Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schalter, der insbesondere im
Schalthebelende eines Lenkstockschalters angeordnet ist und die Merkmale aus
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
Aus der US-PS 39 34 101 ist ein in dem Schalthebelende eines
Lenkstockschalters angeordneter elektrischer Schalter mit einem
Schaltschieber und einem Druckknopf bekannt. Der Druckknopf wird nach einer
Betätigung von einer Druckfeder wieder in die Ausgangslage zurückgestellt.
Für den Schaltschieber sind drei stabile, durch eine Rasteinrichtung
definierte Schaltstellungen vorgesehen, aus denen er nur durch Anwendung
äußerer Kräfte bewegt werden kann. Die Rückstellfeder für den Druckknopf
beeinflußt den Schaltschieber nicht.
Ein elektrischer Schalter mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 ist aus der US-PS 37 61 662. Den Schalter kann man sich aus zwei
Teilschaltern zusammengesetzt denken, vo denen einer ein Schiebeschalter
und der andere ein Druckknopfschalter ist. Der Schiebeschalter besitzt einen
Schaltschieber als Betätigungsorgan, der an einer Seitenwand des
Schaltgehäuses, das das Griffteil des Hebels eines Lenkstockschalters ist,
angeordnet ist. Aus einer ersten Schaltstellung kann der Schaltschieber in
eine zweite Schaltstellung verstellt werden, die selbstauslösend ist. Dies
heißt, daß der Schaltschieber aus der zweiten Schaltstellung wieder in die
erste Schaltstellung selbsttätig zurückkehrt, wenn keine äußeren Kräfte mehr
an ihm angreifen. Zu diesem Zweck ist eine Rückstellfeder für den
Schaltschieber vorgesehen, die bei der Verstellung gespannt wird und beim
Fehlen von äußeren Kräften den Schaltschieber wieder in die erste
Schaltstellung zurückdrückt.
Zum Druckknopfschalter gehört ein Druckknopf, der sich in der Stirnwand des
Schalthebels befindet und in Längsrichtung des Griffteils des Schalthebels
bewegt werden kann. Der Druckknopf kann gegen die Kraft derselben
Rückstellfeder in das Griffteil hineingedrückt werden und wird nach dem
Loslassen wieder bis zu einem Anschlag vom Griffteil wegbewegt. Für die
beiden Betätigungsorgane, nämlich den Schaltschieber und den Druckknopf ist
also nur eine Rückstellfeder im Schaltergehäuse unterzubringen.
Bei dem bekannten Schalter wird der Schaltschieber bei der Rückstellung aus
der selbstauslösenden Schaltstellung von der Rückstellfeder beaufschlagt,
bis diese bzw. eine Platte, an der sie sich abstützt, gegen einen
gehäusefesten Anschlag stößt. In diesem Moment soll auch der Schaltschieber
seine erste Schaltstellung erreicht haben. Aufgrund seiner eigenen Trägheit
kann sich der Schaltschieber jedoch über die erste Schaltstellung hinaus in
Richtung auf eine dritte Schaltstellung zu bewegen, so daß eine ausreichende
Schaltsicherheit jedenfalls dann nicht gewährleistet ist, wenn man im
Interesse einer kompakten Bauform mit kurzen Schaltwegen auskommen muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter
mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln,
daß bei einem kompakten Aufbau alle Schaltfunktionen mit kurzen Schaltwegen
betriebssicher erfüllt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Schalter gelöst,
der neben den Merkmalen aus dem Oberbegriff auch die Merkmale aus dem
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufweist. Der Kern der Erfindung ist
dabei darin zu sehen, daß die erste Schaltstellung des Schaltschiebers durch
eine Rasteinrichtung gesichert ist, die so ausgebildet ist, daß sie
gewissermaßen den Schaltschieber in die erste Schaltstellung zieht, wenn die
Rückstellfeder keine Kraft mehr auf den Schaltschieber ausübt, weil sie
durch den gehäusefesten Anschlag gestoppt ist. Einerseits erreicht der
Schaltschieber auf diese Weise sicher seine erste Schaltstellung,
andererseits bewegt er sich nicht darüber hinaus, da die Rückstellfeder schon
vor Erreichen der ersten Schaltstellung keine Kraft mehr auf den
Schaltschieber ausübt.
Ein elektrischer Schalter mit einem durch eine Rückstellfeder verstellbaren
Schaltschieber und mit einem durch eine Rückstellfeder verstellbaren
Druckknopf ist an sich auch aus der DE-OS 28 35 256 bekannt. Allerdings
werden hier zwei verschiedene Rückstellfedern für die beiden
Betätigungsorgane verwendet. Dem Schaltschieber ist zusätzlich auch eine
Rasteinrichtung zugeordnet. Über das Zusammenwirken dieser Rasteinrichtung
und der Rückstellfeder beim Zurückführen des Schaltschiebers in die erste
Schaltstellung ist jedoch in der DE-OS 28 35 256 nichts Näheres ausgesagt.
Vorteilhafte Weiterbildungen eines elektrischen Schalters nach der Erfindung
kann man den Unteransprüchen entnehmen.
Einen Endanschlag für das dem Druckknopf abgewandte Ende der Rückstellfeder
und die Möglichkeit, dieses Ende aus den Druckknopf hin zu verschieben, wenn
man den Schaltschieber in die selbstauslösende Schaltstellung bewegt, erhält
man auf einfache Weise gemäß Anspruch 2 dadurch, daß das erwähnte Ende der
Rückstellfeder an einer Stützplatte anliegt, die von der Rückstellfeder
gegen die gehäusefesten Anschläge gedrückt wird und die bei einer Bewegung
des Schaltschiebers in die selbstauslösende Schaltstellung auf den
Druckknopf zu verschiebbar ist. Nach Anspruch 3 weist die Stützplatte eine
Öffnung auf, durch die kontakttragende Teile hindurchtreten. Kontakttragende
Teile können dabei Teile sein die Kontaktbrücken tragen, oder Teile, auf
denen Festkontakte sitzen. Durch diese Ausbildung können die dem Druckknopf
zugeordneten Schaltfunktionen mit Hilfe relativ einfach aufgebauter Teile
erfüllt werden.
Eine besonders kompakte Ausführung ergibt sich, wenn sich gemäß Anspruch 4
ein mit dem Druckknopf bewegbarer Kontaktbrückenträger innerhalb der
Rückstellfeder erstreckt und zugehörige Festkontakte in das Innere der
Rückstellfeder hineingreifen. Damit wird auch der von der Rückstellfeder
umschlossene Raum optimal ausgenutzt. Gemäß Anspruch 5 sind die Festkontakte
zweckmäßigerweise als Leiterbahnen auf einer Kontaktplatte ausgebildet. Die
Maßnahme gemäß Anspruch 6 verhindert es, daß der als Druckknopfschalter
konstruierte Teilschalter lediglich auf den Raum diesseits der Stützplatte
angewiesen ist. Um nämlich eine ausreichende Stabilität der Lage der
Festkontakte diesseits der Stützplatte zu gewährleisten, sollte diese
möglichst nahe am Druckknopf angeordnet sein. Denn diesseits der Stützplatte
ist für die Festkontakte eine Abstützung am Schaltergehäuse nur schwer
möglich.
Gemäß Anspruch 7 ist der erfindungsgemäße elektrische Schalter dadurch
weitergebildet, daß der Druckknopf von der Rückstellfeder gegen Anschläge an
einem Rahmenteil gedrückt wird, das mit dem Schaltergehäuse verrastet ist.
Zuerst wird der Druckknopf in das Rahmenteil eingesetzt und dann zusammen
mit diesem am Schaltergehäuse montiert. Durch diese Konstruktion ist
vermieden, daß bei einer Betätigung des Druckknopfes Rastnasen innerhalb von
Aussparungen bewegt und eventuell bei den Stößen gegen die Ränder der
Aussparungen abgenutzt werden, so daß sich schließlich der Druckknopf vom
Schaltergehäuse löst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verrastung des
Rahmenteils enthält der Anspruch 8.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters ist
in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieses Beispiels wird die Erfindung
nun näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Mittelebene eines
Ausführungsbeispiels, das im
Schalthebelende eines Lenkstockschalters untergebracht ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zur Längsmittelebene seitlich
versetzte Ebene,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1 und
Fig. 4 eine Draufsicht auf die mit Leiterbahnen versehene
Kontaktplatte.
Die in den Figuren dargestellten elektrischen Schalter
sind im Schalthebelende 10, dem Griffteil des Hebels eines
Lenkstockschalters, untergebracht. Das Griffteil ist als Schaltergehäuse zu
betrachten. Dieses hat die Form eines sich verjüngenden Vierkantrohres mit
der Oberseite 11, der Unterseite 12, und den beiden seitlichen Wänden 13. An
der einen Stirnseite weist das Schaltergehäuse 10 eine Öffnung 14 auf,
während es an der anderen Seite in ein Verbindungsteil 15 des Schalthebels
übergeht, das zum am Lenkstock befestigten Schaltergehäuse des
Lenkstockschalters führt.
In die Öffnung 14 ist ein Rahmenteil 16 eingesetzt und mit dem
Schaltergehäuse 10 verrastet. Dazu sind an dieses Rahmenteil 16 zwei
Rastfedern 17 und 18 angeformt, die jeweils eine Rastnase 19 tragen. Die
Rastnase der nur kurzen Rastfeder 17 greift in eine Rastaussparung 20 an der
Unterseite 12 des Schaltergehäuses 10 ein. Die Rastfeder 18 ist bedeutend
länger als die Rastfeder 17 und hintergreift mit ihrer Rastnase 19 den Rand
einer Öffnung 21 in der Oberseite 11 des Schaltergehäuses 10. Innerhalb des
Rahmenteils 16 ist ein Druckknopf 25 geführt, der zu dem als
Druckknopfschalter gestalteten Teilschalter 26 gehört, der entgegengesetzt
zur Richtung, in die die Rastfedern 17 und 18 weisen, in das Rahmenteil 16
einsetzbar ist und dessen Weg nach außen durch in den Figuren nicht
sichtbare Anschläge zwischen ihm und dem Rahmenteil 16 begrenzt ist.
Der Druckknopf 25 besitzt die Form eines Kastens mit dem Boden 27 und den
von diesem Boden hochstehenden seitlichen Wänden 28. In den Druckknopf 25
ist ein Kontaktbrückenträger 29 eingelegt, der sich im wesentlichen aus
einer Platte 30, deren Umriß etwa dem Umriß des Druckknopfbodens 27
entspricht, und einem Quader 31 zusammensetzt, der von der Platte 30 weg in
das Innere des Schaltergehäuses zeigt.
Der Quader 31 wird von einer Druckfeder 32 umgeben, die sich mit ihrem einen
Ende an der Platte 30 und mit ihrem anderen Ende an einer Stützplatte 33
abstützt. Die Feder 32 drückt die Platte 30 des Kontaktbrückenträgers 29
gegen den Boden 27 des Druckknopfes 25, also den Druckknopf 25 soweit wie
möglich nach außen gegen die Anschläge zwischen ihm und dem Rahmenteil 16,
und die Stützplatte 33 gegen Anschläge des Schaltergehäuses 10, die als
Rippen 34 und 35 an den Seitenwänden 13 und an der Unterseite 12 angeformt
sind. Aus den in Fig. 1 gezeigten Positionen ist also gegen die Kraft der
Feder 32 der Druckknopf 25 mit dem Kontaktbrückenträger 29 auf die
Stützplatte 33 zu und umgekehrt die Stützplatte 33 auf den Druckknopf 25 zu
bewegbar. Der Abstand zwischen der Stützplatte 33 und dem oberen Rand 36 der
seitlichen Wände 28 des Druckknopfs 25 entspricht dabei gerade dem Hub bei
einer Betätigung des Druckknopfs 25.
An jeder Seitenwand 13 befinden sich außer der Rippe 34 zwei weitere Rippen
40 und 41, die wie die Rippe 34 parallel zur Oberseite 11 des
Schaltergehäuses verlaufen, und einen Abstand voneinander besitzen, so daß
zwischen ihnen eine Nut gebildet wird. In die beiden auf gleicher Höhe
liegenden Nuten an den Seitenwänden 13 ist eine Leiterplatte 42
eingeschoben, auf der, wie besonders deutlich aus Fig. 4 hervorgeht, die
Festkontakte des vorliegenden elektrischen Schalters als Leiterbahnen 43
ausgebildet sind. Am vom Druckknopf 25 entfernten Ende besitzt die
Leiterplatte 42 eine Aussparung 44, die eine Gabelform mit den beiden Zinken
45 erzeugt. Die Zinken 45 können nach innen ausfedern und mit Rastnasen 46
eine senkrecht zu den Rippen 34, 40 und 41 verlaufende Rippe 47 des Gehäuses
10 hintergreifen. Damit ist die Leiterplatte 42 im Schaltergehäuse 10
gesichert. Neben der Aussparung 44 weist die Leiterplatte vier Einbuchtungen
48 auf, in die zur Verbindung mit den entsprechenden Leiterbahnen 43
Anschlußdrähte eingelegt und verlötet werden können. Am dem Druckknopf 25
benachbarten Ende ist die Leiterplatte 42 auf eine kleinere Breite
abgesetzt, so daß sie unterhalb des Kontaktbrückenträgers 29 in das Innere
der Druckfeder 33 hineingreifen kann. Vor dem Eintauchen in das Innere der
Druckfeder 32 tritt der schmälere Abschnitt 49 der Leiterplatte 42 durch
eine Öffnung 50 in der Stützplatte 33 hindurch. Auch der Quader 31 des
Kontaktbrückenträgers 29 erstreckt sich durch die Öffnung 50 in der
Stützplatte 33 hindurch.
Der Quader 31 ist derart ausgespart, daß er eine Kontaktbrücke 55 aufnehmen
kann. Diese wird durch eine Druckfeder 56, die sich an ihr und dem Quader 31
abstützt, gegen die Festkontakte 43 auf der Leiterplatte 42 hin belastet.
Der Weg der Kontaktbrücke 55 nach unten wird durch Abbiegungen 57 an ihr und
durch Stufen 58 am Quader 31 begrenzt.
Zu dem elektrischen Schalter gehört als zweiter
Teilschalter ein Schiebeschalter 65, der einen Schaltschieber 66 als
Betätigungsorgan und einen im Inneren des Schaltergehäuses 10 linear
bewegbaren und als Kontaktbrückenträger gestalteten Schieber 67 aufweist. Der
Schieber 67 wird über zwei Nuten 68, die sich in seinen Seitenwänden
befinden, auf den Rippen 34 des Schaltergehäuses 10 geführt. Er setzt sich
im wesentlichen aus den zwei seitlichen Wänden 69 und verschiedenen diese
beiden Wänden miteinander verbindende Stege 70, 71 und 72 zusammen.
Schaltschieber 66 und Kontaktbrückenträger 67 sind durch die Öffnung 21 in
der Oberseite 11 des Schaltergehäuses 10 miteinander gekoppelt. Der
Schaltschieber 66 weist eine plattenförmige Handhabe 73 auf, die sich
oberhalb der Oberseite 11 des Schaltergehäuses 10 befindet und sich in
Schaltrichtung zumindest soweit ausdehnt, daß die Öffnung 21 in jeder
Schaltstellung völlig überdeckt ist. Auch quer zur Schaltrichtung ist die
Abmeßung der Handhabe 73 größer als die der Öffnung 21. Von der Unterseite
der Handhabe 73 erstrecken sich zwei Rastfedern 74 in das Schalterinnere und
ragen zwischen dem Steg 70 und dem Steg 71 bzw. zwischen dem Steg 71 und dem
Steg 72 hindurch in den Kontaktbrückenträger 67. Dort hintergreifen sie mit
ihren Rasthaken 75 am Steg 71 ausgebildete Vorsprünge, so daß der
Schaltschieber 66 unverlierbar gehalten ist. Die Verrastung zwischen dem
Schaltschieber 66 und dem Kontaktbrückenträger 67 bewirkt zwar auch eine
Koppelung in Schaltrichtung. Diese Koppelung ist jedoch wegen der
Elastizität der Rastfedern 74 nur ungenau. Deshalb ist zwischen den beiden
Rastfedern 74 an die Unterseite der Handhabe 73 ein Mitnahmezapfen 80
angeformt, der in entsprechende Mitnahmeausnehmungen 81 in den Seitenwänden
69 des Kontaktbrückenträgers 67 eingreift. Damit ist auch in Schalrichtung
eine formschlüssige Kopplung zwischen Schaltschieber 66 und
Kontaktbrückenträger 67 hergestellt.
An der der Stützplatte 33 zugewandten Seite ist der Kontaktbrückenträger 67
durch zwei Fahnen 82 verlängert, mit denen die Stützplatte 33 beaufschlagt
werden kann. In der gezeigten Schaltstellung besteht, wie besonders deutlich
aus Fig. 2 ersichtlich ist, zwischen der Stützplatte 33 und den Fahnen 82
ein kleiner Abstand, so daß der Kontaktbrückenträger 67 vollkommen von der
Druckfeder 32 entlastet ist und die Stützplatte 33 an den Anschlägen 34 und
35 des Schaltergehäuses 10 anliegt.
Die gezeigte Schaltstellung ist mit Hilfe einer Schaltkurve 83 und einer
Rastkugel 84 stabilisiert, die in eine durchgehende Bohrung 85 des Steges 71
eingelegt ist und durch eine Druckfeder 86, die sich zum Teil ebenfalls in
der Bohrung 85 befindet und sich mit ihrem oberen Ende am Boden einer
Bohrung 87 im Mitnahmezapfen 80 abstützt, gegen die Schaltkurve 83 gedrückt
wird. Die Druckfeder 86 bewirkt auch, daß die Verrastung zwischen dem
Schaltschieber und dem Kontaktbrückenträger 67 spielfrei wird.
Als Schaltkurve 83 ist die Oberseite eines separaten Kurvenstücks 88
ausgebildet, das bei der Ausführung aus den Fig. 1 bis 4 die Form einer
Leiste hat, an deren beiden Enden jeweils ein Rastbein 89 nach unten
wegsteht. Mit diesen Rastbeinen, die durch Durchbrüche 90 der Leiterplatte
42 hindurchgehen, ist das Kurvenstück 88 auf der Leiterplatte verrastet. Ein
etwa in der Mitte angespitzter Zapfen 91, der in einer Bohrung 92 der
Leiterplatte 42 steckt, bestimmt dabei die genaue Lage des Kurvenstücks zur
Leiterplatte. Die Schaltkurve setzt sich aus zwei Rastvertiefungen 95 und
96, die durch eine Schwelle 97 voneinander getrennt sind, und einer sich an
die Rastvertiefung 96 anschließende Schaltschräge 98 zusammen.
Auf dieselbe Weise, wie am Kontaktbrückenträger 29 lediglich eine
Kontaktbrücke, so sind an dem Kontaktbrückenträger 67 mehrere Kontaktbrücken
55 gehalten, von denen zwei in Fig. 2 sichtbar sind und die sich in den
Seitenwänden 69 befinden. Auch sie werden von Druckfedern 56 gegen die
Leiterplatte 42 gedrückt.
Die vorbeschriebene Konstruktion gemäß den Fig. 1 bis 4 hat den Vorteil,
daß die Lage der Kontaktbrücken genau zur Lage der Rastkugel 84 und die Lage
des Kurvenstücks genau zur Lage der Leiterplatte 42 bestimmt ist. Da
andererseits die Lage der Kurve 83 durch das Kurvenstück 88 bestimmt wird,
treten zwischen den Kontaktbrücken 55 und den Festkontakten 43 nur geringe
Toleranzen auf, so daß auch relativ kleine Schaltwege beherrscht werden
können.
Bei dem dargestellten Schalter sind insgesamt drei
Betätigungsmöglichkeiten vorhanden. Man kann den Druckknopf 25 und mit ihm
den Kontaktbrückenträger 29 entgegen der Kraft der Druckfeder 32 soweit in
das Gehäuse 10 hineinschieben, bis man gegen die Stützplatte 33 stößt. Läßt
man den Druckknopf los, so stellt ihn die Druckfeder 32 wieder in die
Ausgangslage zurück.
Der Schaltschieber 66 kann aus der gezeigten Mittelstellung nach links
verschoben werden. Dabei stoßen kurz nach Beginn der Bewegung die Fahnen 82
gegen die Stützplatte 33 und verschieben diese auf den Druckknopf 25 zu. Die
Kugel 84 wird die Schaltschräge 98 entlang geführt. Die Bewegung ist
gestoppt, sobald der Schaltschieber 66 gegen den Rand der Öffnung 20 stößt.
Die Stützplatte 33 steht nun unmittelbar vor dem Rand des Druckknopfs 25, so
daß dieser nicht niedergedrückt werden kann, wenn der Schaltschieber 66
durch äußere Kräfte in seiner Schaltstellung gehalten wird. Umgekehrt kann
auch der Schaltschieber 66 nicht in seine linke Schaltstellung gebracht
werden, wenn der Druckknopf 25 niedergehalten wird. Die beiden
Betätigungsorgane sind also gegeneinander gesperrt. Durch eine Erniedrigung
der seitlichen Wände 28 des Druckknopfs 25 kann jedoch, wenn dies die
Schaltfunktionen erfordern oder eine gleichzeitige Betätigung nicht
unbedingt vermieden werden muß, auch das gleichzeitige Betätigen von
Druckknopf 25 und Schaltschieber 66 ermöglicht werden. Läßt man den sich in
der linken Schaltstellung befindlichen Schaltschieber 66 los, so kann die
Druckfeder 32 die Stützplatte 33, den Kontaktbrückenträger 67 und den
Schaltschieber 66 wieder in die Mittelstellung zurückbewegen. Diese Bewegung
wird durch die Schaltschräge 98 und die die Schaltkugel 84 belastende
Druckfeder 86 noch unterstützt. Sobald die Stützplatte 33 an den Anschlägen
34 und 35 anliegt, hört die Wirkung der Druckfeder 32 auf.
Kontaktbrückenträger 67 und Schaltschieber 66 erreichen jedoch aufgrund
ihrer eigenen Trägheit und aufgrund der Schaltschräge 98, der Rastkugel 84
und der Druckfeder 86 die Mittelstellung, in der sich die Rastkugel 84 in
der Rastvertiefung 96 befindet. Die Druckfeder 32 stellt also sowohl den
Druckknopf 25 als auch den Schaltschieber 66 aus den selbstauslösenden
Schaltstellungen in die Ausgangsschaltstellungen zurück.
Aus der gezeigten Mittelstellung können der Schaltschieber 66 und der
Kontaktbrückenträger 67 auch nach rechts in eine zweite Raststellung
verschoben werden. Dabei überwindet das Schaltelement 84 die Schwelle 97
zwischen den beiden Rastvertiefungen 95 und 96. Da Schaltschieber 66 und
Kontaktbrückenträger 67 aus der rechten seitlichen Schaltstellung, in der
sich die Kugel 84 in der Rastvertiefung 95 befindet, nur durch Anwendung
größerer äußerer Kräfte wieder in die Mittelstellung gebracht werden können,
ist diese seitliche Schaltstellung eine verrastete Schaltstellung.