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SCHALTERBLOCK
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalterblock, und
insbesondere auf einen Schalterblock, der für elektrische Scheibenheber in Kraftfahrzeugen
verwendbar ist.
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Bisher bestand bei -Schalterblocks dieser Art die Tendenz, daß sie
einen komplizierten Aufbau sowie eine große Größe besitzen. Die bisherigen Schalterblocks
beinhalten Kippschalter zum öffnen und Schließen von Fensterscheiben sowie einen
Drucktastenschalter zum elektrischen Verriegeln dieser Kippschalter. Dabei wurden
bei den Schaltern verschiedenartige Mechanismen zum Antreiben ihrer jeweiligen beweglichen
Kontakte verwendet, und somit hatte ein Benutzer das Gefühl eines unnatürlichen
Unterschieds in Abhängigkeit davon, welche dieser beiden Arten von Schaltern er
betätigte.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Schalterblocks,
der sich mit einer geringeren Größe und Dicke herstellen läßt, einen einfacheren
Aufbau aufweist und dem Benutzer das gleiche Betätigungsgefühl vermittelt, ob dieser
nun einen Kippschalter oder aber einen Drucktastenschalter betätigt, und der es
dem Benutzer außerdem gestattet, die Bewegungsrichtung der Fensterscheiben des Kraftfahrzeugs,
die jeweils durch einen Motor angetrieben werden, in einfacher Weise zu steuern.
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Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Kennzeichnungsteilen
der Ansprüche 1 und 4.
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Ein erfindungsgemäßer Schalterblock, bei dem die Nachteile der bisherigen
Lösungen überwunden sind, besitzt Kippschalter, die dazu dienen, einen Motor wahlweise
in eine Rotationsbewegung in Vorwärtsrichtung und in eine Rotationsbewegung in Rückwärtsrichtung
bzw. umgekehrter Richtung zu versetzen, sowie einen Drucktastenschalter zum gleichzeitigen
Verriegeln dieser Kippschalter; dabei werden im wesentlichen identische Mechanismen
zum Antreiben der beweglichen Kontakte der Kippschalter und des Drucktastenschalters
verwendet, und jeder der Antriebsmechanismen besitzt ein bewegliches Kontaktglied,
das an einem dieses tragenden Anschluß schwenkbar gehalten ist und von einen federnd
gehalterten Antriebselement derart betätigbar ist, daß es sich von einer ersten
Stellung in eine zweite Stellung bewegt.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden
anhand der teilweise schematischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines
erfindungsgemäßen Schalterblocks zur Verwendung bei elektrischen Scheibenhebern
von Kraftfahrzeugen; Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines von mehreren Kippschaltern
des in Fig. 1 gezeigten Schalterblocks; Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht,
wobei der Kippschalter jedoch im betätigten Zustand ist; Fio. 4 eine Querschnittsansicht
eines weiteren Kippschalters des in Fig. 1 gezeigten Schalterblocks, wobei dieser
Kippschalter dem Kippschalter der Fig. 2 zugeordnet ist; Fig. 5 eine der Fig. 4
ähnliche Ansicht, wobei der Kippschalter jedoch im betätigten Zustand ist; Fig.
6 eine Querschnittsansicht des Drucktastenschalters des in Fig. 1 gezeigten Schalterblocks;
und Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht, wobei der Drucktastenschalter jedoch
im betätigten Zustand ist.
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Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Schalterblocks für elektrische Scheibenheber von Kraftfahrzeugen.
Dieser Schalterblock besitzt Kippschalter zum Öffnen und Schließen der Fensterscheiben.
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In Anpassung an die übliche Anzahl der zu öffnenden Fensterscheiben
eines Kraftfahrzeugs beträgt die Anzahl der Kippschalter vier. Jeder Kippschalter
besitzt zwei bewegliche Kontakitglieder 11 und 11a mit Kerben bzw. Ausnehmungen
13 und 13a, wobei die Kontaktglieder 11 und 11a in entgegengesetzten Richtungen
um ihnen jeweils zugeordnete Tragebereiche 15b schwenkbar sind. Dies ist im folgenden
noch ausführlicher beschrieben.
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Der Schalterblock besitzt obere Gehäuseteile 1,
die
zur Bildung eines Schaltergehäuses mit einem einstückig ausgebildeten unteren Gehäuseteil
2 in Eingriff gebracht sind. Die oberenOberflächen von zwei oberen ChAuseteilen
1 besitzen jeweils zwei Öffnungen 4, die jeweils auf zwei einander gegenüberliegenden
Seiten von bogenförmig ausgebildeten und aufrecht wegstehenden Wänden 3 beyrenzt
sind. Auf die die Öffnungen 4 umgebenden Randbereiche 4a ist ein Schmiermittel oder
ein ähnliches Material, das Viskosität besitzt, aufgebracht. Ein elastisches wasserdichtes
Flachstück 5, das aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, ist auf dem Randbereich
4a jeder Öffnung 4 aufliegend angeordnet.
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Das wasserdichte Flachstück 5 ist in seiner Mitte mit einem Loch 5a
versehen, durch das ein wegstehender Bereich eines Betätigungsglieds 7 hindurchragt
und mit einem Kippglied 6 verbunden ist. Der wegstehende Bereich des Betätigungsglieds
befindet sic in enger Berührung mit der umlaufenden Kante des Lochs 5a, durch das
er hindurchragt. Der Kopf des Kippglieds 6 ist an dem Betätigungsglied im Preßsitz
befestigt. Das Betätigungsglied besitzt eine bogenförmig ausgebildete Bodenfläche,
deren Krümmungsradius dem der darunter befindlichen bogenförmig ausgebildeten Wände
3 entspricht, wobei das Flachstück 5 dazwischen ein wasserfeste Abdichtung schafft.
Somit führt das Flachstück 5 beim Kippen des Betätigungsglieds eine in abdichtender
Weise erfolgende Gleitbewegung auf dem Randbereich 4a aus, wobei die erzielte Abdichtwirkung
ausgezeichnet ist.
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Der Kopf jedes Kippglieds 6 erstreckt sich durch eine der Öffnungen
4 hindurch. Der Kopf jedes Kipplieds 6 besitzt einen nach oben wegstehenden Kopfbereich
6a. Ein Betätigungsglied 7 ist den wegstehenden Bereich 6a jedes Kippglieds 6 übergreifend
im Preßsitz an diesem angebracht. Jedes Kippglied 6 ist in seiner Mitte mit einem
Loch 6b versehen, das sich in seitlicher Richtung durch dieses hindurcherstreckt,
wobei unter seitlicher Richtung die Richtung zu verstehen ist, die parallel zu den
beiden großflächigen Seitenbereichen des Kippglieds 6 verläuft.
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Durch das Loch 6b erstreckt sich ein Schwenkstift 8 derart hindurch,
daß jeweils zwei Kipplieder 6 auf jedem Schwenkstift 8 angeordnet sind. Jedes obere
Gehäuseteil 1 besitzt an einer Seitenfläche ein Festhalteloch 1a, durch das ein
vorzugsweise verdünnt ausgebildetes Ende des Schwenkstifts 8 hindurchgeführt ist.
Dieses Ende ist derart umgebördelt bzw. breitgemacht, daß es an dem oberen Gehäuseteil
1 festgelegt ist. Auf diese Weise sind die Kippglieder 6 durch die Schwenkstifte
8 an den oberen Gehäuseteilen 1 schwenkbar gehaltert. Jedes Kippglied 6 ist an seinem
unteren Ende mit einem Paar von Antriebselement-Aufnahmebereichen 6c versehen. In
den Aufnahmebereichen 6c sind Antriebselemente 10 auf genommen, die durch Schraubenfedern
9 nach unten vorgespannt sind. Die Antriebselemente 10, deren untere Enden abgerundet
sind, sind in den Aufnahmebereichen 6c derart aufgenommen, daß ihre unteren Enden
aus diesen herausragen.
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Die beweglichen Kontaktglieder 11 und 11a sind mittels der Antriebselemente
10 verschwenkbar. Jedes dieser Kontaktglieder 11 und 11a ist ungefähr V-förmig ausgebildet.
An beiden Enden jedes Kontaktglieds sind bewegliche Kontakte 12 und 12a fest angebracht.
Die Ausnehmungen 13 und 13a sind an jedem der Kontaktglieder 11 und 11a an Stellen
vorgesehen, die sich in einem gewissen Abstand von dem zentralen gebogenen Basisbereich
befinden, und zwar derart, daß die Ausnehmungen 13 und 13a einander gegenüberliegen.
Gemeinsame Anschlüsse 15 sind an dem innenliegenden Boden des unteren Gehäuseteils
2 befestigt, und zwar mittels außerhalb des unteren Gehäuseteils 2 befindlichen
Anschlüssen 14, die in die Anschlüsse 15 eingeführt und breitgemacht sind. Jeder
gemeinsame Anschluß 15 besitzt einen aufrecht wegstehenden Bereich 15a, dessen Oberkante
zur Bildung eines Tragebereichs 15b ausgeschnitten ist. Diese Tragebereiche 15b
oder besser gesagt die Kanten dieser Tragebereiche 15b sind in den Ausnehmungen
13 und 13a aufgenommen. Jedes der beweglichen Kontaktglieder 11 und 11a ist um den
ihm zugeordneten Tragebereich 15b verschwenkbar.
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Feststehende Kontaktanschlüsse 16 und 16a sind an dem unteren Gehäuseteil
2 befestigt. Von diesen Kontaktanschlüssen 16 und 16a sind die Kontaktanschlüsse
16a, die im Normalzustand elektrischen Strom leiten, aus einem billigen Kontaktmaterial
hergestellt und mit einem teuren Kontaktmaterial, wie z.B. Gold oder Silber, plattiert.
In gleicher Weise sind die beweglichen Kontakte 12a aus einem billigen Material
hergestellt und mit einem teuren Material, wie z.B. Gold oder Silber, plattiert.
Andererseits sind die im Normalzustand bzw. in der Normalstellung des Schalters
offenen Kontakte 12 und 16 unter Verwendung einer größeren Menge des teuren Materials,
wie z.B. Gold oder Silber, hergestellt, um eine Oxidation zu verhindern. Durch Reduzieren
der Menge des teuren Material bei den im Normalzustand geschlossenen bzw. miteinander
in Berührung stehenden Kontakten lassen sich diese Elemente somit kostengünstig
herstellen, und die Preise der dafür erforderlichen Rohstoffe sind den Schwankungen
im Marktpreis in geringerem Maße ausgesetzt.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen das Kontaktglied 11 , das auf einen Antrieb
von den Antriebselemente 10 hin im Uhrzeigersinn um den Tragebereich 15b verschwenkt
wird. Die Fig. 4 und 5 zeigen das Kontaktglied 11a,das dabei in der anderen Richtung
um den ihm zugeordneten Tragebereich 15b verschwenkt wird.
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Jeder einzelne Schalter besitzt zwei Kontaktglieder 11 und 11a zum
Drehen eines Motors in zueinander entgegengesetzten Richtungen, und zwar zum Heben
und Senken einer Fensterscheibe.
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Genauer gesagt wird dann, wenn das Betätigungsglied 7 gekippt wird,
das Kippglied 6 ebenfalls gekippt. Dadurch werden die Antriebselemente 10 dazu veranlaßt,
auf den oberen Oberflächen der beweglichen Kontaktglieder 11 und 11a eine Gleitbewegung
auszuführen, wodurch eines der beiden nebeneinander angeordneten beweglichen Kontaktglieder
11 oder 11a verschwenkt wird. Wenn die Antriebselemente 10 nicht betätigt sind,
befinden sie sich jeweils in der Mitte des beweglichen Kontaktglieds 11 oder 11a.
In diesem Zustand wird
die Motorschaltung nicht mit elekrischen
Strom versorgt, und der Motor ist geerdet und beendet seinen Betrieb.
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Wenn die Antriebselemente 10 nach links verschoben sind, d.h. wenn
das Betätigungsglied 7 nach rechts gekippt ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist,
wird die eine Schaltung zum Drehen des Motors in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung
in Betrieb gestzt, während die andere Schaltung trotz der Bewegung der Antriebselemente
10 außer Betrieb gesetzt ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, sei dennoch erwähnt,
daß dann, wenn die Antriebselemente 10 nach rechts bewegt sind, eine Betriebsweise
erfolgt, die der vorstehend beschriebenen genau entgegengesetzt ist.
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Da jedes der beweglichen Kontaktglieder 11 und 11a ungefähr V-förmig
ausgebildet ist, so daß einander gegenüberliegende Schrägen gebildet sind, wird
dann, wenn die beweglichen Kontakte 12 und 12a gegen die feststehenden Kontaktanschlüsse
16 bzw. 16a drücken, durch die Relation der Schrägen zu den Antriebselemente 10
eine Rückführkraft erzeugt, die dazu neigt, den Schalter in seine Normalstellung
bzw. Ruhestellung zurückzuführen.
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Ein Drucktastenschalter wird zum gleichzeitigen Verriegeln der vorstehend
erwähnten- Kippschalter aus Sicherheitsgründen verwendet. Ein oberes Gehäuseteil
20, das mit den Gehäuseteilen 1 vorzugsweise einstückig ausgebildet ist, befindet
sich zur Bildung eines Drucktastenschaltergehäuses mit dem unteren Gehäuseteil 2
in Eingriff. Im wesentlichen in der Mitte des oberen Gehäuseteils 20 ist eine Öffnung
22 vorgesehen, die von einer ringförmigen und nach oben aufrecht wegstehenden Wand
21 umgeben ist. Ein Gleitglied 23 besitzt einen rechteckigen Kopf 23a sowie einen
zylindrischen Bereich 23b.
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Ein Betätigungsaufsatz 24 ist den rechteckigen Kopf 23a des Gleitglieds
23 übergreifend im Preßsitz an diesem angebracht.
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Der zylindrische Bereich 23b ist in die Öffnung 22 derart eingepaßt,
daß dds Gleitglied 23 gleitend verschiebbar gehaltert ist. Das Gleitglied 23 ist
kastenförmig ausgebildet und an einer Seite offen. Eine Wandfläche des Gleitglieds
23 ist mit einem sich an der Wandfläche senkrecht nach unten erstreckenden Vorsprung
23c ausgebildet, und eine andere Wandfläche des Gleitglieds 23 ist mit einer sich
an dieser Wandfläche senkrecht nach unten erstreckenden Nut 23d versehen; der Vorsprung
23c und die Nut 23d stehen mit einer Führungsnut 2a bzw. mit einer Führungsleiste
2b in Eingriff, die in bzw. an dem unteren Gehäuseteil 2 zum Führen des Gleitglieds
bei seiner Gleitbewegung ausgebildet sind. Eine weitere Fläche besitzt eine nicht
gezeigte herzförmige Steuerfläche.
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Die obere Oberfläche, von der sich der Kopf 23a erhebt, besitzt ein
Durchgangsloch 23e. Ein an dem oberen Gehäuseteil 20 ausgebildeter wegstehender
Bereich, der im folgenden noch beschrieben wird, erstreckt sich durch das Loch 23e
hindurch.
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Ein Kippglied 25 ist mit einem Durchgangsloch 25a ausgestattet.
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Ein Schwenkstift 26 besitzt ein verdünnt ausgebildetes Ende, das in
ein an der Seitenfläche des oberen Gehäuseteils 20 ausgebildetes Festhalte loch
20a eingesetzt und in diesem z.B. durch Breitschlagen festgehalten ist, wobei sich
der Schwenkstift 26 durch das Loch 25a hindurcherstreckt.
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Auf diese Weise ist das Hebelglied 25 in dem oberen Gehäuseteil 20
schwenkbar gehaltert. Ein Arm 27, der in die offene Seite des Gleitglieds 23 eingeführt
ist, ist mit dem Hebelglied 25 einstückig ausgebildet. Ein wegstehender Bereich
bzw. Vorsprung 27a, der gegen den Boden des Gleitglieds 23 drückt, ist an der oberen
Oberfläche an dem freien Endbereich des Arms 27 ausgebildet.
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Das Kippglied 25 besitzt eine Öffnung 28 zur Aufnahme eines Antriebselements
30 in einer derartigen Weise, daß das abgerundete untere Ende desselben aus der
öffnung 28 herausragt. Das Antriebselement 30 ist durch eine Schraubenfeder 29 nach
unten vorgespannt.
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Eine Rückführfeder 31 ist um den Schwenkstift 26 herum angeordnet
und mit ihren beiden Enden 31a gegen die innenliegende Oberfläche des oberen Gehäuseteils
20 gehalten. Die Feder 31 besitzt einen geraden Bereich 31b, der gegen die Wandfläche
drückt, die in Rotationsrichtung des Kippglieds 25 liegt.
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Eine Führungsplatte 32 ist in eine Ausnehmung 2c eingepaßt, die in
dem unteren Gehäuseteil 2 ausgebildet ist und in senkrechter Richtung verläuft.
Ein in einer Richtung wirkender Stift 34 ist über einen weiteren in einer Richtung
wirkenden Stift 33 an der Frontseite der Führungsplatte 32 angebracht.
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Der Stift 34 tritt mit der bereits erwähnten herzförmigen Steuerfläche
des Gleitglieds 23 in und außer Eingriff, und zwar zur Verriegelung und Entriegelung
des Schalters.
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Ein bewegliches Kontaktglied 35 ist durch das Antriebselement 30 verschwenkbar
und besitzt an seinem einen Ende einen gekrümmten Bereich 35a. An dem anderen Ende
des Kontaktglieds 35 befindet sich ein abgewinkelter Anschlagfortsatz 35b, der gegen
einen an dem oberen Gehäuseteil 20 ausgebildeten wegstehenden Bereich 20b drücken
kann, um die Schwenkbewegung des Kontaktglieds 35 zu stoppen. Wie bereits erwähnt
wurde, besitzt das Gleitglied 23 das Durchgangsloch 23e, und der vorstehende Bereich
2Gb erstreckt sich durch dieses Loch 23e hindurch. Die Basis des leicht V-förmig
gekrümmten Bereichs besitzt an ihren Seitenkanten Kerben bzw. Ausnehmungen 36.
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Ein Tragebereich 37b, der durch Ausschneiden der oberen Kante der
aufrecht stehenden Wand 37a eines gemeinsamen Anschlusses 37 gebildet ist, befindet
sich mit den Ausnehmungen 36 in Eingriff.
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Der Anschluß 37 ist mittels eines Anschlusses 14 an dem innenliegenden
Boden des unteren Gehäuseteils 2 befestigt.
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Das bewegliche Kontaktglied 35 ist um den Tragebereich 37b schwenkbar.
Ein beweglicher Kontakt 12c ist an dem beweglichen Kontaktglied 35 fest angebracht.
Ein feststehender Kontaktanschluß 39, der ebenfalls mittels Anschlüssen 14 an dem
unteren Gehäuseteils 2 befestigt ist, besitzt einen feststehenden Kontakt 38. Eine
wasserdichte Kappe 40, die aus
einem elastischen Material, wie
z.B. Gummi, hergestellt ist, ist auf die aufrechte Wand 21 des oberen Gehäuseteils
20 aufgesetzt. Eine Befestigungsplatte 41 verhindett eine Kippbewegung des Betätigungsaufsatzes
24. An der Befestigungsplatte 41 ist ein Verbindungsglied 42 angebracht.
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Beim Betrieb des in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten
Drucktastenschalters wird dann, wenn der Betätigungsaufsatz 24 niedergedrückt wird,
die Bodenfläche des Gleitglieds 23 gegen den wegstehenden Bereich 27a des mit dem
Kippglied 25 einstückig ausgebildeten Arms 27 gedrückt. Diese Kraft wird als Rotationskraft
über den Arm 27 auf das Kipplied 25 übertragen. Auf diese Weise wird das Kippglied
25 verschwenkt. so daß sich das Antriebselement 30 in gleitender Berührung mit dem
gekrümmten Bereich 35a des beweglichen Kontaktglieds 35 an dem gekrümmten Bereich
35a in Richtung nach oben bewegt, wodurch das Kontaktglied 35 verschwenkt wird.
Die Schwenkbewegung des Kontaktglieds 35 wird dann dadurch gestoppt, daß der Anschlagfortsatz
35b des Kontaktglieds 35 gegen den wegstehenden Bereich 20b des oberen Gehäuseteils
20 stößt. Auf diese Weise ist der Abstand zwischen dem beweglichen Kontakt 12c und
dem feststehenden Kontakt 38 vorhersehbar und konstant gemacht. Da sich das Antriebselement
30 die Schräge des gekrümmten Bereichs 35a des Kontaktglieds 35 entlang nach oben
bewegt, erzeugt die Kompression der das Antriebselement 30 beaufschlagenden Schraubenfeder
29 eine Rückführkraft. Diese Kraft addiert sich zu der von der Feder 31 erzeugten
Rückführkraft, um eine hohe Gesamtrückführkraft zu erzielen, so daß eine unvollständige
Rückführung bzw. Rückkehr des Kontaktglieds verhindert ist.
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Wie man der bisherigen Beschreibung entnehmen kann, ist bei dem erfindungsgemäßen
Schalterblock ein Mechanismus zum Schalten normalerweise offener und normalerweise
geschlossener Kontakte - was durch einen einzigen Vorgang erfolgt - in einen einzigen
Kippschalter integriert, wodurch ein Schalter geschaffen ist, der in einfacher Weise
einen Motor derart
steuern kann, daß sich eine Rotationsbewegung
des Motors in Vorwärtsrichtung, eine Rotationsbewegung in umgekehrter Richtung oder
aber ein Anhalten der Rotationsbewegung erzielen läßt. Der Mechanismus zum Antreiben
des beweglichen Kontaktglieds des Drucktastenschalters ist in seinem grundlegenden
Aufbau mit dem des Kippschalters identisch. Dies ist der Miniaturisierung und Erzielung
einer geringeren Dicke des Produkts förderlich. Als Ergebnis hiervon, läßt sich
mit der vorliegenden Erfindung ein einfacher Schalterblock schaffen, dessen Schalter
bei Betätigung dasselbe Betätigungsgefühl und somit ein natürliches Betätigungsgefühl
vermitteln.
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