DE9313776U1 - Switches for motor vehicles, in particular reversing light and transmission switches or the like. - Google Patents
Switches for motor vehicles, in particular reversing light and transmission switches or the like.Info
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Description
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DIPL-ING. KLAUS-JURGEN SCHWARZDIPL-ING. KLAUS-JURGEN SCHWARZ
PATENTANWALT SCHWARZ, GLUCKSTRASSE 7, D-53115 BONN EUROPEAN PATENT ATTORNEYPATENT ATTORNEY SCHWARZ, GLUCKSTRASSE 7, D-53115 BONN EUROPEAN PATENT ATTORNEY
Anmelder: 10. September 1993 Applicant: 10 September 1993
Merit-Werk Merten & Co. KG
Kaiserstraße 179Merit-Werk Merten & Co. KG
Kaiserstrasse 179
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VNR: 108 545 VNR: 108 545
ANWALTSAKTE
2 647/93ATTORNEY FILE
2 647/93
Schalter für Kraftfahrzeuge, insbesondere Rückfahrlicht- und Getriebeschalter oder dergleichen Switches for motor vehicles, in particular reversing light and gear switches or the like
Die Erfindung betrifft einen Schalter für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a switch for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
Bei derartigen bekannten Schaltern (DE 39 17 659 C2,
DE 40 00 827 Cl und G 90 16 952.2) ist der elektrische Teil des Schalters über eine Membrandichtung mit einem Schraubsockel
verbunden, an dem ein Betätigungsstößel gegen den Druck einer Rückstellfeder verschiebbar geführt ist. Bei dem
Schalter nach DE 39 17 659 C2 besteht die Membran aus einem federelastischen Metall und ist als Schnappschneibe mit Rückstelleffekt
für den Betätigungsstößel ausgebildet, wohingegen bei dem Schalter nach DE 40 00 827 Cl eine glatte Kunststoffmembran
mit einer Kontaktscheibe oder einer metallischen Beschichtung für eine elektrische Kontaktgabe auf der Schalterseite
Verwendung findet.In such known switches (DE 39 17 659 C2,
DE 40 00 827 Cl and G 90 16 952.2) the electrical part of the switch is connected via a membrane seal to a screw base on which an actuating plunger is guided so that it can move against the pressure of a return spring. In the switch according to DE 39 17 659 C2 the membrane consists of a spring-elastic metal and is designed as a snap disk with a return effect for the actuating plunger, whereas in the switch according to DE 40 00 827 Cl a smooth plastic membrane with a contact disk or a metallic coating is used for electrical contact on the switch side.
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Bei dem Schalter nach G 90 16 952.2 besteht die Membran aus einer Folie aus einem hochmolekularen Kunststoff und ist auf einen Träger aus einem Elastomer mit gummielastischen Eigenschaften, wie Synthese-Kautschuk, Nitrilkautschuk, Epoxidkautschuk oder dergleichen, aufvulkanisiert, geklebt oder kaschiert und zusammen mit dem Träger zwischen Sockel und Schaltergehäuse derart eingespannt, daß sich die Membran auf der dem Kontaktraum zugewandten Seite des Trägers befindet.In the switch according to G 90 16 952.2, the membrane consists of a film made of a high-molecular plastic and is vulcanized, glued or laminated onto a carrier made of an elastomer with rubber-elastic properties, such as synthetic rubber, nitrile rubber, epoxy rubber or the like, and is clamped together with the carrier between the base and the switch housing in such a way that the membrane is on the side of the carrier facing the contact area.
Zusätzlich kann der Träger auch auf der dem Stößelraum zugewandten Seite mit einer zweiten dünnen Membran beschichtet sein.In addition, the carrier can also be coated with a second thin membrane on the side facing the tappet chamber.
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 Offenstellung als auch bei Kontaktgabe in ständiger Anlage an der Membran gehalten ist.In both embodiments, the membrane rests on a contact disk that connects the contact or plug pins of the switch when contact is made, which is held in constant contact with the membrane by a helical compression spring supported on the base of the switch both in the open position and when contact is made.
Ebenso wie bei dem Schalter nach DE 40 00 827 Cl 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.As with the switch according to DE 40 00 827 Cl, the membrane on the side facing the contact area of the switch can also have a metallic coating instead of a contact disk for an electrically conductive connection of the contact or plug pins when contact is made.
Solche drucktastenbetätigten Schalter werden üblicherweise als Rückfahrlichtschalter am Getriebegehäuse von Kraftfahrzeugen montiert, können jedoch auch für andere Schaltzwecke verwendet werden.Such push-button operated switches are usually mounted as reversing light switches on the gearbox housing of motor vehicles, but can also be used for other switching purposes.
Außerdem finden an den Getrieben von Fahrzeugen auch sogenannte Feder- oder Kugelrasten Verwendung, die auch als Arretierschrauben bezeichnet werden und für die Lagefixierung eines beweglichen Stellelementes, insbesondere für einIn addition, so-called spring or ball catches are used on vehicle transmissions, which are also referred to as locking screws and are used to fix the position of a movable actuating element, in particular for a
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 Cl und G 90 16 952.2 hat das Gehäuse solcher Schaltarretierungen neben einem Außengewindeabschnitt einen als Sechskant ausgebildeten Kopf.Shifting linkages of a motor vehicle transmission. Such shifting locks have a preferably spherical locking element that is guided on the front side of an axially displaceable inner element that is arranged axially displaceably in a bore of a screw housing and is spring-loaded on its other inner front side. Just like the known reversing light switches according to DE 39 17 659 C2, DE 40 00 827 Cl and G 90 16 952.2, the housing of such shifting locks has a hexagonal head in addition to an external thread section.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schalter für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art, die insbesondere als Rückfahrlicht- und Getriebeschalter eingesetzt werden, bei kompakter Bauweise zusätzlich zu der elektrischen Schaltfunktion auch als Schaltarretierung brauchbar zu machen.The invention is based on the object of making switches for motor vehicles of the type mentioned at the beginning, which are used in particular as reversing light and gear switches, usable as a gearshift lock in addition to the electrical switching function, with a compact design.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 9 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.This object is achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1, while claims 2 to 9 characterize particularly advantageous further developments of the invention.
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.The invention solves the main problem of combining a switch for motor vehicles, which is particularly suitable as a reversing light and gear switch, in a surprisingly simple manner.
Durch die Kombination des an der Membran flächig oder punktuell 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 anliegenden Kontaktstößel wird eine äußerst funktionstüchtige Schalterkonstruktion mit hoher Funktionssicherheit bei großer Schalthäufigkeit geschaffen.The combination of the pressure plunger, which is in flat or point contact with the membrane, which is mounted on the base of the switch so that it can rotate easily and has a rotating locking ball, with the contact plunger, which is in flat contact with the other side of the membrane, creates an extremely functional switch design with high functional reliability at high switching frequencies.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kontaktraum des Schalters durch eine mit einer selbstschmierenden Tetrafluoräthylen-Beschichtung versehene Kunststof fmembran gegenüber dem in das Getriebegehäuse eingesetzten Schraubsockel öl- und dampfdiffusionsfrei abgedichtet ist.It is particularly advantageous if the contact area of the switch is sealed against oil and vapor diffusion by a plastic membrane with a self-lubricating tetrafluoroethylene coating in relation to the screw base inserted into the gear housing.
Zudem ermöglicht eine solche beschichtete Kunststoffmembran in Verbindung mit der konstruktiven Ausbildung des am Gewindesockel geführten Druckstößels und des an der gegenüberliegenden 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.In addition, such a coated plastic membrane in conjunction with the structural design of the pressure plunger guided on the threaded base and the contact plunger on the opposite side of the membrane enables a very high total number of switching cycles, which amounts to a total of approximately 10 6 or one million switching cycles, thus ensuring perfect sealing and functionality of the switch even over the usual total service life of such switches.
Besonders vorteilhaft für die Membranabdichtung ist es ferner, wenn die Kunststoffmembran, die vorzugsweise aus einer glatten Schnappscheibe oder Trägerfolie aus einem Elastomer-Kautschuk besteht, zum Schalter hin die Beschichtung aus Polytetrafluorathylen 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.It is also particularly advantageous for the membrane seal if the plastic membrane, which preferably consists of a smooth snap disk or carrier film made of elastomer rubber, has a coating of polytetrafluoroethylene towards the switch, which extends over the entire surface of the membrane disk or film and is clamped together with it between sealing surfaces in the form of retaining beads on the housing of the threaded base and on the edge of the switch housing.
An der Beschichtung aus Polytetrafluorathylen liegt der Kontaktstößel 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 beansprucht werden kann.The contact plunger rests on the polytetrafluoroethylene coating with a flat plunger head, which is rounded at the edge so that the membrane cannot be directly mechanically damaged during the countless switch operations, nor can it be adversely stressed by excessive surface pressure.
Entsprechendes gilt auch für die randseitige Einspannung der Membran zwischen den beiderseitigen Dichtflächen am Gewinde-The same applies to the edge-side clamping of the membrane between the sealing surfaces on both sides of the thread
sockel und am Schaltergehäuse, die ebenfalls nur eine geringe Flächenpressung auf die Membran ausüben, ohne die Abdichtwirkung zu beeinträchtigen.base and on the switch housing, which also exert only a low surface pressure on the membrane without affecting the sealing effect.
Ausführungsbexspiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigenExamples of embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. They show
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Schalters mit einer kunststoffbeschichteten ebenen Membran undFig. 1 shows a first embodiment of a switch with a plastic-coated flat membrane and
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.Fig. 2 a switch with a wave-shaped profiled membrane, which consists of a spring-elastic metal and is designed as a snap disk with a return effect for the actuating plunger.
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 Festkontakten 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 abgedichtet, die aus einer Folie 13 aus einem hochmolekularen Kunststoff mit einer ganzflächigen dünnen Beschichtung 13a aus einem selbstschmierenden Kunststoff, wie Polytetrafluoräthylen, besteht und mit ihrem Umfangsrand 14 zwischen Dichtflächen 15, 16 am Schaltergehäuse 10 und am Sockel 11 eingespannt ist. Die Beschichtung 13a befindet sich auf der Seite des Kontaktraumes 9. Der Sockel 11 ist als Gewindesockel mit Sechskant für einen Schraubenschlüssel ausgebildet.In both embodiments, the switch 1 has a pressure plunger 3 that can be moved against a compression spring 2 to open or close a contact arrangement 4 that consists of two fixed contacts 5, 6 and a movable contact part 7. In the embodiment of Fig. 1, the plunger chamber 8 is sealed from the contact chamber 9 of the switch by a membrane 12 arranged between the switch housing 10 and the base 11, which consists of a film 13 made of a high-molecular plastic with a thin coating 13a over the entire surface made of a self-lubricating plastic, such as polytetrafluoroethylene, and is clamped with its peripheral edge 14 between sealing surfaces 15, 16 on the switch housing 10 and the base 11. The coating 13a is located on the side of the contact chamber 9. The base 11 is designed as a threaded base with a hexagon for a wrench.
Der Druckstößel 3 trägt an seinem außenliegenden Stößelkopf 17 eine in Kugeln 18 gelagerte Rastkugel 19 und ist mit einer in Kugeln 2 0 gelagerten Führungshülse 21 in einer Längsbohrung 22 an dem Sockel 11 leicht drehbar angeordnet. Er liegtThe pressure tappet 3 has a locking ball 19 mounted in balls 18 on its external tappet head 17 and is arranged with a guide sleeve 21 mounted in balls 20 in a longitudinal bore 22 on the base 11 so that it can rotate easily. It is located
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mit seinem stirnseitigen inneren Ende 23 an einem ebenen Bereich der Membran 12 flächig an.with its front inner end 23 on a flat area of the membrane 12.
Dem Druckstößel 3 liegt im Kontaktraum 9 des Schalters 1 ein federbelasteter Kontaktstößel 24 koaxial gegenüber, der eine Kontaktscheibe oder bewegliche Kontaktteile 7 trägt und an der anderen Seite der Membran 12 mit einem randseitig abgerundeten Stößelkopf 25 flächig anliegt.A spring-loaded contact plunger 24 is located coaxially opposite the pressure plunger 3 in the contact space 9 of the switch 1, which carries a contact disk or movable contact parts 7 and rests flat on the other side of the membrane 12 with a plunger head 25 with a rounded edge.
Die Druckfeder 2 für den Druckstößel 3 ist an einer Widerlagerscheibe 26 mit einer Durchtrittsöffnung 27 für den Druckstößel 3 abgestützt, die mit ihrem Außenumfang am Sockel 11 in einer Querschnittserweiterung im Anschluß an die Längsbohrung 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.The compression spring 2 for the pressure tappet 3 is supported on an abutment disk 26 with a through-opening 27 for the pressure tappet 3, which is attached with its outer circumference to the base 11 in a cross-sectional extension adjacent to the longitudinal bore 22. The contact tappet 24 is also guided with its tappet shaft in a guide sleeve 28 protruding from the base 31 of the switch housing in a coaxial extension of the pressure tappet 3 so that it can be moved longitudinally.
Die beweglichen Kontaktteile 7 sind als Kontaktscheibe mit einer Mittelöffnung 29 ausgebildet, die an der Unterseite des Stößelkopfes 25 anliegt und durch eine den Stößelkopf untergreifende, den Stößelschaft und die Führungshülse 28 konzentrisch umgebende Schraubendruckfeder 3 0 abgestützt ist.The movable contact parts 7 are designed as a contact disk with a central opening 29, which rests on the underside of the plunger head 25 and is supported by a helical compression spring 30 which engages under the plunger head and concentrically surrounds the plunger shaft and the guide sleeve 28.
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, 3 3 übergehen.Furthermore, two C-shaped bent fixed contact parts 5, 6 are arranged on the switch housing 10, which are mirror-symmetrically opposite one another on both sides of the switch's longitudinal axis and which radially overlap the movable contact part 7 located on the contact plunger 24 from opposite sides and at their opposite end pass into contact pins or tongues 32, 3 3 which are guided outwards parallel to one another on both sides of the guide sleeve 28 for the shaft of the contact plunger through the base 31 of the switch housing 10.
Die Schraubendruckfeder 3 0 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 Festkontaktteile 5, 6 aufliegt.The helical compression spring 30 for the contact plunger 24 is supported on an abutment disk 34 made of insulating material, which rests on the legs 35, 36 of the C-shaped fixed contact parts 5, 6, which are angled parallel to the base 31 of the switch housing 10.
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 Membran 12 hat einen im wesentlichen ringförmigen, quer zur Betätigungsrichtung des Druckstößels 3 nach außen weisenden Umfangsrand 14 und eine davon gegen den Druckstößel 3 gerichtete schüsseiförmige 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.In the switch 1 of Fig. 2, the membrane 12 is made of a spring-elastic metal and is designed as a snap disk with a return effect for the pressure tappet 3. The membrane 12 has a substantially ring-shaped peripheral edge 14 pointing outwards transversely to the actuation direction of the pressure tappet 3 and a bowl-shaped flat depression 40 directed towards the pressure tappet 3, in the middle of which the pressure tappet 3 rests against the membrane 12 with a correspondingly rounded tappet nose. Between the peripheral edge 14 and the central depression, the membrane 12 also has an annular intermediate ring region 41 curved in cross section towards the base 11 to absorb the deformations on the membrane caused by actuation of the pressure tappet 3.
Die mittige Eingriffsvertiefung 4 0 für den Druckstößel 3 bildet zu dem Kontaktraum 9 eine kugelkappenförmige Aufwölbung und liegt mit dieser an einem federbelasteten Kontaktstößel 24 mit einem flächigen, randseitig abgerundeten Stößelkopf 25 und einer Kunststoff scheibe 42 an, die an ihrer Unterseite eine metallische Kontaktscheibe 43 zum Schließen des Kontaktes zwischen den beiden Festkontakten 5, 6 trägt.The central engagement recess 40 for the pressure plunger 3 forms a spherical cap-shaped bulge in the contact space 9 and rests with this on a spring-loaded contact plunger 24 with a flat plunger head 25 with rounded edges and a plastic disk 42, which has a metallic contact disk 43 on its underside for closing the contact between the two fixed contacts 5, 6.
Die Membran 12 kann zum Kontaktraum 9 hin ebenfalls eine in Fig. 2 nicht gezeigte dünne Beschichtung 13a aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen selbstschmierenden Kunststoff tragen. Sie ist an ihrem Umfangsrand 14 zwischen Schaltergehäuse 10 und Sockel 11 eingespannt.The membrane 12 can also have a thin coating 13a (not shown in Fig. 2) made of polytetrafluoroethylene or another self-lubricating plastic towards the contact space 9. It is clamped at its peripheral edge 14 between the switch housing 10 and the base 11.
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 Verbindung mit einem als Gegenstück dazu passenden Sockel bzw. Schaltergehäuse bildet, was die Montage derartiger Schalter ganz wesentlich vereinfacht und verbessert.In both embodiments shown, the membrane 12 can also be firmly connected to the switch housing 10 or to the base 11 of the switch in such a way that the switch housing 10 or the base 11 each forms an assembly unit for connection to a matching base or switch housing, which significantly simplifies and improves the assembly of such switches.
Außerdem kann bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 die Kontaktscheibe 43 auch durch eine Kunststoffbeschichtung 13a der als Schnappscheibe ausgebildeten Membran 12 ersetzt werden, die eine Metallfolie für eine elektrisch leitende Verbindung der Festkontakte 5,6 bei Kontaktgabe trägt.Furthermore, in the embodiment of Fig. 2, the contact disk 43 can also be replaced by a plastic coating 13a of the membrane 12 designed as a snap disk, which carries a metal foil for an electrically conductive connection of the fixed contacts 5, 6 when contact is made.
Solche Schalter können auch als Gang-Wechsel- oder als Gangstellungs-Erkennungs-Schalter eingesetzt werden. Sie können je nach Anwendungsfall als Öffner, Schließer oder Wechsler ausgebildet sein.Such switches can also be used as gear change or gear position detection switches. Depending on the application, they can be designed as openers, closers or changers.
Anwaltsakte 2 647/93Lawyer's file 2 647/93
Claims (9)
Kaiserstraße 179Merit-Werk Merten & Co. KG
Kaiserstrasse 179
2 647/93ATTORNEY FILE
2 647/93
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