptic on the rocker upper part 21 also on the position of the pivot point 22 and the length of the lever arm 23 and the spring characteristics of the spring elements 19, 20 realized.
  • Spring elements 19, 20 and lever 24 and rocker upper part 21 are firmly positioned in the aperture.
  • a light-emitting diode 26 is mounted on the circuit board 25, .
  • light is emitted in the infrared range.
  • the light of the LED 26 passes into a first light-guiding element 27 and is correspondingly emitted by the light-guiding element 27 in the direction of adjacent light guide 28, 29 and guided in a targeted manner.
  • the purposeful guiding of the light L takes place here via bevels directed towards the light guides 27, 28, 29, wherein only two bevels 30, 31 are provided with reference numerals for reasons of clarity.
  • the light passes from the light guide 27 into the light guide elements 28, 29 and from there to phototransistors 32, 33, which detect an activated LED.
  • the lever arm 23 has in the region of the light guides 27, 28, 29 an extension 34 which extends between the light guides 27, 28, 29 in.
  • the extension moves either between the light guide 27 and 28 or between the light guide 27 and 29, which in turn is electrically evaluated as movement of the rocker upper part 21, since either the phototransistor 32 or the Phototransistor 33 receives no light, so that an electrical signal can be generated.
  • the spring elements 19, 20 have the task of adjusting the haptic and defining the switching point.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1, 18) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem in einer Blende (2) eines Gehäuses des Schalters (1, 18) schwenkbar aufgenommenen Hebel (4, 24), wobei der Hebel (4, 24) einerseits ein Wippenoberteil (3, 21) und andererseits einen Hebelarm (5, 23) aufweist, wobei der Hebelarm (5, 23) zwischen in der Blende (2) aufgenommenen Federelementen (7, 8, 19, 20) angeordnet ist, und mit einem Schaltelement, das berührungslos und/oder mittels lösbarer Kontakte (11, 12) mit einer im Gehäuse des Schalters (1, 18) angeordneten Leiterplatte (15, 25) zusammenwirkt.

Description

Preh GmbH, Bad Neustadt a. d. Saale 18.01.2007
B E S C H R E I B U N G
Elektrischer Schalter für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem in einer Blende eines Gehäuses des Schalters schwenkbar aufgenommenen Hebel, wobei der Hebel einerseits ein Wippenoberteil und andererseits einen Hebelarm aufweist.
In Kraftfahrzeugen werden häufig Schalter eingesetzt, die mit mehreren Funktionen versehen sind. So werden beispielsweise für das Öffnen der Seitenscheiben Schalter eingesetzt, die mit einer Wippfunktion ausgestattet sind, wobei die Wippfunktion derart ausgebildet ist, dass ein aus dem Schalter herausragendes Wippenoberteil aus einer Ruhestellung heraus in mindestens zwei Bewegungsrichtungen, die zumeist gegensinnig angeordnet sind, betätigbar ist. Die Schalter sind derart angeordnet, dass sie beispielsweise mittels Drücken und Ziehen zu betätigen sind. Wird ein derartiger Schalter für eine Betätigung der Seitenscheibe gedrückt, so öffnet sich die Seitenscheibe und wird an diesem Schalter gezogen, so schließt sich die Scheibe wieder.
Ein Wippschalter für ein Kraftfahrzeug ist in der unveröffentlichten DE 10 2005 030 239 beschrieben. Der Schalter besteht aus einem Betätigungsorgan, das schwenkbar in einem Gehäuse aufgenommen ist und einem Schaltstößel, der einerseits mit dem Betätigungsorgan und andererseits mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten Schaltelement in Wirkverbindung steht. Eine Schaltgabel greift hierbei um eine Leiterplatte herum, so dass mittels eines Ziehens ein auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnetes Schaltelement und beim Drücken auf die Schaltgabel ein auf einer Oberseite der Leiterplatte befestigtes Schaltelement betätigbar ist. Ein weiterer Schalter, mit einer schwenkbar gelagerten Schaltwippe, die manuell zwischen zwei Schaltstellungen betätigbar ist, ist in der DE 103 589 46 beschrieben. Hierbei besitzt die Schaltwippe zwei mit Abstand voneinander angeordnete, seitlich hervorstehende bolzenartige Verlängerungen, die in Führungen eines Gehäuse des Schalters gehalten sind, wobei in der Mitte zwischen den Verlängerungen ein Schaltelement angeordnet ist, dass mittels der Schaltwippe betätigbar ist. Mittels des beschriebenen Schalters, ist es möglich, beim Drücken oder Ziehen der Schaltwippe dasselbe Schaltelement zu betätigen.
Ein Problem, das sich bei mit Schaltwippen versehenen Schaltern ergibt, ist das, dass aufgrund der geforderten Einbautoleranzen der Schaltwippen des Schalters die Kontaktierung zur Leiterplatte schwierig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schalter bereitzustellen, der eine Schaltwippe aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das mechanische Schalten unabhängig von der elektrischen Auswertung des Schaltens beziehungsweise der Kontaktierung mit der Leiterplatte erfolgt. Darüber hinaus soll ein Schalter bereitgestellt werden, der konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Hebelarm zwischen einer Blende aufgenommenen Federelementen angeordnet ist und mit einem Schaltelement, das berührungslos und mittels lösbarer Kontakte mit einer im Gehäuse des Schalters angeordneten Leiterplatte zusammenwirkt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters ist nun die Möglichkeit geschaffen, die herstellungsbedingten Toleranzen zu eliminieren und gleichzeitig ein hohes Maß an Schaltsicherheit zu realisieren. Darüber hinaus ist es durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters leicht möglich, die von der Automobilindustrie geforderten Einbautoleranzen der Wippe, beziehungsweise des aus dem Schalter herausragenden Wippenoberteils in Bezug auf eine Blende des Gehäuses des elektrischen Schalters, leicht einzuhalten. Darüber hinaus ist durch den konstruktiven Aufbau der Lagerung des Hebels der Schaltwippe die Haptik leicht beeinflussbar. Ein wesentlicher Vorteil aber ist, dass die Toleranzen zwischen dem mechanischen Schalter und der elektrischen Kontaktierung, beziehungsweise der Auswertung der Schaltbewegung, leicht einzuhalten sind. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass die Position der Leiterplatte unabhängig von der Position des aus der Blende herausragenden Wippenoberteils ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele an prinzipiellen Skizzen erläutert.
Es zeigt
Figur 1 den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wippschalter in der Seitenansicht,
Figur 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wippschalter in einer alternativen Ausführungsform und
Figur 3 eine Ansicht gemäß der Linie IM-III aus der Figur 2.
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Schalter 1 im Schnitt, in einer seitlichen Ansicht wiedergegeben. Aus einer Blende 2 ragt ein Wippenoberteil 3 heraus, das an einem die Schaltwippe bildenden Hebel 4 befestigt ist. Der Hebel 4 wird hierbei aus dem Wippenoberteil 3 und einem Hebelarm 5 gebildet. Der Hebel 4 schwenkt dabei um einen in der Blende 2 gelagerten Drehpunkt 6. Der Schalter 1 besitzt in dieser Ausführungsform zwei gegenüberliegende mit Kontakten versehene und aus federndem Kunststoff gebildete Kontaktelemente 7, 8. Die Kontaktelemente 7, 8 wiederum werden über Leiterbahnen 9, 10 und über lösbare Kontakteinheiten 1 1 , 12 mit Kontaktflächen 13, 14 elektrisch verbunden. Die Kontaktflächen 13, 14 sind auf einer dem Schalter 1 zugehörigen Leiterplatte 15 befestigt oder aufgebracht. Neben den Kontaktflächen 13, 14 ist auf der Leiterplatte mindestens ein Leuchtmittel wie beispielsweise eine LED befestigt. Wie aus der Figur 1 ersichtlich, ist der Hebel 4, sowie die Kontaktelemente 7, 8 mit den dazugehörigen Leiterbahnen 9, 10 fest mit der Blende 2 verbunden. Die Leiterplatte 15 hingegen ist im Schaltergehäuse befestigt, wobei die Blende 2 das Gehäuse des Schalters zumindest teilweise in Richtung des Bedieners verschließt.
Das Wippenoberteil 3 des Hebels 4 ist um den Drehpunkt 6 in Richtung des Pfeils P bewegbar. Durch die Bewegung des Wippenoberteils 3 wird der Hebelarm 5 gegen die Kontaktdome der Kontaktelemente 7, 8 bewegt, wodurch die elektrischen Kontakte in den Kontaktelementen 7, 8 betätigbar sind. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters 1 ist durch die Lage des Drehpunkts 6 in der Blende 2, der Länge des Hebelarms 5 sowie der Federkonstanten der Kontaktmatten 7, 8 die Haptik des Schalters 1 je nach Ausführung und Kundenwunsch sehr leicht einstellbar. Die Wippe 4 mit den Kontaktelementen 7, 8, die fest in der Blende 2 positioniert sind, bilden ein Schaltelement, das in Bezug auf die Einbauposition zur Leiterplatte 15 zwar derart angeordnet sein muss, dass die Kontakteinheiten 11 , 12 die Kontaktflächen 13, 14 der Leiterplatte 15 kontaktieren, es sind aber Fertigungstoleranzen in Bezug auf die Blende 2 zur Leiterplatte 15 ausgleichbar. Dies bildet einen erfindungswesentlichen Vorteil, da hierdurch die Lage des Wippenoberteils 3 in Bezug auf die Blende 2 stets in einer definierten Position zueinander angeordnet sind. Das Wippenoberteil 3 ist somit in seiner Lage zur Blende 2 definiert ist, wohingegen Toleranzen zur Leiterplatte 15 ausgleichbar sind.
Eine auf der Leiterplatte 15 angeordnete Lichtquelle 16 bietet einerseits die Möglichkeit, das Wippenoberteil 3, sowie Teile der Blende 2 auszuleuchten, es ist aber erfindungsgemäß ebenso vorstellbar, das Wippenoberteil 3 direkt auszuleuchten, wobei auch ein in das Wippenoberteil 3 eingebrachtes Symbol 17 ausleuchtbar ist. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Hebel 4 aus einem lichtleitenden Werkstoff, wie beispielsweise Polycarbonat PC zu fertigen. Somit kann das von der Lichtquelle 16 emittierte Licht L in den Lichtleiter 4 und somit in das Wippenoberteil 3 geleitet werden, so dass das Symbol 17 hinterleuchtbar ist.
Das Wippenoberteil 3 ist hierbei ebenfalls aus Polycarbonat oder einem weißen Kunststoff fertigbar. Das Wippenoberteil ist dabei lackiert und mit einem eingelaserten Symbol 17 ausführbar. Darüber hinaus ist es vorstellbar, dass Wippenoberteil 3 als separates Bauteil auszuführen und auf den Hebel 4 aufzuclipsen.
In der Figur 2 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Schalters 18, die ebenfalls in einer Seitenansicht dargestellt ist, wiedergegeben. Der Aufbau des Schalters 18 entspricht im Wesentlichen, in Bezug auf eine am Schalter 18 einzustellende Haptik, dem Aufbau des Schalters 1 aus der Figur 1. Hierbei wird die Haptik am Wippenoberteil 21 ebenfalls über die Lage des Drehpunkts 22 sowie die Länge des Hebelarms 23 und den Federcharakteristiken der Federelemente 19, 20 realisiert. Federelemente 19, 20 sowie Hebel 24 und Wippenoberteil 21 sind in der Blende fest positioniert. Der Toleranzausgleich zwischen dem Wippenoberteil 21 mit der Blende zur Leiterplatte 25 erfolgt jedoch über eine optoelektrische Auswertung. Auf der Leiterplatte 25 ist eine lichtemittierende Diode 26 montiert. Vorzugsweise wird Licht im Infrarotenbereich emittiert. Das Licht der LED 26 gelangt in ein erstes Lichtleitelement 27 und wird entsprechend von dem Lichtleitelement 27 in Richtung benachbarter Lichtführung 28, 29 emittiert und zielgerichtet geleitet. Das zielgerichtete Leiten des Lichtes L erfolgt hierbei über an den Lichtführungen 27, 28, 29 ausgebildeten zueinander gerichteten Schrägen, wobei lediglich zwei Schrägen 30, 31 aus Gründen der Übersichtlichkeit mit Bezugszeichen versehen sind. Das Licht gelangt aus der Lichtführung 27 in die Lichtleitelemente 28, 29 und von dort auf Fototransistoren 32, 33, die eine eingeschaltete LED detektieren. Der Hebelarm 23 besitzt im Bereich der Lichtführungen 27, 28, 29 eine Verlängerung 34, die zwischen die Lichtführungen 27, 28, 29 hinein erstreckt. Wird nun der Hebelarm 23 in Richtung des Pfeils P1 bewegt, so bewegt sich die Verlängerung entweder zwischen die Lichtführung 27 und 28 oder zwischen die Lichtführung 27 und 29, was wiederum als Bewegung des Wippenoberteils 21 elektrisch auswertbar ist, da entweder der Fototransistor 32 oder der Fototransistor 33 kein Licht empfängt, so dass ein elektrisches Signal erzeugbar ist. Die Federelemente 19, 20 besitzen hierbei die Aufgabe, die Haptik einzustellen und den Schaltpunkt zu definieren.
Durch den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Aufbau des Wippschalters 18 ist wiederum eine alternative Ausführungsform bereitgestellt, die eine unabhängig von der Leiterplatte 25 detektierbare Stellung des Wippenoberteils 21 ermöglicht.

Claims

Preh GmbH, Bad Neustadt a.d. Saale 18.01.2007PATENTANSPRUCH E
1.
Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem in einer Blende (2) eines Gehäuses des Schalters (1 , 18) schwenkbar aufgenommenen Hebel (4, 24), wobei der Hebel (4, 24) einerseits ein Wippenoberteil (3, 21) und andererseits einen Hebelarm (5, 23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (5, 23) zwischen in der Blende (2) aufgenommenen Federelementen (7, 8, 19, 20) angeordnet ist, und mit einem Schaltelement, das berührungslos oder mittels lösbarer Kontakte (11 , 12) mit einer im Gehäuse des Schalters (1 , 18) angeordneten Leiterplatte (15, 25) zusammenwirkt.
2.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement
(7, 8, 9, 10) aus die Federelemente bildenden Kontaktmatten (7, 8) gebildet ist.
3.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (7, 8, 9, 10) über Leiterbahnen (9, 10) und mindestens je einem federnden Metallkontakt (11 , 12) mit je einer Kontaktfläche (13, 14) auf der Leiterplatte (15) zusammenwirken.
4.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement aus einer mit dem Hebelarm (23) zusammenwirkenden, auf der Leiterplatte (25) angeordneten Lichtschranke (26, 27, 28, 29, 32, 33) gebildet ist.
5.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement aus einem mit dem Hebelarm (23) zusammenwirkenden, an der Blende angeordneten Lichtleitern (27, 28, 29) und auf der Leiterplatte (25) angeordneten Fototransistoren (32, 33) und mindestens einem Leuchtmittel (26) gebildet ist.
6.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (4, 24) aus einem lichtleitenden Kunststoff gefertigt ist und das ein Leuchtmittel (16) auf der Leiterplatte (15, 25) befestigt ist, so dass Licht (L) des Leuchtmittels (16) durch den Hebel (4, 24) leitbar und am Wippenoberteil (3, 21) austretbar ist.
7.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wippenoberteil (3, 21) lackiert und gelasert ausgeführt ist, so dass ein Symbol (17) am Wippenoberteil (3, 21) anzeigbar ist.
PCT/EP2007/000494 2006-01-25 2007-01-20 Elektrischer schalter für ein kraftfahrzeug WO2007085393A1 (de)

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