DE3222237C2

DE3222237C2 - Abgedichteter Kippschalter

Info

Publication number: DE3222237C2
Application number: DE3222237A
Authority: DE
Inventors: Stewart Cupertino Calif. Carl; Noel Eberhardt
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1982-06-12
Publication date: 1986-10-02
Also published as: FR2507815B1; GB2100518B; CA1162577A; JPS581931A; CH648985GA3; DE3222237A1; IT8248621A0; MX151392A; PH19240A; IT1148594B; US4386254A; HK33785A; SG9185G; FR2507815A1; GB2100518A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kippschalter für eine elektrische Vorrichtung, insbesondere für eine elektronische Uhr. Der Kippschalter ist dabei vorzugsweise in einer Aussparung des Geräte- bzw. Uhrgehäuses angeordnet und besitzt einen von Hand betätigbaren Betätigungsstab mit zwei im Abstand voneinander vorgesehenen Ansätzen, welche durch Öffnungen in das Innere des Gehäuses vorstehen und mit deren Hilfe Schaltkontakte eines ersten oder eines zweiten Schalters betätigbar sind, wenn der Betätigungsstab gekippt wird. An jedem der Ansätze des Stabes ist dabei vorzugsweise eine versetzte Lippe vorgesehen, die mit einer Innenfläche des Gehäuses verrastbar ist, um den Betätigungsstab in seiner Aussparung zu sichern. Weiterhin sind die Ansätze zwischen der Unterseite des Betätigungsstabes und dem Boden der Aussparung von elastischen Unterlagscheiben umgeben, die dichtend an der Unterseite des Stabes und am Boden der Aussparung anliegen und gleichzeitig als Dichtungen und als Rückholfedern für den Betätigungsstab dienen.

Description

Die Erfindung betrifft einen abgedichteten Kippschalter gemäß dem Gattungsbegriff der Ansprüche 1 und 5.

Ein abgedichteter Kippschalter dieser Gattung ist in der US-PS 36 54 415 beschrieben. Bei dem bekannten Kippschalter ist die Wippe um einen gehäusefesten Stift schwenkbar, während die gummielastiscben, gleichzeitig einer Abdichtung des Gehäuseinneren gegenüber der Wippe dienenden Rückstelleinrichtungen eine durchgehende, zwischen einem Boden des Gehäuses und einem Deckel desselben festgelegte, gummielastische Membran umfassen.

Nachteilig an dieser bekannten Konstruktion ist es, daß die großflächige Membran, die verhältnismäßig teuer und schwer zu montieren ist, im Bereich der Ansätze der Wippe einer starken Belastung und einem hohen Verschleiß unterliegt. Außerdem ist es ein Nachteil des vorbekannten Kippschalters, daß die Ansätze der Wippe nicht direkt der Schalterbetätigung dienen, sondern nur indirekt über eine zweite Wippe im Inneren des Gehäuses auf die Schaltkontakte einwirken können, was bei dem bekannten Kippschalter insgesamt zu einer sehr aufwendigen Konstruktion führt.

Aus der DE-PS 9 13 304 ist ferner ein abgedichteter Kippschalter bekannt, dessen Betätigungsorgan mittels einer einen Ansatz desselben umgebenden Dichtung in ein Gehäuse eingeführt ist und im Gehäuse vorgesehene Schaltkontakte betätigt.

Nachteilig an diesem bekannten Kippschalter ist es, daß nur ein Betätigungsansatz vorgesehen ist, so daß keine Möglichkeit besteht, zwei räumlich voneinander getrennte und voneinander unabhängige Schaltkontakte zu betätigen.

Weiterhin beschreibt die US-PS 40 31 348 abgedichtete Schalter für Uhren, deren elastische Dichtung gleichzeitig der Rückstellung des Betätigungsorgans dient, wobei das Betätigungsorgan ein mit einem Kopf versehener Schaft ist, der von einem elastischen, ringförmigen Dichtungselement umgeben ist, das in einer Senkbohrung des Uhrgehäuses angeordnet ist und dichtend an der Wand der Senkbohrung und am Schaft des Betätigungsorgans anliegt. Nachteilig an diesem bekannten Drucktastenschalter ist es, daß er nur zur Betätigung eines einzigen Kontaktes verwendet werden kann, so daß für die Betätigung eines zweiten Kontaktes ein weiterer kompletter Drucktastenschalter vorgesehen werden muß.

Aus der DE-OS 22 59 052 ist ferner ein elektrischer Tastschalter mit einer fliegend gelagerten Schaltwippe

ohne Kippansatz bekannt Diese vorbekannte Schalterkonstruktion ist dann ungeeignet, wenn die Forderung besteht, daß von zwei Schaltkontakten entweder nur der eine oder nur der andere betätigt werden soll.

Die US-PS 42 18 602 beschreibt einen abgedichteten Kippschalter mit einstüclciger Dichtung und einer mit einem einzigen Kippansatz versehenen Wippe, wobei der Kippansatz der Wippe auf einen Kipphebel eines Schalters im Inneren des Gehäuses einwirkt Diese Schalterkonstruktion ist in vielen Fällen unerwünscht, so daß der bekannte Kippschalter in diesen Fällen nicht brauchbar ist

Ausgehend vom Stand der Technik gemäß der US-PS 36 54 415 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv vereinfachten Kippschalter anzugeben, welcher aufgrund der einfachen und robusten Ausgestaltung seiner Elemente lange Zeit störungsfrei arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird bei Kippschaltern gemäß dem Gattungsbegriff der Ansprüche 1 und 5 durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 gelöst.

Es ist ein Vorteil der beiden Kippschalterkonstruktionen gemäß der Erfindung, daß die Schwenkachse der Wippe nicht mehr durch einen gehäusefesten Stift oder dergleichen definiert wird, sondern durch einen an der Unterseite der Wippe bzw. an der Oberseite des Zwischenstücks des Dichtelements vorgesehenen Wippansatz, wodurch auf die Montage eines exakt passenden Schwenkzapfens verzichtet werden kann, so daß die Montage vereinfacht wird. Weiterhin ist es ein Vomil der Schaltervariante gemäß Patentanspruch 1, daß als Dichtelemente einfache O-Ringe verwendet werden können, die vor der Sicherung des Kippschalters am Gehäuse schnell und bequem auf die Betätigungsansätze der Wippe aufgeschoben werden können. Entsprechende Vorteile ergeben sich auch bei der Schaltervariante gemäß Anspruch 5, wo das Dichtelement mit seinen beiden ringförmigen Dichtungsteilen auf die Betätigungsansätze der Wippe aufgeschoben und an diesen festgelegt werden kann, ehe das Sichern dieser Montageeinheit an dem Gehäuse erfolgt

Bei der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil, daß die Wippe durch stärkeres Zusammenpressen der Dichtelemente leicht mit dem Gehäuse verrastet werden kann und daß die Dichtelemente dann eine definierte Federkraft auf die Wippe ausüben.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruchs bietet den Vorteil, daß eine Verformung von Schaltkontakten durch ein zu starkes Kippen der Wippe verhindert wird.

Ferner führt die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 zu dem Vorteil, daß auf besondere Sicherungsvorrichtungen, wie z. B. Federringe, am freien Ende der Betätigungsansätze der Wippe verzichtet werden kann, die von der Innenseite des Gehäuses her angebracht werden müßten, was die Montage der Wippe erschweren würde, die aufgrund der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 einfach mit dem Boden der Aussparung verrastet werden kann, indem man die elastische Verformbarkeit des Wippenmaterials und/oder des Gehäusematerials nutzt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß der entscheidende Vorteil der Kippschalter gemäß der Erfindung darin besteht, daß zur Betätigung zweier Schaltkontakte nur zwei oder drei einfache Bauteile benötigt werden, so daß sich günstige Herstellungs- und Montagekosten ergeben und ein langer störungsfreier Betrieb gewährleistet ist

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine elektronische Digital-Uhr mit einem Kippschalter gemäß der Erfindung zur Steuerung der Funktionen der Uhr;

F i g. 2 eine Teil-Seitenansicht des Kippschalters gemäß F i g. 1, wobei das Gehäuse und eine Unterlagscheibe im Schnitt dargestellt sind;

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Betätigungswippe des Kippschalters gemäß F i g. 1 und 2;

F i g. 4 eine Unteransicht der Betätigungswippe gemäß F i g. 2;

F i g. 5 und 6 vergrößerte Seitenansichten von Unterlagscheiben für einen erfindungsgemäßen Kippschalter, teilweise im Schnitt;

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine Uhr, bei der der erfindungsgemäße Kippschalter an einer Längsseite des Uhrgehäuses angeordnet ist;

F i g. 8 eine Seitenansicht der Uhr gemäß F i g. 7 mit dem seitlich angeordneten Kippschalter und

Fig.9 einen Teil-Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Kippschalters gemäß der Erfindung.

Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine elektronische Digital-Uhr mit einem Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 besitzt ein im wesentlichen rechteckiges Fenster 2b aus transparentem Kunststoff oder aus Glas, durch welches die Anzeige sichtbar ist.

In F i g. 1 ist von einem Kippschalter, mit dem die Uhr ausgestattet ist, lediglich eine von Hand betätigbare Wippe 4 sichtbar, auf deren Oberseite 4a der Benutzer im Bereich der Enden einwirken kann, um eine Kippbewegung herbeizuführen.

Wie F i g. 2 zeigt, ist die Wippe 4 in einer Aussparung 2cdes Gehäuses 2 angeordnet, wobei ihre Unterseite 46 dem Boden 2d der Aussparung 2c zugewandt ist. An ihrer Unterseite 4£> besitzt die Wippe 4 zwei Ansätze 4c, weiche durch Öffnungen 2e in das Innere des Gehäuses 2 eingreifen. Jeder Ansatz 4c besitzt dabei einen im wesentlichen zylindrischen Teil 4c/ mit einer versetzten Lippe 4e, welche mit der Innenwand 2/des Gehäuses 2 verrastbar ist und die Wippe 4 in der Aussparung 2c sichert. Statt der Lippe könnte ein Federring (nicht dargestellt) am freien Ende der Ansätze 4c als Sicherungsvorrichtung dienen, wodurch allerdings die Zahl der Bauteile des Schalters erhöht würde. Es könnten auch andere, dem Fachmann bekannte Sicherungseinrichtungen vorgesehen sein.

Jeder Ansatz 4c besitzt eine konische Spitze 4g, die einen oberen Schaltkontakt 6 eines von zwei Schaltern Si und Sj gegen einen unteren Schaltkontakt 7 dieses Schalters drücken kann. Die Ansätze 4c dienen also dazu, die beiden Schalter Si und S2 zu öffnen und zu schlie-Ben, um dadurch bestimmte Funktionen der Uhr zu steuern, beispielsweise das Stellen der Sekunden, das Stoppen, das Auslösen eines Wecksignals, das Anzeigen des Datums usw. oder auch das Einschalten einer Beleuchtung für die Anzeige. Die Ansätze 4c können auch dazu dienen, eine elektrische Verbindung zu einem einzigen Schaltkontakt und einem Bauteil der Uhr, beispielsweise dem Uhrgehäuse oder dem Gehäuseboden herzustellen, an welchem das Bezugspotential für die Steuerschaltung der Uhr liegt. Die Wippe 4 kann ein Isolator, wie z. B. ein gespritztes Kunststoffteil, oder ein Leiter, wie z. B. ein bearbeitetes, gegossenes oder gestanztes Metallteil sein, und zwar in Abhängigkeit von den jeweiligen Erfordernissen. Außerdem kann die Wip-

pe ein einteiliges Bauteil sein oder aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein.

Zwischen den Ansätzen 4c der Wippe 4 befindet sich in der Mitte desselben ein Wippenansatz Ak, welcher verhindert, daß beide Ansätze 4c gleichzeitig in Kontakt mit Hen oberen Schaltkontakten 6 gelangen, wenn auf die Wippe 4 eingewirkt wird. In der Nähe seiner beiden freien Enden ist die Wippe 4 außerdem mit Anschlägen 4m versehen, welche ihre Kippbewegungen begrenzen.

Gemäß F i g. 2 sind die zylindrischen Teile Ad der Ansätze 4c jeweils von elastischen ringförmigen Dichtelementen 8 umgeben, die einerseits dichtend an der Unterseite 46 des Stabes 4 und andererseits dichtend am Boden 2d der Aussparung 2c anliegen. Die elastischen Dichtelemente 8 sind in F i g. 5 detailliert dargestellt und besitzen einen zylindrischen Mittelteil 8a und konische Endbereiche Sb, von denen jeder in einer ringförmigen Dichtfläche 8c endet, weiche sich dichtend an die Wippe 4 bzw. den Boden 2d der Aussparung 2c anlegen kann. Die Höhe der Dichtelemente 8, d. h. der Abstand zwisehen den Dichtflächen 8c ist so gewählt, daß die Dichtelemente 8 zwischen der Unterseite Ab der Wippe 4 und dem Boden 2d der Aussparung 2c leicht zusammengepreßt sind, wenn die Lippen 4e der Ansätze 4c mit der Innenwand 2/des Uhrgehäuses 2 verrastet sind, wie dies F i g. 2 zeigt. Die Dichtelemente 8 bestehen aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Silikongummi, und dienen einerseits der Abdichtung und andererseits als Rückstelleinrichtungen zum Rückstellen der Wippe 4 in die in Fig.2 gezeigte Ausgangsstellung, wenn auf eines ihrer Enden eingewirkt wurde, um einen der Schalter Si bzw. S₂ zu schließen. Die Elastizität bzw. Federwirkung der Dichtelemente 8 wird dabei durch die konische Ausbildung der Enden 86 gefördert Wie F i g. 5 zeigt, besitzt jedes Dichtelement 8 ferner eine Mittelbohrung Sd zur Aufnahme des zylindrischen Teils Ad des betreffenden Ansatzes 4c. Dabei kann ein dichtender Abschluß zwischen den zylindrischen Teilen Ad und den Unterlagscheiben 8 bestehen oder auch nicht, wie dies aus F i g. 2 deutlich wird. An den Enden der Mittelöffnung Sd ist diese konisch erweitert, um eine Anpassung an die entsprechende Form der Ansätze 4c zu erreichen.

F i g. 6 zeigt ein abgewandeltes Dichtelement 10 mit einem zylindrischen Mittelteil 10a mit einem konischen oberen Ende 106 und mit einem zylindrischen unteren Ende 10c. Das konische Ende 10Z? endet dabei in einer ringförmigen Dichtfläche tOd, die dichtend an die Unterseite der Wippe 4 anlegbar ist während der zylindrische untere Teil 10c eine entsprechende Dichtfläche aufweist, die an den Boden der Aussparung 2c anlegbar ist Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Mittelbohrung mit konisch erweiterten Enden vorgesehen.

Typischerweise sind beim betrachteten Ausführungsbeispiel die oberen und unteren Schaltkontakte 6,7 dün- ne Metallelemente eines Moduls.

Der Kippschalter kann gemäß F i g. 7 und 8 auch an einer Seitenwand 2k des Gehäuses 2 angeordnet werden, wodurch sich ein anderer ästhetischer Eindruck der Uhr ergibt Gegebenenfalls kann die Wippe 4 auch auf der gegenüberliegenden Seite 2m des Gehäuses 2 angeordnet werden oder gegebenenfalls auch am Boden der Uhr.

Weiterhin kann der Kippschalter auch bei anderen elektrischen Geräten, beispielsweise bei Weckern, Taschenrechnern, Meßgeräten usw. vorgesehen sein.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, welches in F i g. 9 dargestellt ist, wird ein elastisches Dichtelement verwendet, welches zwei elastische, ringförmige Dichtungsteile 18a aufweist, weiche die Ansätze 4c der Wippe 4 umgeben und die Funktion der vorstehend erläuterten Dichtungselemente 8 bzw. 10 haben. Die Dichtungsteile 18a sind über ein Zwischenstück ISb verbunden, welches mit einem Wippansatz 18c versehen ist, so daß jeweils nur das eine Ende der Wippe 4 nach unten gedrückt werden kann, um einen der Schalter S\ bzw. S₂ zu schließen. Die Dichtungsteile 18a sind außerdem mit Ansätzen 18e versehen, weiche die öffnungen im Boden der Aussparung 2c durchgreifen und eine umlaufende Lippe 18e besitzen, welche an die Innenwand 2/anlegbar ist. Weiterhin haben auch die Ansätze 4c der Wippe 4 am unteren Ende nach außen abstehende Lippen, welche sich an die Stirnflächen 18/der Lippen 18e anlegen können, wodurch die Wippe 4 in ihrer Lage in der Aussparung 2c gesichert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abgedichteter Kippschalter, insbesondere für eine elektronische Uhr, mit einer von Hand betätigbaren, in einer Aussparung eines Gehäuses angeordneten, um eine Schwenkachse in ihrem mittleren Bereich schwenkbaren, stabförmigen Wippe mit zwei auf ihrer Unterseite vorgesehenen Betätigungsansätzen zur Betätigung von im Inneren des Gehäuses vorgesehenen Schaltkontakten und mit gummielastischen, gleichzeitig einer Abdichtung des Gehäuseinneren gegenüber der Wippe dienenden Rückstelleinrichtungen, durch die die Wippe nach einer Betätigung in ihre Ausgangslage zurückführbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse der Wippe (4) durch einen an ihrer Unterseite v&rgesehenen, mit dem Boden (2d) der Aussparung (2c) zusammenwirkenden Wippansatz (4k) definiert ist, daß als Rückstelleinrichtungen zwei ringförmige Dichtelemente (8, 10) vorgesehen sind, von denen jedes jeweils einen Schaftteil (4d) des jeweils zugeordneten Betätigungsansatzes (4c) umgibt und abdichtend an der Unterseite der Wippe (4) bzw. am Boden (2d) der Aussparung (2c) anliegt, und daß im Boden (2d) der Aussparung (2c) für jeden der Betätigungsansätze (4c) eine öffnung (2e) vorgesehen ist, welche von dem zugeordneten Betätigungsansatz (4c) durchgriffen wird, welcher an der dem Gehäuseinneren zugewandten Seite des Bodens (2d) mit seinem freien Ende formschlüssig gesichert ist.

2. Kippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wippansats (4k) bei nicht betätigter Wippe (4) einen Abstand vom Boden (2d) der Aussparung (2c) aufweist.

3. Kippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (4) auf der von der Schwenkachse abgewandten Seite jedes der Ansätze (4c) an ihrer Unterseite (40,) jeweils mit einem ihre Kippbewegung begrenzenden Anschlag (4m) versehen ist.

4. Kippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der Betätigungsansätze (4c) eine angeformte Lippe (4e) vorgesehen ist, welche an die dem Gehäuseinneren zugewandte Seite des Bodens (2d) anlegbar ist.

5. Abgedichteter Kippschalter, insbesondere für eine elektronische Uhr, mit einer von Hand betätigbaren, in einer Aussparung eines Gehäuses angeordneten, um eine Schwenkachse in ihrem mittleren Bereich schwenkbaren, stabförmigen Wippe mit zwei auf ihrer Unterseite vorgesehenen Betätigungsansätzen zur Betätigung von im Inneren des Gehäuses vorgesehenen Schaltkontakten und mit gummielastischen, gleichzeitig einer Abdichtung des Gehäuseinneren gegenüber der Wippe dienenden Rückstelleinrichtungen, durch die die Wippe nach einer Betätigung in ihre Ausgangslage zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstelleinrichtungen zwei elastische, ringförmige Dichtungsteile (ISa) eines elastischen Dichtungselements (18) mit einem die Dichtungsteile (ISa) miteinander verbindenden Zwischenstück (i8b) vorgesehen sind, daß die Schwenkachse der Wippe (4) durch einen an dem Zwischenstück (18£^ vorgesehenen, mit der Unterseite (4b) der Wippe (4) zusammenwirkenden Wippansätz (18c^ definiert ist, daß jeder der Dichtungsteile (iSa) jeweils einen Schaftteil des jeweils zugeord-

neten Betätigungsansatzes (4c) umgibt und abdichtend an der Unterseite der Wippe (4) bzw. am Boden (2d) der Aussparung (2c) anliegt, daß jeder der Dichtungsteile (18a,7 mit einem Ansatz (iSd) versehen ist, daß im Boden (2d) der Aussparung (2c) für den Ansatz (i&d) jedes der Dichtungsteile (Ma) eine öffnung vorgesehen ist, welche von dem Ansatz (iSd) des zugeordneten Dichtungsteils (18a^ durchgriffen wird, welcher an der dem Gehäuseinneren zugewandten Seite des Bodens (2d) mittels einer angeformten Lippe (ISe,¹ gesichert ist, und daß die Betätigungsansätze (4c) der Wippe (4) an ihrem freien Ende jeweils mit einer Lippe versehen sind, welche an die Lippe (18e^des Ansatzes (iSd) des zugeordneten Dichtungsteils (18a) anlegbar ist