DE4330917C1

DE4330917C1 - Schalter für Kraftfahrzeuge, insbesondere Rückfahrlicht- und Getriebeschalter oder dergleichen

Info

Publication number: DE4330917C1
Application number: DE4330917A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Brehmer
Original assignee: Merit Werk Merten and Co KG
Current assignee: Merit 51643 Gummersbach De GmbH
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1993-09-11
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2013-09-12
Also published as: DE9313776U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen bekannten Schaltern (DE 39 17 659 C2, DE 40 00 827 C1 und DE 90 16 952 U1) ist der elektrische Teil des Schalters über eine Membrandichtung mit einem Schraub sockel verbunden, an dem ein Betätigungsstößel gegen den Druck einer Rückstellfeder verschiebbar geführt ist. Bei dem Schalter nach DE 39 17 659 C2 liegt der Druckstößel an der Membran an, und dem Druckstößel liegt ein eine Kontaktscheibe als bewegbares Kontaktteil tragender federbelasteter Kon taktstößel mit einem an der anderen Seite der Membran anlie genden, randseitig abgerundeten Stößelkopf im Kontaktraum des Schalters koaxial gegenüber. Die Membran besteht bei diesem Schalter aus einem federelastischen Metall und ist als Schnappscheibe mit Rückstelleffekt für den Betätigungsstößel ausgebildet, wohingegen bei dem Schalter nach DE 40 00 827 C1 eine glatte Kunststoffmembran mit einer Kontaktscheibe oder einer metallischen Beschichtung für eine elektrische Kontakt gabe auf der Schalterseite Verwendung findet.

Bei dem Schalter nach DE 90 16 952 U1 besteht die Membran aus einer Folie aus einem hochmolekularen Kunststoff und ist auf einen Träger aus einem Elastomer mit gummielastischen Eigen schaften, wie Synthese-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Epoxidkau tschuk oder dergleichen, aufvulkanisiert, geklebt oder ka schiert und zusammen mit dem Träger zwischen Sockel und Schaltergehäuse derart eingespannt, daß sich die Membran auf der dem Kontaktraum zugewandten Seite des Trägers befindet.

Zusätzlich kann der Träger auch auf der dem Stößelraum zu gewandten Seite mit einer zweiten dünnen Membran beschichtet sein.

Bei beiden Ausführungsformen liegt die Membran an einer die Kontakt- oder Steckerstifte des Schalters bei Kontaktgabe verbindenden Kontaktscheibe an, die durch eine am Sockel des Schalters abgestützte Schraubendruckfeder sowohl in der Of fenstellung als auch bei Kontaktgabe in ständiger Anlage an der Membran gehalten ist.

Ebenso wie bei dem Schalter nach DE 40 00 827 C1 kann auch hierbei die Membran auf der dem Kontaktraum des Schalters zugewandten Seite statt einer Kontaktscheibe eine metallische Beschichtung für eine elektrisch leitende Verbindung der Kontakt- oder Steckerstifte bei Kontaktgabe tragen.

Solche drucktastenbetätigten Schalter werden üblicherweise als Rückfahrlichtschalter am Getriebegehäuse von Kraftfahr zeugen montiert, können jedoch auch für andere Schaltzwecke verwendet werden.

Aus AT 26 766 E ist ein Endschalteraufbau bekannt mit einem ein Rollenelement tragenden Kolben als Teil eines Stellglie des für einen eingebauten Schalter. Das Rollenelement ist für Arretierzwecke nicht geeignet.

Bei einem anderen, aus DE 37 44 604 A1 bekannten elektrischen Schalter ist die Druckfeder für den Druckstößel an einer Widerlagerscheibe mit einer Durchtrittsöffnung für den Druckstößel abgestützt, die mit ihrem Außenumfang am Schal tersockel randseitig befestigt ist.

Außerdem finden an den Getrieben von Fahrzeugen auch soge nannte Feder- oder Kugelrasten Verwendung, die auch als Arre tierschrauben bezeichnet werden und für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für ein Schaltgestänge eines Kraftfahrzeuggetriebes dienen. Derartige Schaltarretierungen haben ein vorzugsweise kugelförmiges Rastelement, das an der Stirnseite eines axial verschiebbaren Innenelementes geführt ist, das in einer Bohrung eines Schraubgehäuses axial verschieblich angeordnet und an seiner anderen innenliegenden Stirnseite federbelastet ist. Ebenso wie die bekannten Rückfahrlichtschalter nach DE 39 17 659 C2, DE 40 00 827 C1 und DE 90 16 952 U1 hat das Gehäuse solcher Schaltarretierungen neben einem Außengewindeabschnitt einen als Sechskant ausgebildeten Kopf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schalter für Kraft fahrzeuge der eingangs genannten Art, die insbesondere als Rückfahrlicht- und Getriebeschalter eingesetzt werden, bei kompakter Bauweise zusätzlich zu der elektrischen Schaltfunk tion auch als Schaltarretierung brauchbar zu machen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 10 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekenn zeichnet sind.

Durch die Erfindung wird das Hauptproblem bei der Kombination eines Schalters für Kraftfahrzeuge, der insbesondere als Rückfahrlicht- und Getriebeschalter geeignet ist, in einer überraschend einfachen Weise gelöst.

Durch die Kombination des an der Membran flächig oder punktu ell anliegenden Druckstößels, der an dem Sockel des Schalters leicht drehbar gelagert ist und eine drehbare Rastkugel trägt, mit dem an der anderen Seite der Membran flächig an liegenden Kontaktstößel wird eine äußerst funktionstüchtige Schalterkonstruktion mit hoher Funktionssicherheit bei großer Schalthäufigkeit geschaffen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kontaktraum des Schal ters durch eine mit einer selbstschmierenden Tetrafluoräthy len-Beschichtung versehene Kunststoffmembran gegenüber dem in das Getriebegehäuse eingesetzten Schraubsockel öl- und dampf diffusionsfrei abgedichtet ist.

Zudem ermöglicht eine solche beschichtete Kunststoffmembran in Verbindung mit der konstruktiven Ausbildung des am Gewin desockel geführten Druckstößels und des an der gegenüberlie genden Seite der Membran anliegenden Kontaktstößels eine sehr hohe Gesamtzahl von Schaltzyklen, die bei einer Gesamtzahl von etwa 10⁶ bzw. einer Million Schaltzyklen liegt und damit eine einwandfreie Abdichtung und Funktionsfähigkeit des Schalters auch über die übliche Gesamtlebensdauer solcher Schalter gewährleistet.

Besonders vorteilhaft für die Membranabdichtung ist es fer ner, wenn die Kunststoffmembran, die vorzugsweise aus einer glatten Schnappscheibe oder Trägerfolie aus einem Elastomer- Kautschuk besteht, zum Schalter hin die Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen trägt, die sich über die gesamte Fläche der Membranscheibe oder -folie erstreckt und zusammen mit dieser zwischen Dichtflächen in Form von Haltewulsten am Gehäuse des Gewindesockels und am Schaltergehäuse randseitig eingespannt ist.

An der Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen liegt der Kon taktstößel mit einem flachen Stößelkopf an, der randseitig so abgerundet ist, daß die Membran bei den unzählig häufigen Schalterbetätigungen weder mechanisch unmittelbar beschädigt noch durch eine zu hohe Flächenpressung nachteilig bean sprucht werden kann.

Entsprechendes gilt auch für die randseitige Einspannung der Membran zwischen den beiderseitigen Dichtflächen am Gewinde sockel und am Schaltergehäuse, die ebenfalls nur eine geringe Flächenpressung auf die Membran ausüben, ohne die Abdicht wirkung zu beeinträchtigen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Schalters mit einer kunststoffbeschichteten ebenen Membran und

Fig. 2 einen Schalter mit einer wellenförmig profilierten Membran, die aus einem federelastischen Metall besteht und als Schnappscheibe mit Rückstelleffekt für den Betätigungsstößel ausgebildet ist.

Bei beiden Ausführungsformen hat der Schalter 1 einen gegen eine Druckfeder 2 verschiebbaren Druckstößel 3 zum Öffnen oder Schließen einer Kontaktanordnung 4, die aus zwei Fest kontakten 5, 6 und einem bewegbaren Kontaktteil 7 besteht. Der Stößelraum 8 ist bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 gegenüber dem Kontaktraum 9 des Schalters durch eine zwischen Schaltergehäuse 10 und Sockel 11 angeordnete Membran 12 abge dichtet, die aus einer Folie 13 aus einem hochmolekularen Kunststoff mit einer ganzflächigen dünnen Beschichtung 13a aus einem selbstschmierenden Kunststoff, wie Polytetrafluor äthylen, besteht und mit ihrem Umfangsrand 14 zwischen Dicht flächen 15, 16 am Schaltergehäuse 10 und am Sockel 11 einge spannt ist. Die Beschichtung 13a befindet sich auf der Seite des Kontaktraumes 9. Der Sockel 11 ist als Gewindesockel mit Sechskant für einen Schraubenschlüssel ausgebildet.

Der Druckstößel 3 trägt an seinem außenliegenden Stößelkopf 17 eine in Kugeln 18 gelagerte Rastkugel 19 und ist mit einer in Kugeln 20 gelagerten Führungshülse 21 in einer Längsboh rung 22 an dem Sockel 11 leicht drehbar angeordnet. Er liegt mit seinem stirnseitigen inneren Ende 23 an einem ebenen Bereich der Membran 12 flächig an.

Dem Druckstößel 3 liegt im Kontaktraum 9 des Schalters 1 ein federbelasteter Kontaktstößel 24 koaxial gegenüber, der eine Kontaktscheibe als bewegbares Kontaktteil 7 trägt und an der anderen Seite der Membran 12 mit einem randseitig abge rundeten Stößelkopf 25 flächig anliegt.

Die Druckfeder 2 für den Druckstößel 3 ist an einer Widerla gerscheibe 26 mit einer Durchtrittsöffnung 27 für den Druck stößel 3 abgestützt, die mit ihrem Außenumfang am Sockel 11 in einer Querschnittserweiterung im Anschluß an die Längs bohrung 22 randseitig befestigt ist. Der Kontaktstößel 24 ist außerdem mit seinem Stößelschaft in einer vom Boden 31 des Schaltergehäuses aufragenden Führungshülse 28 in koaxialer Verlängerung des Druckstößels 3 längsverschiebbar geführt.

Das bewegbare Kontaktteil 7 ist als Kontaktscheibe mit einer Mittelöffnung 29 ausgebildet, die an der Unterseite des Stößelkopfes 25 anliegt und durch eine den Stößelkopf unter greifende, den Stößelschaft und die Führungshülse 28 konzen trisch umgebende Schraubendruckfeder 30 abgestützt ist.

Am Schaltergehäuse 10 sind ferner zwei einander beiderseits der Schalterlängsachse spiegelsymmetrisch gegenüberliegende, C-förmig gebogene Festkontaktteile 5, 6 angeordnet, die das am Kontaktstößel 24 befindliche bewegbare Kontaktteil 7 von gegenüberliegenden Seiten radial übergreifen und an ihrem gegenüberliegenden Ende in beiderseits der Führungshülse 28 für den Schaft des Kontaktstößels durch den Boden 31 des Schaltergehäuses 10 parallel zueinander nach außen geführte Kontaktstifte oder -zungen 32, 33 übergehen.

Die Schraubendruckfeder 30 für den Kontaktstößel 24 ist an einer Widerlagerscheibe 34 aus Isoliermaterial abgestützt, die auf den parallel zum Boden 31 des Schaltergehäuses 10 abgewinkelten Schenkeln 35, 36 der C-förmigen Festkontakt teile 5, 6 aufliegt.

Bei dem Schalter 1 von Fig. 2 besteht die Membran 12 aus einem federelastischen Metall und ist als Schnappscheibe mit Rückstelleffekt für den Druckstößel 3 ausgebildet. Die Mem bran 12 hat einen im wesentlichen ringförmigen, quer zur Betätigungsrichtung des Druckstößels 3 nach außen weisenden Umfangsrand 14 und eine davon gegen den Druckstößel 3 gerich tete schüsselförmige flache Vertiefung 40, in deren Mitte der Druckstößel 3 mit einer entsprechend abgerundeten Stößelnase an der Membran 12 anliegt. Zwischen dem Umfangsrand 14 und der mittigen Vertiefung besitzt die Membran 12 außerdem einen im Querschnitt zum Sockel 11 hin aufgewölbten ringförmigen Zwischenringbereich 41 zur Aufnahme der durch Betätigung des Druckstößels 3 hervorgerufenen Verformungen an der Membran.

Die mittige Eingriffsvertiefung 40 für den Druckstößel 3 bildet zu dem Kontaktraum 9 eine kugelkappenförmige Aufwöl bung und liegt mit dieser an einem federbelasteten Kontakt stößel 24 mit einem flächigen, randseitig abgerundeten Stö ßelkopf 25 und einer Kunststoffscheibe 42 an, die an ihrer Unterseite eine metallische Kontaktscheibe 43 zum Schließen des Kontaktes zwischen den beiden Festkontakten 5, 6 trägt.

Die Membran 12 kann zum Kontaktraum 9 hin ebenfalls eine in Fig. 2 nicht gezeigte dünne Beschichtung 13a aus Polytetra fluoräthylen oder einem anderen selbstschmierenden Kunststoff tragen. Sie ist an ihrem Umfangsrand 14 zwischen Schalterge häuse 10 und Sockel 11 eingespannt.

Bei beiden gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Membran 12 auch mit dem Schaltergehäuse 10 oder mit dem Sockel 11 des Schalters derart fest verbunden sein, daß das Schaltergehäuse 10 bzw. der Sockel 11 jeweils eine Montageeinheit zur Ver bindung mit einem als Gegenstück dazu passenden Sockel bzw. Schaltergehäuse bildet, was die Montage derartiger Schalter ganz wesentlich vereinfacht und verbessert.

Außerdem kann bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 die Kontaktscheibe 43 auch durch eine Kunststoffbeschichtung 13a der als Schnappscheibe ausgebildeten Membran 12 ersetzt wer den, die eine Metallfolie für eine elektrisch leitende Ver bindung der Festkontakte 5, 6 bei Kontaktgabe trägt.

Solche Schalter können auch als Gang-Wechsel- oder als Gang stellungs-Erkennungs-Schalter eingesetzt werden. Sie können je nach Anwendungsfall als Öffner, Schließer oder Wechsler ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1 Schalter
2 Druckfeder
3 Druckstößel
4 Kontaktanordnung
5 Festkontakt
6 Festkontakt
7 bewegb. Kontaktteil
8 Stößelraum
9 Kontaktraum
10 Schaltergehäuse
11 Sockel
12 Membran
13 Folie
13a Beschichtung
14 Umfangsrand
15 Dichtfläche
16 Dichtfläche
17 Stößelkopf
18 Kugeln
19 Rastkugel
20 Kugeln
21 Führungshülse
22 Längsbohrung
23 inneres Ende
24 Kontaktstößel
25 Stößelkopf
26 Widerlagerscheibe
27 Durchtrittsöffnung
28 Führungshülse
29 Mittelöffnung
30 Schraubendruckfeder
31 Boden
32 Kontaktstift oder -zunge
33 Kontaktstift oder -zunge
34 Widerlagerscheibe
35 Schenkel
36 Schenkel
40 Vertiefung
41 Zwischenringbereich
42 Kunststoffscheibe
43 Kontaktscheibe

Claims

1. Schalter für Kraftfahrzeuge, insbesondere Rückfahrlicht- und Getriebeschalter oder dergleichen, mit einem gegen eine Druckfeder verschiebbaren Druckstößel zum Öffnen oder Schließen einer Kontaktanordnung aus Festkontakten und mindestens einem bewegbaren Kontaktteil, wobei der Stößelraum gegenüber dem Kontaktraum des Schalters durch eine zwischen Schaltergehäuse und Sockel angeordnete Membran abgedichtet ist und der Druckstößel an der Mem bran anliegt, und wobei dem Druckstößel ein eine Kon taktscheibe als bewegbares Kontaktteil, tragender fe derbelasteter Kontaktstößel mit einem an der anderen Seite der Membran anliegenden, randseitig abgerundeten Stößelkopf im Kontaktraum des Schalters koaxial gegen überliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstößel (3) an seinem außenliegenden Stößel kopf (17) eine leicht drehbar gelagerte Rastkugel (19) trägt und in einer Längsbohrung (22) an dem Sockel (11) drehbar angeordnet ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Druckstößel (3) mit einer in Kugeln (20) gelagerten Führungshülse (21) in der Längs bohrung (22) an dem Sockel (11) geführt ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Membran (12) aus einer Kunststoffolie besteht und zum Kontaktraum (9) hin eine ganzflächige dünne Beschichtung (13a) aus einem selbstschmierenden Kunststoff trägt, die mit der Membran (12) zwischen den Dichtflächen (15, 16) am Schalterge häuse (10) und am Sockel (11) eingespannt ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kunststoffbeschichtung (13a) der Membran (12) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

5. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Membran (12) aus einer metallischen Schnappscheibe besteht.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (2) für den Druckstößel (3) an einer Widerla gerscheibe (26) mit einer Durchtrittsöffnung (27) für den Druckstößel (3) abgestützt ist, die mit ihrem Außen umfang am Sockel (11) im Anschluß an die Längsbohrung (22) randseitig befestigt ist.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß der Kon taktstößel (24) mit seinem Stößelschaft in einer vom Boden (31) des Schaltergehäuses (10) aufragenden Füh rungshülse (28) in koaxialer Verlängerung des Druckstö ßels (3) längsverschiebbar geführt ist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß das be wegbare Kontaktteil (7) als Kontaktscheibe mit einer Mittelöffnung (29) ausgebildet ist, die an der Unter seite des Stößelkopfes (25) anliegt und durch eine den Stößelkopf untergreifende, den Stößelschaft und die Führungshülse (28) konzentrisch umgebende Schrauben druckfeder (30) abgestützt ist.

9. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß am Schal tergehäuse (10) zwei einander beiderseits der Schalter längsachse spiegelsymmetrisch gegenüberliegende, C-för mig gebogene Festkontaktteile (5, 6) angeordnet sind, die das am Kontaktstößel (24) befindliche bewegbare Kontaktteil (7) von gegenüberliegenden Seiten radial übergreifen und an ihrem gegenüberliegenden Ende in beiderseits der Führungshülse (28) für den Schaft des Kontaktstößels durch den Boden (31) des Schaltergehäuses (10) parallel zueinander nach außen geführte Kontakt stifte oder -zungen (32, 33) übergehen.

10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfeder (30) für den Kontaktstößel (24) an einer Widerlagerscheibe (34) aus Isoliermaterial abge stützt ist, die auf den parallel zum Boden (31) des Schaltergehäuses (10) abgewinkelten Schenkeln (35, 36) der C-förmigen Festkontaktteile (5, 6) aufliegt.