DE3611190A1 - Sicherheitsdrucktastenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der erfindungsgemäße Drucktastenschalter soll insbeson­ dere in Kraftfahrzeugen als Sicherheitsschalter Verwen­ dung finden, mit welchem vorzugsweise die hinteren elek­ trischen Fensterheberschalter außer Betrieb gesetzt wer­ den können (Kindersicherung).

Aus der DE-AS 28 16 185 ist eine Rasteinrichtung für einen Drucktastenschalter bekannt, bei welcher ein mit einer Schiebeplatte verbundener Schaltzapfen an Seiten­ wänden einer der Drucktaste zugeordneten Kulissenfüh­ rungsbahn längs einer Steuerkurve lateral geführt wird. Die in der DE-AS 28 16 185 angesprochene (vgl. Spalte 2, Z. 65 ff) Optimierung der Schaltfunktion sowie die lange Lebensdauer des Drucktastenschalters werden durch hexa­ gonal ausgebildete Schaltzapfen erreicht. Dadurch sind sogenannte kritische Schaltzonen (vgl. Position 21 25, 26, 27 in Fig. 2 der DE-AS 28 16 185) wie sie bei einem runden Schaltzapfen auftreten, praktisch nicht mehr vorhanden (Spalte 3, Z. 1 bis 5). Diese kritischen Zonen können dadurch entstehen, daß der den Schalter Be­ dienende die Drucktaste nicht bis in die Endlage drückt und es sich hierbei entscheidet, ob nach dem Loslassen der Drucktaste der Schaltzapfen wieder in seine AUS-Po­ sition oder in die EIN-Position gleitet. Es leuchtet ein, daß bei Ausbildung des Schaltzapfens als auf der Spitze stehendes Hexagon die kritische Zone praktisch auf Null zusammenschrumpft, während sie bei einem runden Schaltzapfen je nach dessen Durchmesser größer wird (Spalte 4, Z. 30 ff).

Andererseits haben aber zylindrische Schaltzapfen unbe­ streitbar Vorteile. Hexagonale Schaltzapfen erfüllen nämlich nur dann ihren Zweck, wenn die einzelnen Mantel­ flächen mit den entsprechenden Auftrefflächen der Außen­ kontur der Kulissenführungsbahn exakt fluchten. Anderen­ falls käme es nämlich zur allmählichen Abrundung der Ecken des Sechsecks. Hexagonale Schaltzapfen erfordern somit geringe Fertigungstoleranzen und eine genau abge­ stimmte Anpassung von Schaltzapfen und Kulissenführung. Im übrigen ist das Steuerteil der DE-AS 28 16 185, näm­ lich die mit eigenfedernden Mitteln ausgestattete Schie­ beplatte nebst darauf aufgebautem hexagonalem Schaltzap­ fen noch relativ aufwendig ausgebildet. Einer Miniaturi­ sierung dieser Teile sind daher, insbesondere wenn sie im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt werden sollen, Grenzen gesetzt.

Die Erfindung soll diese Nachteile vermeiden, gleichwohl aber ein definiertes Schalten ermöglichen, insbesondere ein Rücklaufen des Schaltzapfens weitgehend vermeiden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen gattungs­ mäßigen Drucktastenschalter hoher Funktionssicherheit anzugeben, der nur wenige, leicht zusammensetzbare Einzelteile aufweist und ein Rücklaufen des Schaltzap­ fens mit hoher Wahrscheinlichkeit vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte kon­ struktive Ausführungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung gattungsmäßiger Druck­ tastenschalter besteht im wesentlichen darin, daß neben der an sich bekannten lateralen Führung zusätzlich eine axiale Vor-Kopf-Führung des Schaltzapfens vorgesehen ist. Dadurch, daß die Kulissenführungsbahn in Führungs­ richtung des Schaltzapfens nicht plan ausgebildet ist, sondern sägezahnartig stetig ansteigende und an Abbruch­ kanten abrupt abfallende schiefe Ebenen aufweist, wird ein Zurücklaufen des Schaltzapfens in die zuvor einge­ nommene Schaltposition verhindert. Der Schaltzapfen ist gleichzeitig so ausgebildet, daß er in axialer Richtung dem sägezahnartigen Verlauf der Kulissenführungsbahn folgen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schalt­ zapfen axial und/oder lateral federn kann, so daß stets ein ausreichender Kontaktdruck zwischen der Kulissenfüh­ rungsbahn und dem Schaltzapfen gewährleistet ist. Es ist besonders zweckmäßig, den Schaltzapfen an einer Druck­ tastenwandung materialeinheitlich fest anzuformen bzw., die mit ihm korrespondierende Schaltkulisse auf der Schiebeplatte anzuordnen. Im Falle einer kinematischen Umkehrung der Anordnung von Schaltzapfen und Schaltku­ lisse, nämlich derart, daß die Schaltkulisse fest in der Drucktaste ausgeformt sowie daß der Schaltzapfen auf einer im Sockel angeordneten Schiebeplatte angeformt ist (vgl. DE-AS 28 16 185), würde eine laterale Federeigen­ schaft des Schaltzapfens als technisch nicht sinnvoll sowie eine axiale Federeigenschaft des Schaltzapfens als technisch aufwendig (vgl. DE-AS 28 16 185) erscheinen. Die Funktionssicherheit des erfindungsgemäß ausgebilde­ ten Drucktastenschalters sowie die Sicherheit von diesem abhängiger Komponenten wird zusätzlich dadurch geför­ dert, daß die Kontaktmöglichkeit zwischen den Stecker­ stiften und der Kontaktbrücke, insbesondere auch bei nicht erschütterungsfreiem Betrieb, mit hoher Wahr­ scheinlichkeit gewährleistet ist. Zu diesem Zwecke sind die Steckerstifte mit Lagestabilisierungskragen versehen und in formschlüssig ausgesparten Führungsnuten des Sockelbodens eingeklemmt. Vorteilhaft ist dabei auch, daß im Gegensatz zu bekannten Systemen die Befestigung der Kontaktanschlußmittel ein zusätzliches Bördeln oder Nieten im Sockel nicht erfordert.

Auch ist vorteilhaft, daß bei entsprechendem Bedarf die in einer Langnut des Sockels geführte Schiebeplatte in einfacher Weise entnommen, um 180° gedreht und wieder­ eingesetzt werden kann, mit der Folge, daß der Druckta­ stenschalter nunmehr als monostabiler Taster wirkt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispieles näher beschrieben und erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 Eine Seitenschnittansicht des erfindungsgemä­ ßen Drucktastenschalters, wobei die Drucktaste nur teilweise angeschnitten ist

Fig. 2 Eine Seitenansicht des Sockels 5 des erfin­ dungsgemäßen Drucktastenschalters, jedoch bei abgenommenem Sockelwandungsverschlußstück 8 sowie entfernten Steckerstiften 7

Fig. 3 Eine weitere Seitenschnittansicht des erfin­ dungsgemäßen Drucktastenschalters

Fig. 4 Eine Aufsicht auf die Schiebeplatte 3

Fig. 5 Einen Querschnitt durch die Schiebeplatte 3 des erfindungsgemäßen Drucktastenschalters gemäß der in Fig. 4 eingezeichneten Schnittli­ nie.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, weist der Sockel 5 des Drucktastenschalters einen im wesentlichen quadratischen Sockelboden 18 sowie eine hieran dreiseitig materialein­ heitlich angeformte Sockelwandung 17 sowie ein lösbares Sockelwandungsverschlußstück 8 auf. Im Sockelboden 18 sind zwei zueinander parallele, im Querschnitt T-förmige Führungsnuten 20 ausgespart, welche der klemmfesten Auf­ nahme von als Kontaktanschlußmittel dienenden Stecker­ stiften 7 dienen. Die Kontaktanschlußmittel können je nach Anforderung auch als Schraub/-oder Flachsteckeran­ schluß ausgebildet werden. Die Steckerstifte 7 können in einfacher Weise mit Hilfe ihrer peripher angeformten La­ gestabilisierungskragen 19 in die Führungsnuten 20 ein­ geführt und selbsthaltend eingeklemmt werden. In dem, dem Sockelwandungsverschlußstück 8 gegenüberliegenden Wandteil der Sockelwandung 17 ist eine Langnut 4 ausge­ nommen. Sie dient der Aufnahme einer in der Langnut 4 gleitverschiebbaren Schiebeplatte 3.

Wie Fig. 4 zeigt, ist in der Schiebeplatte 3 eine im wesentlichen herzförmige Schaltkulisse 14 ausgespart. Im Zentrum der Schaltkulisse 14 befindet sich das Zentral­ stück 23 mit seinen Ecken 24. Die um das Zentralstück 23 herumlaufende Kulissenführungsbahn 15 weist in Führungs­ richtung eines mit ihr zusammenwirkenden Schaltzapfens vorzugsweise drei sägezahnartig stetig ansteigende und an Abbruchkanten 16 senkrecht abfallende schiefe Ebenen 6 auf. Die Abbruchkanten 16 fluchten an den Ecken 24 des Zentralstücks 23 ansetzend mit der Drucktastenbetäti­ gungsrichtung.

Das Sockelwandungsverschlußstück 8 weist derart parallel angeformte Führungsansätze 22 auf, daß sie formschlüssig in die Führungsnuten 20 eingeführt werden können. An der Auflagefläche zwischen Sockelwandung 17 und Sockelwan­ dungsverschlußstück 8 sind jeweils korrespondierend, sich gegenüberstehende Rastzapfen (nicht abgebildet) und Rastlöcher (nicht abgebildet) angeformt bzw. ausgespart. Hierdurch wird das Sockelwandungsverschlußstück 8 auf­ rastbar. Es kann aber auch im Ultraschallschweißverfah­ ren angeschweißt werden. Nach der Anbringung des Sockel­ wandungsverschlußstücks 8 sind die Steckerstifte 7 unverrückbar fixiert. An der oberen, einer Drucktaste 2 zugewandten Umlaufkante (nicht abgebildet) der Sockel­ wandung 17 sowie des Sockelwandungsverschlußstücks 8 kann vorzugsweise ein überstehendes Band angeformt sein, welches an einer in der Drucktastenwandung 21 eingeform­ ten Stufe (nicht abgebildet) aufliegen kann, und so als oberer Hubbegrenzungsanschlag dienen kann.

Wie Fig. 3 zeigt, ist an der unteren, dem Schaltraum zugewandten Seite der Drucktaste 2 ein axial geschlitz­ ter und damit lateral federnder Haltezapfen 13 ange­ formt. Durch Zusammenpressen seines freien Endes lassen sich eine Kontaktbrückendruckfeder 11 sowie eine Kon­ taktbrücke 12 aufschieben. Durch diese Maßnahme ist die Kontaktbrücke 12 druckbeaufschlagt entlang der Mantel­ fläche des Haltezapfens 13 verschiebbar. Ebenfalls an der unteren Seite der Drucktaste 2 ist, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, zur Stabilisierung einer Rückstellfeder 9 ein Rückstellfederstabilisierungszapfen 10 angeformt, dessen Achse gemeinsam mit der Achse des Haltezapfens 13 und der auf dieser wiederum senkrecht stehenden Achse des Schaltzapfens 1 in einer Ebene liegt. Im Sockelboden 18 ist eine Rückstellfederaufnahme 25 vorgesehen, welche der Stabilisierung der Rückstellfeder 9 dient. Auf einer Seite der Drucktastenwandung 21 ist der zylindrisch an geformte Schaltzapfen 1 im wesentlichen zentral und fe­ dernd angeformt. Es könnte aber auch die Schiebeplatte 3 vorzugsweise aus besonders elastischem Material so aus­ gebildet sein, daß sie einem starren Schaltzapfen 1 in axialer Richtung elastisch entgegenfedern kann.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Drucktastenschalters wird wie folgt beschrieben. Nach dem Einsetzen der Drucktaste 2 in den Sockel 5 befindet sich der Schalt­ zapfen 1 in der Ausschaltposition A. Beim Niederdrücken der Drucktaste 2 gleitet der Schaltzapfen 1, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, entlang einer ersten Abbruchkan­ te 16.1 sowie einer Zentralstückschräge 26 in Druckta­ stenbetätigungsrichtung nach unten und trifft auf die Außenkonturschräge 27 der Schaltkulisse 14. Hierbei ver­ schiebt sich die Schiebeplatte 3 - wenn man Fig. 2 be­ trachtet - in der Langnut 4 um ein entsprechendes Stück nach links. Gleichzeitig läuft der Schaltzapfen 1 auf einer schiefen Ebene 6.1 der Kulissenführungsbahn 15 unter axialem Einwärtsfedern hoch, bis er nach Über­ schreiten einer zweiten Abbruchkante 16.2 am ersten un­ teren Hubbegrenzungsanschlag 28 unter axialem Ausfedern zum Anschlag gelangt. Hierbei bewegt sich die Schiebe­ platte 3 wieder um ein entsprechendes Stück nach rechts. Das darauf folgende Loslassen der Drucktaste 2 bewirkt ein Hochlaufen des Schaltzapfens 1 auf einer zweiten schiefen Ebene 6.2 wiederum unter axialem Einfedern bis der Schaltzapfen 1 am Zentralstückbogen 29 in der Ein­ schaltposition E einrastet. Gleichzeitig wird die Kon­ taktbrücke 12 mit einem gewissen, von der Kontaktbrüc­ kendruckfeder 11 aufgebauten Kontaktdruck auf die Stec­ kerstifte 7 gepreßt. Damit ist der Einschalthub beendet.

Der Ausschalthub wird dadurch eingeleitet, daß der Schaltzapfen 1 mit Hilfe der Drucktaste 2 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 9 auf die zweite Außenkontur schräge 30 zugedrückt wird. Hierbei gleitet die Schiebe­ platte 3 wiederum um ein entsprechendes Stück nach rechts bis der Schaltzapfen 1 am zweiten unteren Hubbe­ grenzungsanschlag 31 zum Anschlag gelangt. Beim nunmeh­ rigen Loslassen der Drucktaste 2 läuft der Schaltzapfen 1 unter der Wirkung der Rückstellfeder 9 selbsttätig auf die dritte Außenkonturschräge 32 zu, schiebt die Schie­ beplatte 3 wiederum um ein entsprechendes Stück nach links, überläuft die dritte Abbruchkante 16.3 und rastet sicher in der Ausschaltposition A ein. Gleichzeitig wird die Kontaktbrücke 12 von den Steckerstiften 7 abgehoben. Damit ist der Ausschalthub beendet.

In den Drucktastenbewegungsumkehrpositionen P _A, P ₂₈, P _E , P ₃₁, bei welchen sich die Drucktastenbewegungsumkehr­ positionen P _A , P _E, gleichzeitig auf die Ausschaltposi­ tion A bzw. auf die Einschaltposition E beziehen, werden die während eines Schaltzyklus ablaufenden Hub- und Gegenhubbewegungen der Drucktaste 2 umgekehrt.

Der erfindungsgemäße Drucktastenschalter wird wie folgt montiert. Nachdem die Steckerstifte 7 in die Führungsnu­ ten 20 des Sockelbodens 18 eingeführt sind und nachdem die Schiebeplatte 3 in die Langnut 4 in der Drucktasten­ wandung 21 eingelegt ist, wird die Drucktaste 2, bei welcher in zuvor beschriebener Weise die Kontaktbrücke 12 nebst Kontaktbrückenfeder 11 vormontiert worden und die Rückstellfeder 9 auf den Rückstellfederstabilisie­ rungszapfen 10 aufgesteckt worden ist, über die noch unverschlossene Seite der Drucktastenwandung 21 in den Sockel 5 eingesetzt. Um die Montage zu vereinfachen und um zu verhindern, daß während des Montagevorgangs die Rückstellfeder 9 wieder herausfällt, wird die Montage des Drucktastenschalters vorzugsweise in einer solchen räumlichen Lage durchgeführt, bei welcher ein in Rich­ tung der Steckerstifte 7 liegend gedachter und vom Sockelboden 18 wegweisender Richtungsvektor keine posi­ tive Komponente in Richtung der Erdanziehungskraft auf­ weist. Die Montage geschieht vorzugsweise bei horizonta­ ler Ausrichtung der Steckerstifte 7. Nachdem die Druck­ taste 2 eingesetzt ist, wird das Sockelwandungsver­ schlußstück 8 von oben in die Führungsnuten 20 einge­ schoben und mit der Sockelwandung 17 verrastet.

• Bezugszeichenliste 1 Schaltzapfen
  2 Drucktaste
  3 Schiebeplatte
  4 Langnut
  5 Sockel
  6.1 erste schiefe Ebene
  6.2 zweite schiefe Ebene
  6.3 dritte schiefe Ebene
  7 Steckerstifte
  8 Sockelwandungsverschlußstück
  9 Rückstellfeder
  10 Rückstellfederstabilisierungszapfen
  11 Kontaktbrückendruckfeder
  12 Kontaktbrücke
  13 federnder Haltezapfen
  14 Schaltkulisse
  15 Kulissenführungsbahn
  16.1 erste Abbruchkante
  16.2 zweite Abbruchkante
  16.3 dritte Abbruchkante
  17 Sockelwandung
  18 Sockelboden
  19 Lagestabilisierungskragen
  20 Führungsnut
  21 Drucktastenwandung
  22 Führungsansätze
  23 Zentralstück der Schaltkulisse 14
  24 Ecken des Zentralstücks 23
  25 Rückstellfederaufnahme
  26 Zentralstückschräge
  27 erste Außenkonturschräge
  28 erster unterer Hubbegrenzungsanschlag
  29 Zentralstückbogen
  30 zweite Außenkonturschräge
  31 zweiter unterer Hubbegrenzungsanschlag
  32 dritte AußenkonturschrägeA Ausschaltposition
  E Einschaltposition
  P _A  erste Drucktastenbewegungsumkehrposition
  P₂₈ zweite Drucktastenbewegungsumkehrposition
  P _E  dritte Drucktastenbewegungsumkehrposition
  P₃₁ vierte Drucktastenbewegungsumkehrposition

Claims (10)

1. Elektrischer Drucktastenschalter mit einer Drucktaste, einem Sockel nebst zugeordneter unverdrehba­ rer Schiebeplatte und mit einer eine geschlossene Kulis­ senführungsbahn aufweisenden Schaltkulisse sowie mit dieser zusammenwirkendem Schaltzapfen, wobei sich der längs einer im wesentlichen herzförmigen Steuerkurve an kulissenführungsbahnbegrenzenden Seitenwänden lateral geführte Schaltzapfen abwechselnd entweder in einer stabilen Ausschaltposition oder in einer stabilen Ein­ schaltposition befindet, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kulissenführungsbahn (15) in Führungsrichtung des Schaltzapfens (1) sägezahnartig stetig ansteigende und an Abbruchkanten (16) abfallende schiefe Ebenen (6) auf­ gebaut sind und daß der Schaltzapfen (1) an der Druck­ tastenwandung (21) axial und/oder lateral federnd mate­ rialeinheitlich so angeformt ist, daß während eines Schaltzyklus mittels eines stetigen Kontaktes zwischen der Kulissenführungsbahn (15) und dem Schaltzapfen (1) eine axiale Vor-Kopf-Führung des Schaltzapfens (1) gege­ ben ist.

2. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (14) auf der Schiebeplatte (3) angeordnet ist.

3. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeplatte (3) rechteckig ist und in einer in der Sockelwandung (17) ausgesparten Langnut (4) senkrecht zur Drucktasten­ betätigungsrichtung gleitverschiebbar geführt wird.

4. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (14) vorzugsweise herzförmig in der Schie­ beplatte (3) ausgespart ist.

5. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenführungsbahn (15) vorzugsweise drei, äußerst vorzugsweise vier schiefe Ebenen (6) aufweist.

6. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzapfen (1) zylindrisch ausgeformt ist.

7. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kon­ taktanschlußmittel mit Lagestabilisierungskragen (19) versehene und in formschlüssig ausgesparte Führungsnuten (20) einschiebbare Steckerstifte (7) vorgesehen sind.

8. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Soc­ kel (5) ein Sockelwandungsverschlußstück (8) aufweist, das mittels an Führungsansätzen (22) seitlich angeform­ ter Gleitkufen in die Führungsnuten (20) des Sockelbo­ dens (18) einschiebbar sowie mittels an der Auflageflä­ che zwischen Sockelwandung (17) und Sockelwandungsver­ schlußstück (8) jeweils angeformter Rastzapfen sowie hierzu korrespondierend ausgesparter Rastlöcher verrast­ bar ist.

9. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ bruchkanten (16) an den Ecken (24) des Zentralstücks (23) ansetzend mit der Drucktastenbetätigungsrichtung fluchten.

10. Elektrischer Drucktastenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbruchkanten (16) mit der Drucktastenbetätigungsrich­ tung so fluchten, daß sie stets tangential am jeweils in Drucktastenbewegungsumkehrpositionen (PA, P ₂₈, P _E, P ₃₁) sich befindenden Schaltzapfen (1) anliegen, wobei sie in Führungsrichtung des Schaltzapfens (1) gesehen min­ destens in der Entfernung des Radius des Schaltzapfens (1) vor den Drucktastenbewegungsumkehrpositionen (PA, P ₂₈, PE, P ₃₁) in ihrem Schnittpunkt mit der Steuerkurve ansetzen.