DE10013630C2 - Elektrischer Schalter - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.
Derartige Gegenstände sind in der Regel dafür vorgesehen, die Ein- und
Ausschaltung von Stromkreisen bzw. die Umschaltung von einem auf einen
anderen Stromkreis zu ermöglichen. Bei solchen elektrischen Schaltern
können unterschiedlichst ausgebildete Kontaktsysteme Anwendung finden.
Die Betätigung solcher elektrischer Schalter erfolgt durch ein Verschwenken
seines Betätigungsorgans, um z. B. in Kraftfahrzeugen einen Rückspiegel, ein
Sitzteil usw. in seiner Position wunschgemäß einzustellen. Dabei kann das
Betätigungsorgan ausgehend von seiner Neutralstellung in zumindest vier
definierte Funktionsstellungen gebracht werden. Die Funktionen können dabei
rastend und/oder tastend ausgeführt sein.
Durch die DE 35 04 387 A1, die DE 195 19 941 C1, die DE 197 41 560 A1
und die DE 198 26 527 A1 sind prinzipiell als elektrische Schalter
anzusehende Signalgeber bekannt geworden, bei den jeweils ein als Schalthebel
ausgebildetes Betätigungsorgan in einem Gehäuse gehalten und manuell von
einer Neutralstellung in mehrere Betätigungsrichtungen verstellbar ist. Dabei
ist das z. B. einer kreuzförmigen Steuerkurve zugeordnete Betätigungsorgan
durch Federelemente in der Neutralstellung gehalten und gegen die Kraft
dieser z. B. aus einem Elastomer hergestellten Elemente verstellbar.
Darüber hinaus ist durch die DE 34 42 287 A1 ein dem Oberbegriff des
Hauptanspruches entsprechender elektrischer Schalter bekanntgeworden. Bei
diesem elektrischen Vierwege-Schalter ist das Betätigungsorgan im
wesentlichen hebelförmig ausgebildet und weist an seinem einen Endbereich
eine Kammer zur verschieblichen Aufnahme eines Druckstückes auf, welches
federbelastet in eine am Sockelteil des Gehäuses vorhandene Steuerkurve
eingreift. Bedingt durch die Federkraft einer in der Kammer vorhandenen
Schraubendruckfeder wird eine am mittleren Bereich des Betätigungsorgans
vorhandene, teilweise kugelartig ausgebildete Verdickung federbelastet einer
im Deckelteil des Gehäuses vorhandenen Lagerstelle zugeordnet. Zur
manuellen Verstellung ist das Betätigungsorgan mit seinem dem dem einen
Endbereich gegenüberliegenden Endbereich aus dem Innenraum des
Gehäuses nach außen geführt. Üblicherweise, jedoch nicht explizit dargestellt,
werden eine Vielzahl separat zu montierender, bewegbarer Kontaktelemente
zur Realisierung der entsprechenden Schaltvorgänge benötigt, die durch eine
Verstellung des Betätigungsorgans beeinflußt werden. Eine solche Ausbildung
eines elektrischen Schalters ist aber insbesondere infolge der separat zu
montierenden elektrischen Kontaktelemente nicht nur aufwendig in der
Herstellung bzw. Montage, sondern oftmals auch nicht ausreichend
zuverlässig im Betrieb.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
robusten, besonders zuverlässig arbeitenden elektrischen Schalter der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei Erzeugung einer markanten
Haptik aus besonders wenigen, einfach herzustellenden und einen minimalen
Montageaufwand erfordernden Einzelteilen besteht.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches
angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektrischen Schalter ist besonders
vorteilhaft, daß die zur Realisierung der Schaltvorgänge notwendigen,
bewegbaren Kontaktelemente durch ein Zweikomponentenspritzgußverfahren
gleichzeitig mit der Herstellung des Betätigungsorganes an diesem festgelegt
sind und gemeinsam mit dem Betätigungsorgan als vormontierte
Funktionsbaugruppe in das Gehäuse eingesetzt werden können.
Weiterhin ist sehr vorteilhaft, wenn das Trägermaterial die Führungskammer
durchgreifend derart am Betätigungsorgan festgelegt ist, daß das
Trägermaterial durch eine elastische Verformung Federkräfte auf das
zugeordnete Druckstück ausübt. So kann das notwendige Federmittel bei der
Herstellung des Betätigungsorgans gleichzeitig mit diesem hergestellt und an
diesem festgelegt werden, ohne daß dazu eine Montagetätigkeit erforderlich
ist.
Außerdem ist besonders günstig, wenn zumindest ein Gehäuseteil einstückig
mit dem Betätigungsorgan herstellbar ist, so daß eine Lagerung des
Betätigungsorgans am Gehäuse erfolgt, ohne daß dazu eine Montagetätigkeit
erforderlich ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes
sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines, in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht ein elektrischer Schalter haupt
sächlich aus einem ortsfeste und bewegbare Kontaktelemente 1, 2
aufnehmenden Gehäuse, an welchem zumindest ein Betätigungsorgan 3
derart verstellbar gehalten ist, daß es, ausgehend von seiner Neutralstellung,
kreuzweise in definierte Funktionsstellungen bringbar ist.
Wie weiter aus der Zeichnung hervorgeht, besteht das Betätigungsorgan 3
aus einem Basiskörper 4 mit einem bereichsweise aufgespritzten
Trägerelement 5. Der aus relativ unelastischem Kunststoff hergestellte
Basiskörper 4 weist eine Grundplatte 6 und einen an zentraler Stelle
angeordneten, rechtwinklig davon abragenden, hebelförmig ausgeführten
Fortsatz 7 auf. Der Fortsatz 7 ist mit einer Führungskammer 8 versehen, die
zur verschieblichen Aufnahme eines Druckstückes 9 vorgesehen ist. Das
Druckstück 9 ist federbelastet einer am Sockelteil 10 des Gehäuses
vorhandenen Steuerkurve 11 zugeordnet. Die Herstellung von Basiskörper 4
und Trägerelement 5 erfolgt mittels eines sogenannten Zweikomponenten-
Spritzgußverfahrens, so daß zur Festlegung des Trägerelements 5 am
Basiskörper 4 keinerlei Montagetätigkeiten notwendig sind. Das
Trägerelement 5 besteht aus Silikon und ist im Vergleich zum Material des
Basiskörpers 4 relativ elastisch ausgeführt. Mehrere vom elastischen
Trägerelement 5 durchgriffene fensterartige Öffnungen 12 sind im Basiskörper
4 vorhanden, die dauerhaft für eine definierte Zuordnung von Basiskörper 4
und Trägerelement 5 sorgen.
Vier in der Grundplatte 6 des Betätigungsorgans 3 vorhandene Durchbrüche
13 sind von dem Material des Trägerelements ausgefüllt, welches somit die
Haltemittel zur Festlegung von vier bewegbaren Kontaktelementen 2 an der
Grundplatte 6 des Betätigungsorgans 3 bildet. Das die vier Durchbrüche
ausfüllende Trägerelement 5 tritt an den den ortsfesten Kontaktelementen 1
zugewandten Oberflächenzonen der Grundplatte 6 in Art von abragenden
kümpelartigen Erhebungen 14 hervor. Zur Bildung von vier eine besonders
gute elektrische Leitfähigkeit aufweisenden, bewegbaren Kontaktelementen 2
sind die kümpelartigen Erhebungen 14 jeweils mit einem aus Edelmetall
bestehenden Kontaktstück 15 belegt. Die relativ hohe Elastizität des
Trägerelementes 5 sorgt im Zusammenspiel mit den geometrischen
Abmessungen der einzelnen kümpelartigen Erhebungen 14 für eine definierte
Anlage der vier Kontaktstücke 15 an ihren zugehörigen ortsfesten
Kontaktelementen 1. Zur Auslösung entsprechender Schaltvorgänge kommen
je nach Verstellrichtung des Betätigungsorgans 3 die Kontaktstücke 15
definiert an den zugehörigen ortsfesten Kontaktelementen 1 zur Anlage.
Auf der den ortsfesten Kontaktelementen 1 abgewandten Seite des
Betätigungsorgans 3 reicht das festgelegte elastische Trägerelement 5 bis in
dessen Führungskammer 8 hinein und steht zur Erzeugung der notwendigen
Federkräfte mit dem verschieblich in der Führungskammer 8 gelagerten
Druckstück 9 in Wirkverbindung. Das elastische Trägerelement 5 kann dabei
z. B. in der Führungskammer 8 einen diese einengenden Wulst bilden, oder
aber die Führungskammer 8 brückenartig durchgreifen. Je nach Art,
Abmessung und Ausführung lassen sich auf einfache Art und Weise
anwendungsfallgerecht Federelemente mit einer flacheren oder einer steilerer
Federkennlinie realisieren. Beim Ausführungsbeispiel durchgreift das
elastische Trägerelement 5 die Führungskammer 8 brückenartig und zwar
quer zur Verstellrichtung des Druckstückes 9. Zur definierten Festlegung des
Druckstückes 9 am Trägerelement 5 weist dieses an seinem der Steuerkurve
11 abgewandten Endbereich eine Anlagefläche 16 und einen pilzartigen
Ansatz 17 auf. Das Trägerelement 5 kommt mit seinem brückenartigen
Durchgriffsbereich zur Herstellung einer guten Wirkverbindung zwischen der
Anlagefläche 16 und dem Kopf des pilzartigen Ansatzes 17 zu liegen.
Die Abmessungen des Gehäuses, der Steuerkurve 11 und des Druckstücks 9
sowie die Anordnung des Durchgriffsbereichs des elastischen Trägerelements
5 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß das Druckstück 9 auf jeden
Fall unter Vorspannung an der Steuerkurven 11 zur Anlage kommt. Dies gilt
auch für den tiefsten Punkt der Steuerkurve 11, welcher die Neutralstellung
des Betätigungsorgans 3 definiert. Durch die latent mehr oder weniger
vorhandene elastische Verformung des Trägerelements 5 werden die für eine
markante Haptik notwendigen Federkräfte erzeugt, wobei sich auch deshalb
eine markant spürbare Haptik ergibt, weil die mit dem Druckstück 9
zusammenwirkende Steuerkurve 11 eine entsprechende Ausformung
aufweist.
Wie des weiteren aus der Zeichnung hervorgeht, besteht das Gehäuse aus
dem schon näher beschriebenen Sockelteil 10, einem der Einfachheit halber
nicht dargestellten Zwischenteil und einem Deckelteil 18. Am mittleren Bereich
des Betätigungsorgans 3 ist eine teilweise kugelartig ausgeführte Verdickung
19 vorhanden, die bedingt durch die auf das Druckstück 9 einwirkende, von
dem Trägerelement 5 erzeugte Federkraft unter Vorspannung einer
entsprechend ausgeführten Lagerstelle 20 des Deckelteiles 18 zugeordnet
wird. Die entsprechende Lagerstelle 20 für die Verdickung 19 ist mit geringem
Abstand der Steuerkurve 11 gegenüberliegend im Deckelteil 18 des Gehäuses
vorhanden. Eine gute klapperfreie Lagerung ist somit über eine lange
Lebensdauer gewährleistet.
Das Gehäuse kann einstückig aus den drei Teilen: Sockelteil 10, Zwischenteil
und Deckelteil 18, hergestellt sein. Dies ist einfach zu realisieren, wenn diese
über entsprechend angeordnete Filmscharniere einstückig miteinander in
Verbindung gebracht werden. Auch ist die einstückige Herstellung des
Betätigungsorgans 3 mit dem Gehäuse möglich, wenn dieses z. B. durch einen
während des Spritzgußprozesses hergestellten kardanischen Mechanismus
einstückig mit dem Zwischenteil in Verbindung gebracht wird. Auf einfache Art
und Weise ist somit ein robust aufgebauter, aus besonders wenigen
Einzelteilen bestehender elektrischer Vierwege-Schalter realisiert.
Claims (18)
1. Elektrischer Schalter, mit einem ortsfeste und bewegbare Kontaktelemen
te (1, 2) aufnehmenden, zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellten
Gehäuse, welches ein beweglich gelagertes Betätigungsorgan (3)
aufweist, das ausgehend von seiner Neutralstellung in zumindest vier
Betätigungsrichtungen verstellbar ist und durch seine Lageveränderung
zumindest eines der bewegbaren, über Haltemittel (13) daran
festgelegten Kontaktelemente (2) zur Realisierung eines entsprechenden
Schaltvorgangs an einem ortsfesten Kontaktelement (1) zur Anlage bringt,
wobei das mit einem Endbereich aus dem Gehäuse herausragende
Betätigungsorgan an dem Endbereich, der dem aus dem Gehäuse
herausragenden Endbereich gegenüberliegt, ein federbelastetes, in einer
im Betätigungsorgan vorhandenen Führungskammer (8) verschieblich
gelagertes Druckstück (9)aufweist, welches zur definierten manuellen
Verstellung des Betätigungsorgans mit einer am Gehäuse vorhandenen
Steuerkurve (11) kooperiert, dadurch gekennzeichnet, daß
am Betätigungsorgan (3) ein aus einem Elastomer bestehendes, mit den
bewegbaren Kontaktelementen (2) versehenes Trägerelement (5) vorhan
den ist, daß das Trägerelement in den Bereichen des Betätigungsorgans,
die den mit den bewegbaren Kontaktelementen (2) kooperierenden
ortsfesten Kontaktelementen (1) gegenüberliegen, jeweils eine in
Richtung auf das zugeordnete ortsfeste Kontaktelement vorstehende,
dem bewegbaren Kontaktelement zugehörige kümpelartige Erhebung (14)
aufweist und daß die bewegbaren Kontaktelemente über die durch das
Trägerelement gebildeten Haltemittel (13) im Bereich der dem jeweils
zugeordneten ortsfesten Kontaktelement zugewandten Oberflächenzone
des Betätigungsorgans festgelegt sind.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Betätigungsorgan (3) für jede kümpelartige Erhebung (14) ein derselben
zugeordneter, von dem das Haltemittel für das zugehörige bewegbare
Kontaktelement (2) bildenden Trägerelement (5) ausgefüllter Durchbruch
(13) vorhanden ist.
3. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerelement (5) eine gute elektrische Leit
fähigkeit aufweist und daß die kümpelartige Erhebung (14) als direkt mit
einem der ortsfesten Kontaktelemente (1) zusammenwirkendes beweg
bares Kontaktelement (2) ausgebildet ist.
4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eine den ortsfesten Kontaktelementen
(1) zugewandte kümpelartige Erhebung (14) zur Bildung eines beweg
baren Kontaktelements (2) mit einem Kontaktstück (15) belegt ist.
5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kontaktstück (15) als Karbonpille ausgeführt ist.
6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kontaktstück (15) als Edelmetallplättchen ausgeführt ist.
7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerelement (5) zur Übertragung von Feder
kräften auf das Druckstück (9) bis in die Führungskammer (8) hineinge
führt ist und auf der den ortsfesten Kontaktelementen (1) abgewandt
Seite des Betätigungsorgans (3) und/oder am Druckstück (9) festgelegt
ist.
8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Festlegung des Trägerelements (5) mehrere fensterartige Öffnungen
(12) in dem aus dem Gehäuse herausgeführten Endbereich des
Betätigungsorgans (3) vorhanden sind.
9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen
dem Druckstück (9) und dem Trägerelement (5) ein das Trägerelement
(5) durchgreifender pilzartiger Ansatz am Druckstück (9) vorhanden ist.
10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß am mittleren Bereich des Betätigungsorgans (3)
eine zumindest teilweise kugelartig ausgeführte Verdickung (19) vorhan
den ist, die bedingt durch die auf das Druckstück (9) einwirkende Feder
kraft federbelastet einer entsprechend ausgeführten Lagerstelle (20) des
Gehäuses zugeordnet ist.
11. Elektrischer Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die für die Verdickung (19) vorgesehene Lagerstelle (20) mit Abstand
gegenüberliegend im Deckelteil (18) des Gehäuses vorhanden ist.
12. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckstück (9) mit einer im Sockelteil (10) des
Gehäuses vorhandenen Steuerkurve (11) zusammenwirkt.
13. Elektrischer Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerkurve (11) für die Realisierung einer Vierwege-Verstellmöglich
keit des Betätigungsorgans (3) kreuzförmig ausgeführt ist.
14. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (3) durch einen kardani
schen Mechanismus verstellbar am Gehäuse gelagert ist.
15. Elektrischer Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der kardanischen Mechanismus einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet
ist.
16. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die ortsfesten Kontaktelemente (1) und eine
zugehörige Leiterbahnstruktur als metallisierte Schichten direkt auf
flächigen Bereichen des Gehäuses aufgebracht sind.
17. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (3) zumindest teilweise
lichtleitend ausgebildet ist.
18. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der aus dem Gehäuse herausgeführte Endbereich
des Betätigungsorgans (3) zur Festlegung eines Griffstückes vorgesehen
ist.
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DE10013630A1 DE10013630A1 (de) | 2001-09-27 |
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Legal Events
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