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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Tastschalter, das insbesondere mit einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs verbunden werden kann, um durch einen Tastendruck auf einen schwenkbar mit dem Gehäuse verbundenen Taster einen Kofferraum des Kraftfahrzeugs zu öffnen.
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Aus
EP 1 808 877 A2 ist ein Tastschalter für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Taster schwenkbar mit einem Gehäuse verbunden ist. Das Gehäuse weist einen Mikroschalter zum Betätigen eines Schlosses auf, wobei der Mikroschalter von dem Taster betätigt werden kann. In der Betätigungsrichtung des Tasters sind zwischen dem Mikroschalter und dem Taster mehrere Schnappscheiben vorgesehen, um die erforderliche Betätigungskraft zum betätigen des Mikroschalters zu erhöhen, wobei die Schnappscheiben direkt auf den Mikroschalter wirken.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Tastschalter robust genug für höhere Betätigungskräfte auszulegen ohne den erforderlichen Bauraum signifikant zu erhöhen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, die einen robusten Tastschalter mit geringem Bauraumbedarf ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist ein Gehäuse für einen Tastschalter, insbesondere Schnapptaster für eine Heckklappe eine Kraftfahrzeugs, vorgesehen mit einer Grundplatte zur Befestigung mit einem Untergrund, insbesondere Heckklappe, einem mit der Grundplatte verbundenen Lagerelement zur schwenkbaren Lagerung eines Tasters, einem mit der Grundplatte verbundenen Schaltelement, insbesondere Mikroschalter, wobei das Schaltelement von dem Taster in einer Betätigungsrichtung betätigbar ist, und mindestens einem mit der Grundplatte verbundenen oder in der Grundplatte gelagerten Federelement zur Bereitstellung einer Mindestbetätigungskraft für den Taster, wobei das Federelement quer zur Betätigungsrichtung zu dem Schaltelement beabstandet angeordnet ist.
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Durch das Federelement kann eine im Vergleich zu einem Mikroschalter besonders hohe erforderliche Betätigungskraft eingestellt werden, so dass ein entsprechend robuster Tastschalter mit einem derartigen Gehäuse nicht unbeabsichtigt betätigt werden kann. Beispielsweise kann die erforderliche Betätigungskraft mit Hilfe des Federelements derart vorgegeben werden, dass der Tastschalter als Betätigungselement für ein Schloss einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs bei einem Waschvorgang in einer automatischen Waschstraße nicht unbeabsichtigt die Heckklappe des Kofferraums öffnet. Es ist nicht erforderlich Federn des Schaltelements für eine entsprechend hohe Betätigungskraft auszulegen. Dadurch, dass das Federelement zum Schaltelement seitlich zur Betätigungsrichtung beabstandet ist, kann der entsprechend robuste Tastschalter besonders flach und bauraumsparend ausgebildet sein. Insbesondere kann der Taster die Größe eines Emblems eines Kraftfahrzeugherstellers aufweisen ohne aus der Heckklappe signifikant hervorzuragen. Durch die flache und bauraumsparende Bauweise des Tastschalters ist ein entsprechend geringer Strömungswiderstand erreicht. Ferner ist es nicht erforderlich, dass das Gehäuse des Tastschalters in das Innere eines Kraftfahrzeugs signifikant hineinragt, so dass der zur Verfügung stehende Bauraum nicht für den Tastschalter verwendet werden muss. Vorzugsweise ist der Federweg des Federelements an den Betätigungsweg für das Schaltelement derart angepasst, dass ein maximal zulässiger Betätigungsweg nicht überschritten wird. Beispielsweise kann das Federelement auf Block gehen und keinen weiteren Federweg mehr zulassen, bevor der maximal zulässiger Betätigungsweg für das Schaltelement überschritten wird und das Schaltelement mechanisch beschädigt werden kann. Ferner kann das Federelement bei der Betätigung des Tasters ein Knack-Geräusch abgeben, um das Ende des Betätigungswegs akustisch anzuzeigen. Durch die schwenkbare Lagerung des Tasters mit Hilfe des Lagerelements ist es möglich aufgrund des Hebeleffekts des Tasters für die Betätigung des Schaltelements und für die Betätigung des Federelements unterschiedliche Betätigungswege vorzusehen. Dies erleichtert es durch eine entsprechende räumliche Positionierung des Federelements relativ zum Schaltelement die Betätigungswege für das Schaltelement und für das Federelement derart aneinander anzupassen, dass eine Beschädigung des Schaltelements vermieden ist. Ein direktes Einwirken des Federelements auf das Schaltelement ist nicht vorgesehen, so dass das Schaltelement von dem Federelement nicht beschädigt werden kann. Eine plötzliche Kraftbeaufschlagung des Schaltelements durch das beispielsweise als Schnappscheibe („Knackfrosch”) ausgebildete Federelement ist vermieden. Das Federelement kann beweglich oder unbeweglich von der Grundplatte oder einem mit der Grundplatte verbundenen Bauteil aufgenommen sein. Beispielsweise kann bei einer Betätigung des Tastschalters das Federelement und/oder der Taster zunächst über eine Totstrecke bewegt werden, in der von dem Federelement noch keine Gegenkraft auf den Taster aufgebracht wird. Hierzu kann das Federelement beispielsweise mit dem Taster verbunden sein und beweglich, insbesondere linear verschiebbar, in der Grundplatte gelagert sein.
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Das Schaltelement kann beispielsweise bei einer Betätigung einen elektrischen Stromkreis schließen oder öffnen, um ein elektrisches Signal abzugeben. Aufgrund dieses Signals kann insbesondere ein Schloss geöffnet und/oder geschlossen werden. Insbesondere kann von dem Schaltelement ein Schloss eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Schloss für eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs betätigt werden. Das Schaltelement kann über einen Stecker mit einer elektrischen Leitung zur Betätigung des Schlosses verbunden sein. Die Grundplatte des Gehäuses für den Tastschalter ist insbesondere aus Kunststoff, vorzugsweise durch Kunststoffspritzguss, hergestellt. Insbesondere ist das Lagerelement einstückig mit der Grundplatte ausgeführt. Die Grundplatte weist insbesondere eine Aufnahmetasche für das Schaltelement auf, wobei das Schaltelement in der Aufnahmetasche reibschlüssig, insbesondere mit Presspassung, eingesetzt und/oder mit Hilfe einer Verliersicherung gehalten, insbesondere verclipst, ist. Zur Betätigung des Schaltelements ist insbesondere nur eine geringe Schwenkbewegung des Tasters um ca. 1° bis 10°, insbesondere 2° bis 7° und besonders bevorzugt um 3° bis 5° erforderlich. Die Betätigungsrichtung ist dadurch im Wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung der Grundplatte und zumindest näherungsweise im Wesentlichen linear.
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Insbesondere ist mit der Grundplatte ein Begrenzungsanschlag zur Begrenzung des maximalen Betätigungswegs des Tasters verbunden, wobei der Begrenzungsanschlag insbesondere direkt benachbart zum Federelement positioniert ist. Durch den Begrenzungsanschlag kann der maximal zulässige Betätigungsweg für das Schaltelement eingehalten werden. Bevor bei einer zu starken Betätigung des Tasters das Schaltelement beschädigt werden kann, schlägt der Taster an dem Begrenzungsanschlag an, so dass der weitere Kraftfluss über das Gehäuse abgetragen werden kann. Durch die Nähe des Begrenzungsanschlags zum Federelement können elastische Verformungen des Gehäuses im Bereich des Federelements und dadurch beabstandet zum Schaltelement erfolgen. Das Schaltelement wird dadurch vor mechanischen Belastungen geschützt. Insbesondere kann dadurch der Federweg des Federelements an den Betätigungsweg des Tasters bis zum Anschlagen an dem Begrenzungsanschlag angepasst werden. Beispielsweise kann mit Hilfe von Distanzstücken, beispielsweise Unterlegscheiben, die genaue Position des Begrenzungsanschlags und/oder des Federelements relativ zum Taster und relativ zum Schaltelement genau eingestellt werden. Dies ermöglicht es insbesondere für verschiedene Tastschalter-Typen möglichst viele Gleichteile zu verwenden.
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Vorzugsweise ist das Federelement aus einem Blech hergestellt, wobei das Federelement insbesondere als Blattfeder, Tellerfeder und/oder Membranfeder ausgestaltet ist. Durch das blechförmige Federelement kann sich das Federelement im Wesentlichen flächig an der Grundplatte des Gehäuses abstützen. Dadurch wird vermieden, dass sich das Federelement in das Material der Grundplatte eindrückt und sich eine veränderte Federcharakteristik ergibt. Insbesondere lässt sich mit Hilfe eines aus Blech hergestellten Federelements mit geringem Bauraumbedarf eine hohe Federkraft bereitstellen, für die insbesondere nur ein geringer Federweg erforderlich ist. Ein elastisches Schwingen des Tasters kann dadurch vermieden werden. Ferner erhält ein Benutzer trotz geringer Schwenkbewegung des Tasters ein deutliches taktiles Feedback bei der Benutzung des Tastschalters. Ferner kann der Arbeitsbereich des Federelements bereits zu Beginn der Federkennlinie vorliegen, so dass unnötig große Federwege vermieden sind.
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Insbesondere weist das Federelement, insbesondere ein Knackfroschfederelement, einen stabilen und einen metastabilen Zustand auf, wobei das Federelement beim Übergang von dem metastabilen Zustand in den stabilen Zustand und/oder beim Übergang von dem stabilen Zustand in den Metastabilen Zustand ein Knackgeräusch erzeugt. Das Federelement kann beispielsweise als Membranfeder ausgestaltet sein, die als Knackfroschfederelement bei der Betätigung ein Knackgeräusch abgeben kann („Knackfrosch”). Der stabile Zustand und der metastabile Zustand des Federelements korrespondiert insbesondere mit den beabsichtigten Endlagen des Tasters für eine Betätigung des Schaltelements und einer Stellung für eine nicht zu erfolgende Betätigung des Schaltelements. Besonders bevorzugt korrespondiert der stabile Zustand mit einer Stellung des Tasters, in welcher das Schaltelement nicht betätigt ist. Vorzugsweise bewegt sich das Federelement bei einer nicht angreifenden Betätigungskraft automatisch in den stabilen Zustand. Eine dauernde unbeabsichtigte Betätigung des Schaltelements kann dadurch automatisch vermieden werden. Insbesondere kann ein Benutzer durch das Knackgeräusch das Erreichen der Endlagen akustisch wahrnehmen. Vorzugsweise erfolgt nach Überwindung eines Mindestwiderstands ein sprunghafter Übergang zwischen dem stabilen und dem metastabilen Zustand, so dass das Erreichen des jeweiligen Zustands haptisch erfasst werden kann. Insbesondere erhöht sich die zu überwindende Federkraft nach Erreichen des stabilen und/oder metastabilen Zustands, so dass ein zu starkes Drücken und/oder zu starkes Ziehen des Tasters automatisch vermieden werden kann.
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Besonders bevorzugt ist das Schaltelement zwischen dem Lagerelement und dem insbesondere einzigen Federelement angeordnet. Durch den Hebeleffekt des an dem Lagerelement angelenkten Tasters ergibt sich für das Federelement ein größerer Betätigungsweg als für das Schaltelement. Aufgrund des größeren Betätigungswegs kann das Federelement um einen entsprechend größeren Federweg beansprucht werden, so dass bei einem vergleichsweise geringen Betätigungsweg zur Betätigung des Schaltelements eine entsprechend hohe Gegenkraft zur Betätigung des Schaltelements bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann ein neben dem Schaltelement einziges insbesondere als Blattfeder oder Tellerfeder ausgestaltetes Federelement ausreichen, um die gewünschte erforderliche Betätigungskraft bereitstellen zu können.
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Insbesondere ist das Federelement im unbetätigten Zustand im Vergleich zum Schaltelement und/oder im Vergleich zur Grundplatte näher zum Taster positionierbar. Das Federelement kann dadurch oberhalb zum Schaltelement und/oder zur Grundplatte angeordnet sein. Insbesondere weist das Federelement im unbetätigten Zustand des Tastschalters einen geringeren Abstand zum Taster auf als das Schaltelement und/oder die Grundplatte. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer Betätigung des Tasters zunächst das Federelement dem betätigten Taster eine Gegenkraft entgegensetzt als das Schaltelement oder ein Begrenzungsanschlag der Grundplatte. In Betätigungsrichtung schlägt der Taster zunächst an dem Federelement und erst danach an dem Schaltelement und der Grundplatte an. Dadurch ist sichergestellt, dass das Federelement einen Großteil der Betätigungskraft aufnehmen kann bevor das Schaltelement betätigt wird und eine weitere Schwenkbewegung des Tasters von dem Schaltelement und/oder von der Grundplatte blockiert wird.
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Weiter bevorzugt ist das Schaltelement zwischen zwei Federelementen angeordnet, wobei insbesondere die zwei Federelemente im Wesentlichen parallel zu einer durch das Lagerelement definierten Schwenkachse des Tasters angeordnet sind. Das Schaltelement und die zwei Federelemente können insbesondere im Wesentlichen mittig zu einem im Wesentlichen kreisförmigen Taster angeordnet sein, so dass in dem Gehäuse genügend Bauraum verbleibt das Schaltelement und die Federelemente mit der Grundplatte zu verbinden. Dadurch, dass die zwei Federelemente im Wesentlichen mit dem gleichen Abstand zur Schwenkachse angeordnet sein können, können die Federelemente bei im Wesentlichen identischer Ausgestaltung ein im Wesentlichen identisches Verhalten bereitstellen. Die Federelemente sind insbesondere symmetrisch zum Schaltelement angeordnet. Dadurch können die Wirkungen der zwei oder mehr Federelemente bei einer Betätigung des Tastschalters taktil kaum unterschieden werden. Insbesondere kann ein zeitlich versetzter akustischer Doppelklick bei der Betätigung der Federelemente vermieden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist durch das mindestens eine Federelement zusätzlich zum Schaltelement eine Mindestbetätigungskraft F von 30 N ≤ F ≤ 70 N, insbesondere 40 N ≤ F ≤ 60 N und vorzugsweise F = 50 N ± 5 N vorgesehen. Bei einer derartigen Mindestbetätigungskraft kann eine unbeabsichtigte Betätigung des Schaltelements beispielsweise durch eine Waschwalze einer automatischen Waschstrasse vermieden werden. Gleichzeitig ist die Mindestbetätigungskraft derart gewählt, dass eine Person die erforderliche Mindestbetätigungskraft von Hand ohne Mühe überwinden kann.
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Insbesondere ist das Federelement in einer Aufnahme der Grundplatte einlegbar ist, wobei das Federelement sowohl im betätigten als auch im unbetätigten Zustand an dem Taster, insbesondere an einem Stößel des Tasters, anliegbar ist. Das Federelement kann sich über die Aufnahme der Grundplatte abstützen und auch im unbetätigten Zustand des Tastschalters zumindest eine geringe Kraft auf den Taster aufbringen. Der Taster kann dadurch im unbetätigten Zustand in einer definierten Endlage gehalten werden. Insbesondere ist ein Klappern des Tasters vermieden. Ferner können Schwingungen des Tasters und/oder des Federelements gedämpft werden. Hierzu ist insbesondere ein ständiger Kontakt des Tasters, insbesondere eines vorzugsweise einstückig mit dem Taster verbundenen Stößels, mit dem Federelement vorgesehen, wobei der Kontakt besonders bevorzugt direkt ohne zwischengeschaltete Bauteile erfolgt.
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Vorzugsweise weist die Grundplatte eine Hinterschneidung zur Aufnahme des Federelements auf, wobei insbesondere das Federelement durch Einclipsen und/oder Eindrehen in die Hinterschneidung einbringbar ist. Beispielsweise kann ein als Tellerfeder ausgestaltetes Federelement seitlich in die Hinterschneidung eingeschoben werden und vorzugsweise aufgrund einer Vorspannung innerhalb der Hinterschneidung reibschlüssig gehalten werden. Insbesondere bei einem als Blattfeder ausgestalteten Federelement kann das Federelement beispielsweise um ca. 90° versetzt an der zugeordneten Stelle auf die Grundplatte aufgesetzt werden und anschließend in die beabsichtigte Endlage verdreht werden, bis eines oder beide freien Enden des Federelements in korrespondierende Hinterschneidungen eingesetzt sind. Wenn die Hinterschneidung mit Hilfe von Clips realisiert ist, kann das Federelement in Betätigungsrichtung gegen die zurückfedernden Clips in die Hinterschneidung eingedrückt werden. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Montage des Federelements mit der Grundplatte.
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Besonders bevorzugt ist mit der Grundplatte beabstandet zum Lagerelement eine Verliersicherung, insbesondere ein Clip einer Clipverbindung, zur verliersicheren Aufnahme des Tasters verbunden. Der Taster kann dadurch an dem Lagerelement schwenkbar angebunden sein und über die Verliersicherung vom Lagerelement beabstandet sicher mit der Grundplatte verbunden sein. Die Verliersicherung kann insbesondere eine begrenzte Bewegbarkeit in Betätigungsrichtung zulassen, um eine Schwenkbarkeit des Tasters zu gewährleisten. Insbesondere können die von dem Gehäuse aufgenommenen Bauelemente durch den Taster vor Umwelteinflüssen geschützt sein.
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Weiter bevorzugt ist von dem Federelement und von dem Schaltelement im unbetätigtem Zustand eine maximale Kraft Fmax von 0 N ≤ Fmax ≤ 20 N, insbesondere 1 N ≤ Fmax ≤ 15 N, vorzugsweise 2 N ≤ Fmax ≤ 10 N und besonders bevorzugt 3 N ≤ Fmax ≤ 5 N auf den Taster aufbringbar. Die maximale Kraft, die im unbenutzten Zustand des Tastschalters auf den Taster ausgeübt werden kann, ist so klein gewählt, dass der der Taster nicht mit einer hohen Reibung und hohen Verschleiß an einem Bauteil des Gehäuses anliegt. Gleichzeitig ist die maximale Kraft so hoch, dass ein Klappern des Tasters vermieden ist und Schwingungen gedämpft werden können.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Tastschalter, insbesondere für eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem mit dem Gehäuse schwenkbar verbundenen Taster zum Schalten des Schaltelements. Durch das Federelement des Gehäuses kann eine im Vergleich zu einem Mikroschalter besonders hohe erforderliche Betätigungskraft bei einem geringen Bauraumbedarf eingestellt werden, so dass der entsprechend robuste Tastschalter mit einem derartigen Gehäuse nicht unbeabsichtigt betätigt werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Tastschalters,
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2: eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses für den Tastschalter aus 1,
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3: eine schematische geschnittene Detailansicht des Gehäuses aus 2,
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4: eine weitere schematische geschnittene Detailansicht des Gehäuses aus 2 und
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5: eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses für den Tastschalter aus 1 in einer weiteren Ausführungsform.
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Der in 1 dargestellte Tastschalter 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer Grundplatte 14 auf, die mit einer Heckklappe 16 eines Kraftfahrzeugs als Untergrund verbunden ist. Mit der Grundplatte 14 ist an einem Lagerelement 18 ein Taster 20 schwenkbar angelenkt. Der Taster 20 kann von Hand 22 entlang einer Betätigungsrichtung 24 gedrückt werden, um ein als Mikroschalter 26 ausgestaltetes Schaltelement zu betätigen. Der Taster 20 kann über einen Stößel 28 zusätzlich gegen ein beispielsweise als Blattfeder ausgestaltetes Federelement 30 drücken, das eine Gegenkraft 32 bereitstellt, um eine minimal erforderliche Betätigungskraft zum Betätigen des Mikroschalters 26 zu erzwingen. Das Federelement 30 ist in durch die Grundplatte 14 einstückig ausgebildeten Hinterschneidungen 34 sicher aufgenommen. In direkter Nachbarschaft zu dem Federelement 30 ist ein Begrenzungsanschlag 36 vorgesehen, an dem der Taster 20 bei einer zu starken Betätigungskraft anschlagen kann, damit der maximal zulässige Betätigungsweg für den Mikroschalter 26 nicht überschritten wird.
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Wie in 2 dargestellt kann der Taster 20 über eine Welle oder Achse in dem Lagerelement 18 aufgenommen werden, wobei der Taster 20 insbesondere über eine Welle oder Achse in das Lagerelement 18 eingeclipst werden kann. Beabstandet zu einer durch das Lagerelement 18 definierten Schwenkachse 38 ist der Taster 20 in einer Verliersicherung 40 eingeclipst. Hierzu bildet die Gegenplatte 14 einen Gehäuseclip 42 aus, in den ein Tasterclip 44 mit deutlichem Spiel in Betätigungsrichtung 24 eingeclipst ist. Der in 2 nicht dargestellte Mikroschalter 26 kann in eine durch die Grundplatte 14 ausgebildete Aufnahmetasche 46 verliersicher aufgenommen sein. Die Aufnahmetasche 46 mündet in einen Durchgang 48 der Grundplatte 14, in den ein nicht dargestellter Stecker zum Anschluss des Mikroschalters 26 beispielsweise mit einem Schloss einer Heckklappe 16 für einen Kofferraum eines Kraftfahrzeugs eingesetzt sein kann. Mit Hilfe von Befestigungselementen 50 kann die Grundplatte 14 des Gehäuses 12 mit einem Untergrund, beispielsweise durch Verschrauben und/oder Vernieten, verbunden werden. Wie in 3 dargestellt ist das einzige Federelement 30 zwischen dem Mikroschalter 26 und dem Begrenzungsanschlag 36 angeordnet, so dass der Taster 20 entsprechend beabstandet zum Mikroschalter 26 über den Begrenzungsanschlag 36 an der Grundplatte 14 des Gehäuses 12 anschlagen kann. Wie in 4 dargestellt kann das Lagerelement 18 der Grundplatte 14 im Querschnitt teilkreisförmig ausgestaltet sein, so dass ein korrespondierendes Schwenkelement 52 des Tasters 20 in dem Lagerelement 18 begrenzt verschwenkt werden kann.
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Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform des Tastschalters 10 kann zusätzlich oder alternativ zur der in 2 dargestellten Ausführungsform des Tastschalters 10 ein beispielsweise als Blattfeder ausgestaltetes Federelement 30 im Wesentlichen im gleichen Abstand wie der Mirkoschalter 26 zur Schwenkachse 38 des Tasters 20 vorgesehen sein. Insbesondere sind zwei symmetrisch angeordnete Federelemente 30 im gleichen Abstand zur Schwenkachse 38 auf unterschiedlichen Seiten der Aufnahmetasche 46 für den Mikroschalter 26 vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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