WO2019068474A1 - Schalteinrichtung für einen schalter eines kraftfahrzeugs, verfahren zum herstellen einer schalteinrichtung, schalter sowie kraftfahrzeug - Google Patents
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Definitions
- Switching device for a switch of a motor vehicle Method for producing a switching device, switch and motor vehicle
- the invention relates to a switching device for a switch of a motor vehicle having a switching mechanism and a switching electronics for converting a predetermined by an operator of the switch switch position into electrical signals, wherein the switching mechanism has a mechanical actuator, which is movable into different, dependent on the predetermined switch position actuating positions ,
- the invention also relates to a method for producing a switching device, a switch and a motor vehicle.
- Motor vehicles usually have a plurality of switches, which can be actuated by an operator, for example a driver of the motor vehicle, to trigger a function of the motor vehicle.
- switches can be actuated by an operator, for example a driver of the motor vehicle, to trigger a function of the motor vehicle.
- switches for example, a direction indicator, a vehicle lighting, a switch between dipped and high beam, a windshield wiper control and an automatic cruise control.
- the switches usually have a switching device with a switching mechanism and a switching electronics.
- the switching mechanism takes on a predetermined by the operator to trigger a specific function switch position.
- Switching electronics converts the recorded switch position into an electrical signal, which, for example, a control unit of the motor vehicle for
- the switching devices are manufactured and used with defined contact systems. These contact systems fulfill a certain, required service life and have certain parameters, for example a voltage, a current, a load type, etc., on. To these switching devices for more
- this particular has a switching mechanism and a
- Switching electronics for converting a predetermined by an operator of the switch switch position into electrical signals, wherein the switching mechanism comprises a mechanical actuator, which is movable in different, dependent on the predetermined switch position actuating positions.
- the switching mechanism can be combined with different, exchangeable electrical contact systems of the switching electronics, wherein the mechanical
- Actuator at least one coupling element for coupling the
- Actuating element having a first contact system-specific contact element of a first contact system and having at least one second contact system-specific contact element at least one second contact system.
- this has a
- the switching mechanism has a mechanical actuator, which is movable in different, dependent on the predetermined switch position actuating positions.
- the switching mechanism with different,
- the mechanical actuating element has at least one coupling element for coupling the actuating element with a first contact system specific contact element of a first contact system and at least one second contact system specific contact element at least a second contact system.
- the switch may for example be a steering column switch and one through the
- Operator for example, a driver of the motor vehicle, operable
- the actuator may for example be a lever or lever, which by the operator in different
- Switch positions is movable.
- the switch For converting the switch position into an electrical signal, which can be forwarded, for example, to a control unit of the motor vehicle, the switch has the switching device.
- the switching device can be integrated, for example, in a switch housing of the switch.
- the switching device comprises a switching mechanism and a switching electronics.
- the switching mechanism is designed such that the contact system of the switching electronics can be replaced without the switching mechanism must be changed or redesigned.
- the contact system is therefore designed to be interchangeable, whereas the switching mechanism is standardized.
- the switching mechanism has a mechanical actuator.
- the mechanical actuating element is preferably designed as a slide, which is displaceable in the operating position dependent on the predetermined switch position.
- the mechanical actuator is in particular mechanically with the
- Actuating position can be detected by the switching electronics, which can then generate a dependent on the operating position electrical signal.
- Switching electronics may comprise one of a plurality of predetermined contact systems, which is selected or predetermined, for example, depending on a specific request to the switch.
- Each of the contact systems has a contact system specific contact element.
- Counter contact element of the contact system of a certain type or a certain type of electrical contact can be formed by the contact element and the corresponding counter-contact element.
- the actuating element has the at least one coupling element.
- the at least one coupling element is designed to be with the contact elements at least two different types of contact to be coupled. Depending on the selected for the specific switching device contact system, and thus in dependence on the contact system specific contact element, then the contact system specific contact element can be coupled to the at least one coupling element of the actuating element without the actuator has to be redesigned or redesigned.
- the switching mechanism is advantageously compatible or combinable with a variety of contact systems.
- the switching device is thus designed as a modular system and thus particularly flexible. This results in the advantage that the switching mechanism can be manufactured in a large number, which can then be used independently of the contact system for producing a plurality of switching devices with different contact systems.
- the switching mechanism does not have to be connected to the specific contact system of the
- Switching device to be adjusted.
- a particularly high standardization in the manufacture of the switching device is achieved.
- switching devices for switches of motor vehicles can be produced in a particularly cost-effective manner and without great expense.
- the actuating element has a first coupling element for coupling the actuating element to the first
- the contact system-specific contact element of the first contact system and at least one second coupling element for coupling the actuating element with the at least one second contact system-specific contact element of the at least one second contact system.
- the at least two coupling elements correspond with at least one respective contact element of at least one specific type of contact.
- the contact system-specific contact element can be coupled to the associated coupling element of the actuating element. So if, for example, the first contact system for the
- the first contact element is coupled to the first coupling element of the actuating element, while the second coupling element of the actuating element remains unused in particular.
- the second contact system for the switching device is selected, the second one becomes
- first coupling element coupled to the second coupling element of the actuating element, while the first coupling element of the actuating element remains unused in particular. It can also be provided that the first coupling element corresponds only to the first contact element, whereas the second coupling element with the second contact element and a third contact element of a third
- the switching mechanism has a carrier plate, which is designed to hold a contact system-specific printed circuit board of the contact systems.
- Contact system-specific printed circuit board for example, have the mating contact elements, which with the respective contact elements of the selected
- Contact system can form the contact system-specific contact of the electrical contact.
- the circuit board can be an interface to a
- control unit of the motor vehicle to forward the switch position-dependent electrical signals to the control unit.
- connectors can be mounted on the printed circuit board, in particular by soldering.
- the circuit board or board is held by the support plate and fixed to the support plate.
- the support plate or base plate can do several
- the carrier plate may have fixing elements for fixing the printed circuit board.
- fixation elements may be, for example, bolts or pins, which by
- Feedthroughs in the contact system specific printed circuit board are feasible. These feedthroughs in the circuit board may be, for example, holes for the bolts or pins.
- the support elements and the fixing elements of the support plate are in particular arranged so that they can be combined with each of the contact system specific circuit boards.
- the carrier plates can be produced in a large number and without modification for a variety of
- the at least one coupling element for coupling the actuating element with at least two of the following contact elements is formed: grinder, micro-switch, contact plate, contact bridge, non-contact switching element, in particular magnet.
- the slider, the contact plate and the contact bridge together with the corresponding mating contact element of the circuit board form a sliding contact or a sliding contact.
- the microswitch provides a switching contact.
- the non-contact switching element is in particular a magnet, which forms a contactless contact with a arranged on the circuit board corresponding Hall element or a reed contact. It can be provided that the at least one coupling element of the
- Actuating element for permanent, in particular form-fitting, connecting to the associated contact element is formed and / or the at least one
- Coupling element of the actuating element is designed for temporary connection with the associated contact element.
- the contact system-specific contact element is common to the mechanical
- Actuator movable In particular, that coupling element, which is designed for coupling with contact elements in the form of grinders, magnets or contact bridges, designed for permanent, positive connection.
- Contact elements are namely moved together with the actuating element via a mating contact element on the circuit board. Based on the relative movement between the contact element and the mating contact element can then be outputted from the switch position and the actuating position electrical signal. Due to the positive connection, the contact elements can be held particularly secure on the at least one coupling element.
- the associated contact element is designed for temporary connection
- that coupling element which is designed to be coupled to the contact element in the form of the microswitch is designed for temporary connection.
- the at least one coupling element for permanent connection with the associated contact element has at least two wall elements forming a receiving space for the contact element and / or the at least one coupling element has a guide element for the associated contact element for temporary connection.
- the mechanical actuating element may have an outer wall and an inner space surrounded by the outer wall.
- the wall elements may be located in the interior and / or be formed by regions of the outer wall. A relative position of the wall elements to each other is adapted to the specific contact element.
- the receiving space, which is formed by the wall elements is adapted to the specific contact element. The receiving space thus has one to the contact element
- the guiding element of the temporary connected Koppides may be formed by one of the wall elements and operate in response to the operating position of the actuating element a shift lever or plunger of the microswitch.
- the guide element can be applied to the plunger and move it when the operating position of the actuating element changes.
- a wall element is used for at least two coupling elements.
- two coupling elements share a wall element.
- a wall element forms both a boundary for a first receiving space of a first coupling element and a boundary for a second receiving space of a second coupling element.
- the wall element thus forms a partition wall between the receiving spaces.
- Guide element may be arranged on one of a receiving space limiting wall elements of the actuating element and be formed as a contact surface on the wall element. This allows the actuator with particularly low
- At least one of the wall elements for permanent connection has a snap connection component for forming a snap connection between the wall element and the associated contact element.
- Snap connection component of the snap connection can thus be fixed particularly safe and reliable on the actuator.
- At least one of the contact system specific contact elements has a corresponding to the at least one coupling element holding element.
- those contact elements have the holding element, which are permanently coupled to the actuating element, for example, are arranged in its receiving spaces.
- Holding element of the contact element for example, a
- the invention relates to a method for producing a switching device according to the invention or an advantageous embodiment thereof.
- the switching mechanism is provided and one of replaceable contact systems for the switching device is selected.
- the selected contact system is also provided.
- Actuating element of the switching mechanism coupled.
- the contact system for the switching device in response to a predetermined request to the switch, in particular a required
- Contact element selected at least one of the following: a grinder, a
- Contact plate a micro-switch, a contact bridge, a non-contact switching element, in particular a magnet.
- a contact system which provides a non-contact contact by means of a Hall switch or a reed switch or a switching contact by means of a microswitch.
- a short life is required, so for example, a contact system with a
- Output signal is required as the electrical signal, so for example a contact system with a grinder or a micro-switch can be selected. If a discrete CAN bus signal or LIN bus signal is required as the output signal, then, for example, a contactless contact system with a Hall switch or a reed switch can be selected. When as the electrical load
- a control current is required, so a contact system with a grinder, a microswitch or a contactless contact element can be selected. If the electrical load is a load current required, so a contact system can be selected with a contact plate.
- the trained as a modular system switching devices can thereby by the choice of the appropriate
- Contact system can be optimally adapted to customer requirements, without the switching mechanism must be redesigned.
- the invention also includes a switch, in particular a steering column switch, for a motor vehicle having at least one switching device according to the invention or an advantageous embodiment thereof.
- the switching device can, for example, in a Switch housing of the switch to be integrated.
- the switching device can for
- Transmission of the electrical signal with a control unit of the motor vehicle in the case of a steering column switch, for example, with a control unit of a steering column module of the motor vehicle, be coupled.
- the controller may trigger a function of the motor vehicle based on the electrical signal.
- Such a function can in the case of the steering column switch, for example, triggering a
- a motor vehicle according to the invention comprises at least one switch according to the invention.
- the motor vehicle may, for example, have a steering column module, which comprises the switch in the form of the steering column switch and a control unit.
- the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
- Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
- Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a
- Fig. 3 is a schematic representation of a first embodiment of a
- Fig. 4 is a schematic representation of a second embodiment of a
- Fig. 5 is a schematic representation of a third embodiment of a
- Fig. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of a
- Fig. 1 shows an embodiment of a motor vehicle 1 according to the present invention.
- the motor vehicle 1 is formed in the present case as a passenger car.
- the motor vehicle 1 has at least one switch 2, which is designed in the present case as a steering column switch 3.
- the steering column switch 3 is arranged on a steering wheel 4 of the motor vehicle 1 and can by an operator, such as a driver of the motor vehicle 1, for triggering a function of the motor vehicle 1, for example, a direction indicator, a flasher, a high beam circuit, a cruise control or a windshield wiper operated become.
- a steering column switch 3 is shown.
- the steering column switch 3 here has a shift lever 5 and a hebeiförmigen steering column switch handle and a
- Steering column switch housing 6 on.
- the operator can specify a switch position, for example, to trigger the desired function in the motor vehicle 1.
- a switch position for example, to trigger the desired function in the motor vehicle 1.
- the switch 2 has a switching device 7.
- FIGS. 3, 4, 5 and 6 show different embodiments of the invention
- Switching device 7 of a switch 2 for example, the steering column switch 3, shown schematically.
- the switching device 7 has a switching mechanism 71 and a switching electronics 72.
- the switching mechanism 71 has a mechanical
- the actuating element 8 is movable in one of the switch position on the shift lever 5 dependent actuating position.
- the mechanical actuating element 8 is designed here as a slide, which is here movable or displaceable axially along the horizontal x-direction.
- Actuator 8 to convert into an electrical signal has the
- the switching electronics 72 which in each case one of different contact systems 9a, 9b, 9c, 9d comprises.
- the switching device 7 has a first contact system 9a.
- the switching device 7 has a second contact system 9b.
- the switching device 7 has a third contact system 9b
- the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d each have a
- Contact-system-specific electrical contact element 10a, 10b, 10c, 10d as well as a contact system-specific printed circuit board 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d or a PCB ("printed circuit board")
- the contact-system-specific printed circuit board 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d is arranged in the y-direction below the actuating element 8.
- the switching mechanism 71 of the switching device 7 a support plate 12 and base plate, which is designed to keep the contact system specific printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d of the switching electronics 72.
- the support plate 12 may have support elements 13, on which the contact system specific printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d can be placed.
- Fixing elements 14, such as bolts or pins, have, which through passages 15 in the contact system specific circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d are feasible, so that the contact system specific circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d can be kept in a fixed position.
- the passages 15 may be formed, for example, as holes or holes.
- the contact system-specific printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d carry in particular electronics for signal output and signal forwarding one of the operating position dependent electrical signal.
- Printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d each one with the contact system specific
- the respective mating contact element 16a, 16b, 16c, 16d can, for example, be electrically connected to an interface of a control device of the motor vehicle 1, via which the electrical signal characterizing the actuating position can be transmitted.
- the first contact system 9a according to FIG. 3 has, for example, a sliding contact, which is formed by a first contact element 10a in the form of a grinder 17 and a first countercontact element 16a in the form of a grinding surface 18.
- the second contact system 9b according to FIG. 4 likewise has a sliding contact, which comprises a second contact element 10b in the form of a spring-loaded contact bridge 19. Legs of contact bridge 19, which
- the third contact system 9c has a switching contact in the form of a microswitch 22, which is connected to a third
- Counter contact element 16c may be attached in the form of a fastener 23.
- the actuating element 8 changes a position of a plunger 24 of the microswitch 22.
- the fourth contact system 9d of FIG. 6 has a non-contact contact, which in the present case comprises a magnet 25.
- a fourth mating contact element 16d for example, a Hall element 26 or a reed contact element, which is mounted on a mounting surface 27 moves.
- the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d can be standardized contact systems, which satisfy different requirements for the switch 2 of the motor vehicle 1.
- each of the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d constitutes one
- the switching device 7 is designed such that the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d are exchangeable, whereas the actuating element 8 and the carrier plate 12 are interchangeable remain unchanged.
- the switching electronics 72 is formed replaceable, whereas the switching mechanism 71 remains unchanged.
- Switching device 7 one of the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d of the switching electronics 72 in response to the required life of the switch 2, in response to the required output signal of the switching device 7, depending on the electrical load type of the switching device 7 and / or in dependence the interface to the control unit of the motor vehicle 1 can be selected.
- that of the contact systems 9a, 9b, 9c, 9d can be selected, which includes a
- predetermined output signal for example, a discrete load current, a discrete control current, a resistance / voltage-encoded signal, a CAN bus signal or a LIN bus signal outputs.
- the selected contact system 9a, 9b, 9c, 9d is then combined with the circuit mechanism 71 to the switching device 7
- the fixing elements 14 on the carrier plate 12 and the feedthroughs 15 of the contact system specific printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d have predetermined positions, so that each of the contact system specific printed circuit boards 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d can be held without redesigning the support plate 12 of the support plate 12 and can be fixed to the support plate 12.
- the actuating element 8 has at least one coupling element 28, 29, 30, in particular a plurality of coupling elements 28, 29, 30, for coupling the various contact elements 10a, 10b, 10c, 10d.
- a first coupling element 28 serves here, for example, for coupling the first contact element 10a in the form of the wiper 17.
- the first coupling element 28 has two wall elements 31, 32 (see FIG. 1) which extend here in the y direction and a first one Forming space 33 for one end of the grinder 17 form.
- Wall element 31 in this case has a snap connection component 34, which can form a snap connection with a holding element 35 in the form of a movable hook of the grinder 17.
- the grinder 17 can thus in the first
- a second coupling element 29 serves, for example, for coupling with the second contact element 10b in the form of the spring-loaded bridge 19 and for coupling with the fourth contact element 10d in the form of the magnet 25.
- the second wall element 32 and a third wall element 36 of the second coupling element form this 29, which extend here in the vertical y-direction, a second receiving space 37 for the spring-loaded bridge 19 and the magnet 25.
- snap connection components 38, 39 of the second wall element 32 and the third wall element 36 which here as in the horizontal x-direction extending Surface elements are formed, can with holding elements 40, 41 in the form of movable hooks of the respective
- a third coupling element 30 of the actuating element 8 has the third wall element 36, wherein the third wall element 36 has a guide element 43 in the form of an oblique contact surface for application to the third contact element 10c, in particular on the plunger 24 of the microswitch 22.
- the guide element 43 of the third coupling element 30 is in particular only temporarily connected to the actuation of the microswitch 22 with the third contact element 10c.
- the printed circuit board 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d of the selected contact system 9a, 9b, 9c, 9d arranged on the support plate 12.
- Actuator 8 coupled.
- the exchangeable contact systems 9a, 9b, 9c, 9d can be realized together with the switching mechanism 71, a modular system by which a maximum number of components, here the switching mechanism 71, can be adopted unchanged, while a minimum number of
- Components, here the switching electronics 72, can be replaced and adapted.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung (7) für einen Schalter (2) eines Kraftfahrzeugs (1) aufweisend eine Schaltmechanik (71) und eine Schaltelektronik zum Umwandeln einer durch eine Bedienperson des Schalters (2) vorgegebenen Schalterstellung in elektrische Signale, wobei die Schaltmechanik ein mechanisches Betätigungselement (8) aufweist, welches in verschiedene, von der vorgegebenen Schalterstellung abhängige Betätigungsstellungen bewegbar ist, wobei die Schaltmechanik (71) mit unterschiedlichen, austauschbaren elektrischen Kontaktsystemen (9a, 9b, 9c, 9d) der Schaltelektronik (72) kombinierbar ist und wobei das mechanische Betätigungselement (8) zumindest ein Koppelelement (28, 29, 30) zum Koppeln des Betätigungselementes (8) mit einem ersten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement (10a) eines ersten Kontaktsystems (9a) und mit zumindest einem zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement (10b, 10c, 10d) zumindest eines zweiten Kontaktsystems (9b, 9c, 9d) aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Schalter (2), ein Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung (7) sowie ein Kraftfahrzeug (1).
Description
Schalteinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung, Schalter sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeugs aufweisend eine Schaltmechanik und eine Schaltelektronik zum Umwandeln einer durch eine Bedienperson des Schalters vorgegebenen Schalterstellung in elektrische Signale, wobei die Schaltmechanik ein mechanisches Betätigungselement aufweist, welches in verschiedene, von der vorgegebenen Schalterstellung abhängige Betätigungsstellungen bewegbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung, einen Schalter sowie ein Kraftfahrzeug.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Vielzahl von Schaltern auf, welche durch eine Bedienperson, beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, zum Auslösen einer Funktion des Kraftfahrzeugs betätigt werden können. Solche Schalter können
beispielsweise Einzelschalter, Kippschalter oder Lenkstockschalter sein. Übliche
Anwendungen für Lenkstockschalter sind beispielsweise eine Fahrtrichtungsanzeige, eine Fahrzeugbeleuchtung, eine Umschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht, eine Scheibenwischersteuerung sowie eine Steuerung der Geschwindigkeitsregelautomatik. Die Schalter weisen dabei üblicherweise eine Schalteinrichtung mit einer Schaltmechanik sowie einer Schaltelektronik auf. Die Schaltmechanik nimmt eine von der Bedienperson zum Auslösen einer bestimmten Funktion vorgegebene Schalterstellung auf. Die
Schaltelektronik wandelt die aufgenommene Schalterstellung in ein elektrisches Signal um, welches beispielsweise einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs zur
Funktionsauslösung bereitgestellt werden kann.
Üblicherweise werden die Schalteinrichtungen mit jeweils definierten Kontaktsystemen hergestellt und eingesetzt. Diese Kontaktsysteme erfüllen eine bestimmte, geforderte Lebensdauer und weisen bestimmte Parameter, beispielsweise eine Spannung, eine Stromstärke, eine Lastart, etc., auf. Um diese Schalteinrichtungen für weitere
Anwendungen, beispielsweise für Steuerstromanwendungen mit gleichzeitig hoher Lebensdauer, zu entwickeln, wird in der Regel ein anderes Kontaktsystem bereitgestellt. Aufgrund dieses neuen Kontaktsystems muss dann üblicherweise aufwändig eine neue Schaltmechanik um das neue Kontaktsystem konstruiert werden. Damit verbunden sind hohe technische Risiken, ein hoher Entwicklungsaufwand, hohe Investitionskosten bzw. Werkzeugkosten sowie entsprechend hohe Entwicklungszeiten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie ein Schalter für ein Kraftfahrzeug besonders schnell, kostengünstig und unaufwändig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schalteinrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung, einen Schalter sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Gemäß einem Aspekt einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeugs weist diese insbesondere eine Schaltmechanik und eine
Schaltelektronik zum Umwandeln einer durch eine Bedienperson des Schalters vorgegebenen Schalterstellung in elektrische Signale, wobei die Schaltmechanik ein mechanisches Betätigungselement aufweist, welches in verschiedene, von der vorgegebenen Schalterstellung abhängige Betätigungsstellungen bewegbar ist.
Insbesondere ist die Schaltmechanik mit unterschiedlichen, austauschbaren elektrischen Kontaktsystemen der Schaltelektronik kombinierbar, wobei das mechanische
Betätigungselement zumindest ein Koppelelement zum Koppeln des
Betätigungselementes mit einem ersten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement eines ersten Kontaktsystems und mit zumindest einem zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement zumindest eines zweiten Kontaktsystems aufweist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeugs weist diese eine
Schaltmechanik und eine Schaltelektronik zum Umwandeln einer durch eine
Bedienperson des Schalters vorgegebenen Schalterstellung in elektrische Signale, wobei die Schaltmechanik ein mechanisches Betätigungselement aufweist, welches in verschiedene, von der vorgegebenen Schalterstellung abhängige Betätigungsstellungen bewegbar ist. Darüber hinaus ist die Schaltmechanik mit unterschiedlichen,
austauschbaren elektrischen Kontaktsystemen der Schaltelektronik kombinierbar, wobei das mechanische Betätigungselement zumindest ein Koppelelement zum Koppeln des Betätigungselementes mit einem ersten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement eines ersten Kontaktsystems und mit zumindest einem zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement zumindest eines zweiten Kontaktsystems aufweist.
Der Schalter kann beispielsweise ein Lenkstockschalter sein und eine durch die
Bedienperson, beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, betätigbare
Betätigungseinrichtung aufweisen. Die Betätigungseinrichtung kann beispielsweise ein Hebel bzw. Schalthebel sein, welcher durch die Bedienperson in verschiedene
Schalterstellungen bewegbar ist. Zum Umwandeln der Schalterstellung in ein elektrisches Signal, welches beispielsweise an ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs weitergeleitet werden kann, weist der Schalter die Schalteinrichtung auf. Die Schalteinrichtung kann beispielsweise in ein Schaltergehäuse des Schalters integriert sein. Die Schalteinrichtung umfasst eine Schaltmechanik sowie eine Schaltelektronik. Die Schaltmechanik ist dabei derart ausgebildet, dass das Kontaktsystem der Schaltelektronik ausgetauscht werden kann, ohne dass die Schaltmechanik verändert bzw. umgestaltet werden muss. Das Kontaktsystem ist also austauschbar ausgebildet, während hingegen die Schaltmechanik standardisiert ist.
Die Schaltmechanik weist ein mechanisches Betätigungselement auf. Das mechanische Betätigungselement ist vorzugsweise als ein Schieber ausgebildet, welcher in die von der vorgegebenen Schalterstellung abhängigen Betätigungsstellungen verschiebbar ist. Das mechanische Betätigungselement ist insbesondere mechanisch mit der
Betätigungseinrichtung des Schalters, beispielsweise dem Schalthebel, verbunden und somit gemeinsam mit dem Schalthebel bewegbar. Durch Veränderung der durch die Bedienperson vorgegebenen Schalterstellung verändert sich somit auch eine
Betätigungsstellung des mechanischen Betätigungselementes. Diese veränderte
Betätigungsstellung kann durch die Schaltelektronik erfasst werden, welche daraufhin ein von der Betätigungsstellung abhängiges elektrisches Signal erzeugen kann. Die
Schaltelektronik kann eines von mehreren vorgegebenen Kontaktsystemen umfassen, welches beispielsweise in Abhängigkeit von einer spezifischen Anforderung an den Schalter ausgewählt bzw. vorgegeben ist. Jedes der Kontaktsysteme weist ein kontaktsystemspezifisches Kontaktelement auf. Das kontaktsystemspezifische
Kontaktelement bildet dabei gemeinsam mit einem kontaktsystemspezifischen
Gegenkontaktelement des Kontaktsystems einen bestimmten Typen bzw. eine bestimmte Art eines elektrischen Kontaktes aus. Beispielsweise kann die Art des elektrischen Kontaktes in Form von einem Schleifkontakt oder einem Schaltkontakt durch das Kontaktelement und das korrespondierende Gegenkontaktelement ausgebildet werden.
Zum Koppeln der verschiedenen kontaktsystemspezifischen Kontaktelemente mit dem Betätigungselement weist das Betätigungselement das zumindest eine Koppelelement auf. Das zumindest eine Koppelelement ist dazu ausgelegt, mit den Kontaktelementen
zumindest zwei unterschiedlicher Kontakttypen gekoppelt zu werden. In Abhängigkeit von dem für die spezifische Schalteinrichtung ausgewählten Kontaktsystem, und damit in Abhängigkeit von dem kontaktsystemspezifischen Kontaktelement, kann dann das kontaktsystemspezifische Kontaktelement mit dem zumindest einen Koppelelement des Betätigungselementes gekoppelt werden, ohne dass dafür das Betätigungselement umgestaltet bzw. umkonstruiert werden muss.
Durch das Bereitstellen des mechanischen Betätigungselementes mit dem zumindest einen Koppelelement, welches mit den Kontaktelementen der zumindest zwei
Kontaktsysteme kombinierbar ist, ist die Schaltmechanik in vorteilhafter Weise mit einer Vielzahl von Kontaktsystemen kompatibel bzw. kombinierbar. Die Schalteinrichtung ist also als ein Baukastensystem und damit besonders flexibel ausgebildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Schaltmechanik in einer hohen Stückzahl hergestellt werden kann, welche dann unabhängig von dem Kontaktsystem zur Herstellung einer Vielzahl von Schalteinrichtungen mit unterschiedlichen Kontaktsystemen genutzt werden können. Die Schaltmechanik muss also nicht an das spezifische Kontaktsystem der
Schalteinrichtung angepasst werden. Somit wird eine besonders hohe Standardisierung beim Herstellen der Schalteinrichtung erreicht. Dadurch können Schalteinrichtungen für Schalter von Kraftfahrzeugen besonders kostengünstig und ohne großen Aufwand hergestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Betätigungselement ein erstes Koppelelement zum Koppeln des Betätigungselementes mit dem ersten
kontaktsystemspezifischen Kontaktelement des ersten Kontaktsystems sowie zumindest ein zweites Koppelelement zum Koppeln des Betätigungselementes mit dem zumindest einen zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement des zumindest einen zweiten Kontaktsystems auf. Die zumindest zwei Koppelelemente korrespondieren dabei mit zumindest einem jeweiligen Kontaktelement zumindest eines bestimmten Kontakttyps. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Kontaktsystem, und damit in Abhängigkeit von dem kontaktsystemspezifischen Kontaktelement, kann dann das kontaktsystemspezifische Kontaktelement mit dem zugeordneten Koppelelement des Betätigungselementes gekoppelt werden. Wenn also beispielsweise das erste Kontaktsystem für die
Schalteinrichtung ausgewählt wird, so wird das erste Kontaktelement mit dem ersten Koppelelement des Betätigungselementes gekoppelt, während das zweite Koppelelement des Betätigungselementes insbesondere ungenutzt bleibt. Wenn hingegen das zweite Kontaktsystem für die Schalteinrichtung ausgewählt wird, so wird das zweite
Kontaktelement mit dem zweiten Koppelelement des Betätigungselementes gekoppelt,
während das erste Koppelelement des Betätigungselementes insbesondere ungenutzt bleibt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das erste Koppelelement nur mit dem ersten Kontaktelement korrespondiert, während hingegen das zweite Koppelelement mit dem zweiten Kontaktelement und einem dritten Kontaktelement eines dritten
Kontaktsystems korrespondiert.
Vorzugsweise weist die Schaltmechanik eine Trägerplatte auf, welche dazu ausgelegt ist, eine kontaktsystemspezifische Leiterplatte der Kontaktsysteme zu halten. Die
kontaktsystemspezifische Leiterplatte kann beispielsweise die Gegenkontaktelemente aufweisen, welche mit den jeweiligen Kontaktelementen des ausgewählten
Kontaktsystems die kontaktsystemspezifische Kontaktart des elektrischen Kontaktes ausbilden können. Außerdem kann die Leiterplatte eine Schnittstelle zu einem
Steuergerät des Kraftfahrzeugs aufweisen, um die schalterstellungsabhängigen elektrischen Signale an das Steuergerät weiterzuleiten. Beispielsweise können zum Bereitstellen der Schnittstelle Stecker auf der Leiterplatte, insbesondere durch Löten, befestigt werden. Die Leiterplatte bzw. Platine wird von der Trägerplatte gehalten und an der Trägerplatte fixiert. Die Trägerplatte bzw. Grundplatte kann dazu mehrere
Stützelemente aufweisen, auf welche die Leiterplatte aufgelegt werden kann. Außerdem kann die Trägerplatte Fixierungselemente zum Fixieren der Leiterplatte aufweisen. Solche Fixierungselemente können beispielsweise Bolzen oder Stifte sein, welche durch
Durchführungen in der kontaktsystemspezifischen Leiterplatte durchführbar sind. Diese Durchführungen in der Leiterplatte können beispielsweise Bohrungen bzw. Löcher für die Bolzen oder Stifte sein. Die Stützelemente sowie die Fixierungselemente der Trägerplatte sind dabei insbesondere so angeordnet, dass sie mit jeder der kontaktsystemspezifischen Leiterplatten kombinierbar sind. Somit können auch die Trägerplatten in einer hohen Stückzahl hergestellt werden und ohne Umgestaltung für eine Vielzahl von
Schalteinrichtungen bereitgestellt werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das zumindest eine Koppelelement zum Koppeln des Betätigungselementes mit zumindest zwei der folgenden Kontaktelemente ausgebildet ist: Schleifer, Mikroschalter, Kontaktblech, Kontaktbrücke, berührungsloses Schaltelement, insbesondere Magnet. Der Schleifer, das Kontaktblech sowie die Kontaktbrücke bilden gemeinsam mit dem korrespondierenden Gegenkontaktelement der Leiterplatte einen Schleifkontakt bzw. einen Gleitkontakt aus. Der Mikroschalter stellt einen Schaltkontakt bereit. Das berührungslose Schaltelement ist insbesondere ein Magnet, welcher mit einem auf der Leiterplatte angeordneten korrespondierenden Hall-Element oder einem Reed-Kontakt einen berührungslosen Kontakt ausbildet.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Koppelelement des
Betätigungselementes zum dauerhaften, insbesondere formschlüssigen, Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement ausgebildet ist und/oder das zumindest eine
Koppelelement des Betätigungselementes zum temporären Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement ausgebildet ist. Gemäß der Ausführungsform, in welcher das zumindest eine Koppelelement zum dauerhaften Verbinden ausgebildet ist, ist das kontaktsystemspezifische Kontaktelement gemeinsam mit dem mechanischen
Betätigungselement bewegbar. Insbesondere ist dasjenige Koppelelement, welches zum Koppeln mit Kontaktelementen in Form von Schleifern, Magneten oder Kontaktbrücken ausgebildet ist, zum dauerhaften, formschlüssigen Verbinden ausgebildet. Diese
Kontaktelemente werden nämlich gemeinsam mit dem Betätigungselement über ein Gegenkontaktelement auf der Leiterplatte bewegt. Anhand der Relativbewegung zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontaktelement kann dann ein von der Schalterstellung und der Betätigungsstellung abhängiges elektrisches Signal ausgegeben werden. Durch das formschlüssige Verbinden können die Kontaktelemente besonders sicher an dem zumindest einen Koppelelement gehalten werden.
Gemäß der Ausführungsform, in welcher das zumindest eine Koppelelement zum temporären Verbinden ausgebildet ist, kann das zugeordnete Kontaktelement
beispielsweise durch die Änderung der Betätigungsstellung von dem Koppelelement bewegt werden. Insbesondere ist dasjenige Koppelelement, welches zum Koppeln mit dem Kontaktelement in Form von dem Mikroschalter ausgebildet ist, zum temporären Verbinden ausgebildet.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das zumindest eine Koppelelement zum dauerhaften Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement zumindest zwei, einen Aufnahmeraum für das Kontaktelement bildende Wandelemente aufweist und/oder das zumindest eine Koppelement zum temporären Verbinden ein Führungselement für das zugeordnete Kontaktelement aufweist. Beispielsweise kann das mechanische Betätigungselement eine Außenwand und einen von der Außenwand umgebenen Innenraum aufweisen. Dabei können sich die Wandelemente in dem Innenraum befinden und/oder durch Bereiche der Außenwand ausgebildet sein. Eine relative Lage der Wandelemente zueinander ist an das spezifische Kontaktelement angepasst. Dies bedeutet, dass der Aufnahmeraum, welcher durch die Wandelemente gebildet wird, an das spezifische Kontaktelement angepasst ist. Der Aufnahmeraum weist also eine zu dem Kontaktelement
korrespondierende Größe und Form auf. Das Führungselement des temporär
verbundene Koppelementes kann durch eines der Wandelemente ausgebildet sein und in Abhängigkeit von der Betätigungsstellung des Betätigungselementes einen Schalthebel bzw. Stößel des Mikroschalters betätigen. Dazu kann das Führungselement an den Stößel angelegt werden und diesen bewegen, wenn sich die Betätigungsstellung des Betätigungselementes ändert.
Im Falle von einem Betätigungselement mit zumindest zwei Koppelelementen ist es vorteilhaft, wenn ein Wandelement für zumindest zwei Koppelelemente verwendet wird. Anders ausgedrückt teilen sich also zwei Koppelelemente ein Wandelement. Dies bedeutet beispielsweise, dass ein Wandelement sowohl eine Begrenzung für einen ersten Aufnahmeraum eines ersten Koppelelementes als auch eine Begrenzung für einen zweiten Aufnahmeraum eines zweiten Koppelelementes bildet. Das Wandelement bildet also eine Trennwand zwischen den Aufnahmeräumen aus. Auch kann das
Führungselement an einem der einen Aufnahmeraum begrenzenden Wandelemente des Betätigungselementes angeordnet sein und als eine Anlagefläche an dem Wandelement ausgebildet sein. Dadurch kann das Betätigungselement mit besonders geringen
Abmessungen hergestellt werden und besonders platzsparend in die
Schaltungseinrichtung intergiert werden.
Bevorzugt weist zumindest eines der Wandelemente zum dauerhaften Verbinden eine Schnappverbindungskomponente zum Ausbilden einer Schnappverbindung zwischen dem Wandelement und dem zugeordneten Kontaktelement auf. Sobald das spezifische Kontaktelement in dem Aufnahmeraum angeordnet wird, bildet es mit der
Schnappverbindungskomponente die Schnappverbindung aus und kann somit besonders sicher und zuverlässig an dem Betätigungselement fixiert werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn zumindest eines der kontaktsystemspezifischen Kontaktelemente ein zu dem zumindest einen Koppelelement korrespondierendes Halteelement aufweist. Dabei weisen insbesondere diejenigen Kontaktelemente das Halteelement auf, welche dauerhaft mit dem Betätigungselement gekoppelt werden, beispielsweise in dessen Aufnahmeräumen angeordnet werden. Ein solches
Halteelement des Kontaktelementes kann beispielsweise eine
Schnappverbindungskomponente sein, welche mit der Schnappverbindungskomponente des korrespondierenden Koppelelementes eine Schnappverbindung eingehen kann. Über die Schnappverbindung kann das kontaktsystemspezifische Kontaktelement besonders zuverlässig mit dem Koppelelement gekoppelt werden.
Femer betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform davon. Bei dem Verfahren wird die Schaltmechanik bereitgestellt und eines von austauschbaren Kontaktsystemen für die Schalteinrichtung ausgewählt. Das ausgewählte Kontaktsystem wird ebenfalls bereitgestellt. Das kontaktsystemspezifische Kontaktelement des ausgewählten
Kontaktsystems wird mit dem kontaktelementspezifischen Koppelelement des
Betätigungselementes der Schaltmechanik gekoppelt.
Vorzugsweise wird das Kontaktsystem für die Schalteinrichtung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anforderung an den Schalter, insbesondere einer geforderten
Lebensdauer des Schalters, einer geforderten Art des elektrischen Signals des Schalters, einer geforderten Art einer elektrischen Belastung, einer geforderten Schnittstelle des Schalters, ausgewählt. Insbesondere wird als das kontaktsystemspezifische
Kontaktelement zumindest eines der folgenden ausgewählt: ein Schleifer, ein
Kontaktblech, ein Mikroschalter, eine Kontaktbrücke, ein berührungsloses Schaltelement, insbesondere ein Magnet. Wenn beispielsweise eine hohe Lebensdauer für den Schalter gefordert ist, so kann beispielsweise ein Kontaktsystem ausgewählt werden, welches einen berührungslosen Kontakt mittels eines Hall-Schalters oder eines Reed-Schalters oder einen Schaltkontakt mittels eines Mikroschalters bereitstellt. Wenn eine geringe Lebensdauer gefordert ist, so kann beispielsweise ein Kontaktsystem mit einem
Kontaktblech ausgewählt werden. Wenn ein diskretes widerstandskodiertes
Ausgangssignal als das elektrische Signal gefordert wird, so kann beispielsweise ein Kontaktsystem mit einem Schleifer oder einem Mikroschalter ausgewählt werden. Wenn als das Ausgangssignal ein diskretes CAN-Bussignal oder LIN-Bussignal gefordert wird, so kann beispielsweise ein berührungsloses Kontaktsystem mit einem Hall-Schalter oder einem Reed-Schalter ausgewählt werden. Wenn als die elektrische Belastung
beispielsweise ein Steuerstrom gefordert wird, so kann ein Kontaktsystem mit einem Schleifer, einem Mikroschalter oder einem berührungslosen Kontaktelement ausgewählt werden. Wenn die elektrische Belastung ein Laststrom gefordert wird, so kann ein Kontaktsystem mit einem Kontaktblech ausgewählt werden. Die als Baukastensystem ausgebildeten Schalteinrichtungen können dabei durch die Wahl des geeigneten
Kontaktsystems optimal an kundenspezifische Anforderungen angepasst werden, ohne dass die Schaltmechanik umgestaltet werden muss.
Zu der Erfindung gehört auch ein Schalter, insbesondere ein Lenkstockschalter, für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform davon. Die Schalteinrichtung kann beispielsweise in ein
Schaltergehäuse des Schalters integriert sein. Die Schalteinrichtung kann zum
Übertragen des elektrischen Signals mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs, im Falle eines Lenkstockschalters beispielsweise mit einem Steuergerät eines Lenksäulenmoduls des Kraftfahrzeugs, gekoppelt werden. Das Steuergerät kann basierend auf dem elektrischen Signal eine Funktion des Kraftfahrzeugs auslösen. Eine solche Funktion kann im Falle des Lenkstockschalters beispielsweise ein Auslösen eines
Fahrtrichtungsanzeigers, eines Scheibenwischers oder eines Wechsels zwischen
Abblendlicht und Fernlicht des Kraftfahrzeugs sein.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst zumindest einen erfindungsgemäßen Schalter. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Lenksäulenmodul aufweisen, welches den Schalter in Form von dem Lenkstockschalter sowie ein Steuergerät umfasst. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schalteinrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren, den erfindungsgemäßen Schalter sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Schalters in Form von einem Lenkstockschalter;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schalteinrichtung.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist im vorliegenden Fall als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist zumindest einen Schalter 2 auf, welcher im vorliegenden Fall als ein Lenkstockschalter 3 ausgebildet ist. Der Lenkstockschalter 3 ist an einem Lenkrad 4 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet und kann durch eine Bedienperson, beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 , zum Auslösen einer Funktion des Kraftfahrzeugs 1 , beispielsweise einer Fahrtrichtungsanzeige, einer Lichthupe, einer Fernlichtschaltung, eines Tempomaten oder eines Scheibenwischers, betätigt werden. In Fig. 2 ist ein solcher Lenkstockschalter 3 dargestellt. Der Lenkstockschalter 3 weist hier einen Schalthebel 5 bzw. einen hebeiförmigen Lenkstockschaltergriff sowie ein
Lenkstockschaltergehäuse 6 auf. Über den Schalthebel 5 kann die Bedienperson eine Schalterstellung vorgeben, beispielsweise um die gewünschte Funktion im Kraftfahrzeug 1 auszulösen. Um diese Schalterstellung in ein elektrisches Signal für ein Steuergerät
des Kraftfahrzeugs 1 , welches beispielsweise in ein Lenksäulenmodul des Kraftfahrzeugs 1 integriert sein kann, umzuwandeln, weist der Schalter 2 eine Schalteinrichtung 7 auf.
In Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 sind verschiedene Ausführungsformen der
Schalteinrichtung 7 eines Schalters 2, beispielsweise des Lenkstockschalters 3, schematisch dargestellt. Die Schalteinrichtung 7 weist eine Schaltmechanik 71 sowie eine Schaltelektronik 72 auf. Die Schaltmechanik 71 weist ein mechanisches
Betätigungselement 8 bzw. eine Betätigungsmechanik auf. Das Betätigungselement 8 ist in eine von der Schalterstellung an dem Schalthebel 5 abhängige Betätigungsstellung bewegbar. Das mechanische Betätigungselement 8 ist hier als ein Schieber ausgebildet, welcher hier axial entlang der horizontalen x-Richtung bewegbar bzw. verschiebbar ist. Um die Schalterstellung an dem Schalthebel 5 über die Betätigungsstellung des
Betätigungselementes 8 in ein elektrisches Signal umzuwandeln, weist die
Schalteinrichtung 7 die Schaltelektronik 72 auf, welche jeweils eines von verschiedenen Kontaktsystemen 9a, 9b, 9c, 9d umfasst. Gemäß Fig. 3 weist die Schalteinrichtung 7 ein erstes Kontaktsystem 9a auf, gemäß Fig. 4 weist die Schalteinrichtung 7 ein zweites Kontaktsystem 9b auf, gemäß Fig. 5 weist die Schalteinrichtung 7 ein drittes
Kontaktsystem 9c auf und gemäß Fig. 6 weist die Schalteinrichtung 7 ein viertes
Kontaktsystem 9d auf. Die Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d weisen jeweils ein
kontaktsystemspezifisches elektrisches Kontaktelement 10a, 10b, 10c, 10d sowie eine kontaktsystemspezifische Leiterplatte 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d bzw. ein PCB („printed circuit board") auf. Die kontaktsystemspezifische Leiterplatte 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d ist in y-Richtung unterhalb des Betätigungselementes 8 angeordnet.
Außerdem weist die Schaltmechanik 71 der Schalteinrichtung 7 eine Trägerplatte 12 bzw. Grundplatte auf, welche dazu ausgelegt ist, die kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d der Schaltelektronik 72 zu halten. Dazu kann die Trägerplatte 12 Stützelemente 13 aufweisen, auf welche die kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d aufgelegt werden können. Außerdem kann die Trägerplatte 12
Fixierungselemente 14, beispielsweise Bolzen oder Stifte, aufweisen, welche durch Durchführungen 15 in den kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d durchführbar sind, sodass die kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d in einer festen Position gehalten werden können. Die Durchführungen 15 können beispielsweise als Bohrungen bzw. Löcher ausgebildet sein.
Die kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d tragen insbesondere eine Elektronik zur Signalausgabe und Signalweiterleitung eines von der Betätigungsstellung
abhängigen elektrischen Signals. Dazu weisen die kontaktsystemspezifischen
Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d jeweils ein mit dem kontaktsystemspezifischen
Kontaktelement 10a, 10b, 10c, 10d korrespondierendes Gegenkontaktelement 16a, 16b, 16c, 16d auf. Das jeweilige Gegenkontaktelement 16a, 16b, 16c, 16d kann beispielsweise elektrisch mit einer Schnittstelle eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs 1 verbunden sein, über welche das die Betätigungsstellung charakterisierende elektrische Signal übertragen werden kann.
Das erste Kontaktsystem 9a gemäß Fig. 3 weist beispielsweise einen Gleitkontakt auf, welcher durch ein erstes Kontaktelement 10a in Form von einem Schleifer 17 und ein erstes Gegenkontaktelement 16a in Form von einer Schleiffläche 18 gebildet wird. Bei einer Änderung der Betätigungsstellung des Betätigungselementes 8 gleitet der Schleifer 17 über die Schleiffläche 18. Das zweite Kontaktsystem 9b gemäß Fig. 4 weist ebenfalls einen Gleitkontakt auf, welcher ein zweites Kontaktelement 10b in Form von einer gefederten Kontaktbrücke 19 umfasst. Beine der Kontaktbrücke 19, welche
beispielsweise aus Kupfer gebildet sein kann, werden über eine Feder 20 auf das zweite Gegenkontaktelement 16b aufweisend mehrere Schleifflächen 21 gedrückt. Bei einer Änderung der Betätigungsstellung des Betätigungselementes 8 gleiten die Beine der Kontaktbrücke 19 über die Schleifflächen 21 . Das dritte Kontaktsystem 9c weist einen Schaltkontakt in Form von einem Mikroschalter 22 auf, welcher an einen dritten
Gegenkontaktelement 16c in Form von einem Befestigungselement 23 befestigt sein kann. Bei Änderung der Betätigungsstellung des Betätigungselementes 8 verändert das Betätigungselement 8 eine Stellung eines Stößels 24 des Mikroschalters 22. Das vierte Kontaktsystem 9d gemäß Fig. 6 weist einen berührungslosen Kontakt auf, welcher vorliegend einen Magneten 25 umfasst. Bei Änderung der Betätigungsstellung des Betätigungselementes 8 wird der Magnet 25 über ein viertes Gegenkontaktelement 16d, beispielswiese ein Hall-Element 26 oder ein Reed-Kontaktelement, welches auf einer Befestigungsfläche 27 befestigt ist, bewegt.
Die Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d können dabei standardisierte Kontaktsysteme sein, welche unterschiedlichen Anforderungen an den Schalter 2 des Kraftfahrzeugs 1 genügen. Beispielsweise stellt jedes der Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d eine
kontaktsystemspezifische Lebensdauer des Schalters 2, ein kontaktsystemspezifisches Ausgangssignal, eine kontaktsystemspezifische elektrische Belastungsart oder eine kontaktsystemspezifische Schnittstelle zu dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 bereit.
Um zu verhindern, dass die Schalteinrichtung 7 für jede spezifische Anforderung an den Schalter 2 komplett umgestaltet werden muss, ist die Schalteinrichtung 7 derart ausgebildet, dass die Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d austauschbar sind, während hingegen das Betätigungselement 8 und die Trägerplatte 12 unverändert bleiben. Anders ausgedrückt ist die Schaltelektronik 72 austauschbar ausgebildet, während hingegen die Schaltmechanik 71 unverändert bleibt. Beispielsweise kann zum Herstellen der
Schalteinrichtung 7 eines der Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d der Schaltelektronik 72 in Abhängigkeit von der geforderten Lebensdauer des Schalters 2, in Abhängigkeit von dem geforderten Ausgangssignal der Schalteinrichtung 7, in Abhängigkeit von der elektrischen Belastungsart der Schalteinrichtung 7 und/oder in Abhängigkeit von der Schnittstelle zu dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 ausgewählt werden. Beispielsweise kann dasjenige der Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d ausgewählt werden, welches ein
vorbestimmtes Ausgangssignal, beispielsweise einen diskreten Laststrom, einen diskreten Steuerstrom, ein widerstands-/spannungskodiertes Signal, ein CAN-Bussignal oder ein LIN-Bussignal, ausgibt. Das ausgewählte Kontaktsystem 9a, 9b, 9c, 9d wird dann mit der Schaltungsmechanik 71 zu der Schalteinrichtung 7 kombiniert bzw.
zusammengefügt.
Um die Kontaktsystemen 9a, 9b, 9c, 9d besonders einfach austauschen zu können, weisen die Fixierungselemente 14 an der Trägerplatte 12 sowie die Durchführungen 15 der kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d vorbestimmte Positionen auf, sodass jede der kontaktsystemspezifischen Leiterplatten 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d ohne Umgestaltung der Trägerplatte 12 von der Trägerplatte 12 gehalten werden kann bzw. an der Trägerplatte 12 fixiert werden kann. Außerdem weist das Betätigungselement 8 zumindest ein Koppelelement 28, 29, 30, insbesondere mehrere Koppelelemente 28, 29, 30, zum Koppeln der verschiedenen Kontaktelemente 10a, 10b, 10c, 10d auf. Ein erstes Koppelelement 28 dient hier beispielsweise zum Koppeln des ersten Kontaktelementes 10a in Form von dem Schleifer 17. Dazu weist das erste Koppelelement 28 zwei Wandelemente 31 , 32 (siehe Fig. 1 ) auf, welche sich hier in y-Richtung erstrecken und einen ersten Aufnahmeraum 33 für ein Ende des Schleifers 17 bilden. Ein erstes
Wandelement 31 weist dabei eine Schnappverbindungskomponente 34 auf, welche mit einem Halteelement 35 in Form von einem beweglichen Haken des Schleifers 17 eine Schnappverbindung ausbilden kann. Der Schleifer 17 kann somit in dem ersten
Aufnahmeraum 33 zwischen dem ersten Wandelement 31 und dem zweiten
Wandelement 32 eingeklemmt und dort fixiert werden.
Ein zweites Koppelelement 29 dient hier beispielsweise zum Koppeln mit dem zweiten Kontaktelement 10b in Form von der gefederten Brücke 19 sowie zum Koppeln mit dem vierten Kontaktelement 10d in Form von dem Magneten 25. Dabei bilden das zweite Wandelement 32 sowie ein drittes Wandelement 36 des zweiten Koppelelementes 29, welche sich hier in vertikaler y-Richtung erstrecken, einen zweiten Aufnahmeraum 37 für die gefederten Brücke 19 sowie den Magneten 25. Schnappverbindungskomponenten 38, 39 des zweiten Wandelementes 32 und des dritten Wandelementes 36, welche hier als sich in horizontaler x-Richtung erstreckende Flächenelemente ausgebildet sind, können mit Halteelementen 40, 41 in Form von beweglichen Haken der jeweiligen
Kontaktelemente 10b, 10d ebenfalls eine Schnappverbindung ausbilden. Die
Kontaktelemente 10b, 10d können also über die Halteelemente 40, 41 einschnappen und in dem zweiten Aufnahmeraum 37 fixiert werden. Ein weiteres Wandelement 42 des zweiten Koppelelementes 29 dient einerseits zum Koppeln der Feder 20 der gefederten Brücke 19 sowie zum Halten des Magneten 25 in einer vorbestimmten Position. Ein drittes Koppelelement 30 des Betätigungselementes 8 weist das dritte Wandelement 36 auf, wobei das dritte Wandelement 36 ein Führungselement 43 in Form von einer schrägen Anlagefläche zum Anlegen an das dritte Kontaktelement 10c, insbesondere an dem Stößel 24 des Mikroschalters 22, aufweist. Das Führungselement 43 des dritten Koppelelementes 30 ist insbesondere nur temporär zur Betätigung des Mikroschalters 22 mit dem dritten Kontaktelement 10c verbunden.
Um also die Schalteinrichtung 7, welche den gewünschten Anforderungen genügt, herzustellen, wird die Leiterplatte 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d des ausgewählten Kontaktsystems 9a, 9b, 9c, 9d auf der Trägerplatte 12 angeordnet. Außerdem wird das Kontaktelement 10a, 10b, 10c, 10d des ausgewählten Kontaktsystems 9a, 9b, 9c, 9d mit dem
zugehörigen bzw. korrespondierenden Koppelelement 28, 29, 30 des
Betätigungselementes 8 gekoppelt. Durch die austauschbaren Kontaktsysteme 9a, 9b, 9c, 9d kann gemeinsam mit der Schaltmechanik 71 ein Baukastensystem realisiert werden, durch welches eine maximale Anzahl an Komponenten, hier die Schaltmechanik 71 , unverändert übernommen werden kann, während eine minimale Anzahl an
Komponenten, hier die Schaltelektronik 72, ausgetauscht und angepasst werden kann.
Claims
1 . Schalteinrichtung (7) für einen Schalter (2) eines Kraftfahrzeugs (1 ) aufweisend eine Schaltmechanik (71 ) und eine Schaltelektronik zum Umwandeln einer durch eine Bedienperson des Schalters (2) vorgegebenen Schalterstellung in elektrische Signale, wobei die Schaltmechanik ein mechanisches Betätigungselement (8) aufweist, welches in verschiedene, von der vorgegebenen Schalterstellung abhängige Betätigungsstellungen bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schaltmechanik (71 ) mit unterschiedlichen, austauschbaren elektrischen Kontaktsystemen (9a, 9b, 9c, 9d) der Schaltelektronik (72) kombinierbar ist, wobei das mechanische Betätigungselement (8) zumindest ein Koppelelement (28, 29, 30) zum Koppeln des Betätigungselementes (8) mit einem ersten
kontaktsystemspezifischen Kontaktelement (10a) eines ersten Kontaktsystems (9a) und mit zumindest einem zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement (10b, 10c, 10d) zumindest eines zweiten Kontaktsystems (9b, 9c, 9d) aufweist.
2. Schalteinrichtung (7) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betätigungselement (8) als ein Schieber ausgebildet ist, welcher in die von der vorgegebenen Schalterstellung abhängigen Betätigungsstellungen verschiebbar ist.
3. Schalteinrichtung (7) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schaltmechanik (71 ) eine Trägerplatte (12) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, eine kontaktsystemspezifische Leiterplatte (1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d) der Kontaktsysteme (9a, 9b, 9c, 9d) zu halten.
4. Schalteinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Koppelelement (28, 29, 30) zum Koppeln des
Betätigungselementes (8) mit zumindest zwei der folgenden Kontaktelemente (10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildet ist: Schleifer (17), Mikroschalter (22), Kontaktblech,
Kontaktbrücke (19), berührungsloses Schaltelement, insbesondere Magnet (25).
5. Schalteinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Koppelelement (28, 29) des Betätigungselementes (8) zum dauerhaften, insbesondere formschlüssigen, Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement (10a, 10b, 10d) ausgebildet ist und/oder das zumindest eine Koppelelement (30) des Betätigungselementes (8) zum temporären Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement (10c) ausgebildet ist.
6. Schalteinrichtung (7) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Koppelelement (28, 29) zum dauerhaften Verbinden mit dem zugeordneten Kontaktelement zumindest zwei, einen Aufnahmeraum (33, 37) für das Kontaktelement (10a, 10b, 10d) bildende Wandelemente (31 , 32, 36, 42) aufweist und/oder das zumindest eine Koppelement (30) zum temporären
Verbinden ein Führungselement (43) für das zugeordnete Kontaktelement (10c) aufweist.
7. Schalteinrichtung (7) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Wandelemente (31 , 32, 36) zum dauerhaften Verbinden eine Schnappverbindungskomponente (34, 38, 39) zum Ausbilden einer
Schnappverbindung zwischen dem Wandelement (31 , 32, 36) und dem
zugeordneten Kontaktelement (10a, 10b, 10d) aufweist.
8. Schalteinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Betätigungselement ein erstes Koppelelement (28) zum Koppeln des
Betätigungselementes (8) mit dem ersten kontaktsystemspezifischen
Kontaktelement (10a) des ersten Kontaktsystems (9a) sowie zumindest ein zweites Koppelelement (29, 30) zum Koppeln des Betätigungselementes (8) mit dem zumindest einen zweiten kontaktsystemspezifischen Kontaktelement (10b, 10c, 10d) des zumindest einen zweiten Kontaktsystems (9b, 9c, 9d) aufweist.
9. Schalteinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der kontaktsystemspezifischen Kontaktelemente (10a, 10b, 10d) ein zu dem zumindest einen kontaktelementspezifischen Koppelelement (28, 29, 30) korrespondierendes Halteelement (34, 40, 41 ) aufweist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung (7) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche mit dem Schritten:
- Bereitstellen der Schaltmechanik (71 );
- Auswählen eines von austauschbaren Kontaktsystemen (9a, 9b, 9c, 9d) für die Schalteinrichtung (7) und Bereitstellen des ausgewählten Kontaktsystems (9a, 9b, 9c, 9d),
- Koppeln des kontaktsystemspezifischen Kontaktelementes (10a, 10b, 10c, 10d) des ausgewählten Kontaktsystems (9a, 9b, 9c, 9d) mit dem
kontaktelementspezifischen Koppelelement (28, 29, 30) des Betätigungselementes (8) der Schaltmechanik (71 ).
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktsystem (9a, 9b, 9c, 9d) für die Schalteinrichtung (7) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anforderung an den Schalter (2), insbesondere einer geforderten Lebensdauer des Schalters (2), einer geforderten Art des elektrischen Signals des Schalters (2), einer geforderten Art einer elektrischen Belastung, einer geforderten Schnittstelle des Schalters (2), ausgewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
als das kontaktsystemspezifische Kontaktelement (10a, 10b, 10c, 10d) zumindest eines der folgenden ausgewählt wird: ein Schleifer (17), ein Kontaktblech, ein Mikroschalter (22), eine Kontaktbrücke (19), ein berührungsloses Schaltelement, insbesondere ein Magnet (25).
13. Schalter (2), insbesondere Lenkstockschalter (3), für ein Kraftfahrzeug (2) mit zumindest einer Schalteinrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
14. Kraftfahrzeug (1 ) mit zumindest einem Schalter (2) nach Anspruch 13.
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|---|---|---|---|
| DE102017123217.6A DE102017123217A1 (de) | 2017-10-06 | 2017-10-06 | Schalteinrichtung für einen Schalter eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zum Herstellen einer Schalteinrichtung, Schalter sowie Kraftfahrzeug |
| DE102017123217.6 | 2017-10-06 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019068474A1 true WO2019068474A1 (de) | 2019-04-11 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP0794544A2 (de) * | 1996-03-05 | 1997-09-10 | Alps Electric Co., Ltd. | Schaltvorrichtung |
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-
2018
- 2018-09-20 WO PCT/EP2018/075481 patent/WO2019068474A1/de not_active Ceased
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