EP1501108A1 - Elektrischer Mehrwegeschalter - Google Patents

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EP1501108A1
EP1501108A1 EP03017058A EP03017058A EP1501108A1 EP 1501108 A1 EP1501108 A1 EP 1501108A1 EP 03017058 A EP03017058 A EP 03017058A EP 03017058 A EP03017058 A EP 03017058A EP 1501108 A1 EP1501108 A1 EP 1501108A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
way switch
switching
actuating element
housing
switch according
Prior art date
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Granted
Application number
EP03017058A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1501108B1 (de
Inventor
Markus Gärtner
Sascha Schoeneborn
Jens Mahner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
Priority to EP03017058A priority Critical patent/EP1501108B1/de
Priority to DE50303957T priority patent/DE50303957D1/de
Priority to AT03017058T priority patent/ATE331293T1/de
Publication of EP1501108A1 publication Critical patent/EP1501108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1501108B1 publication Critical patent/EP1501108B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/002—Switches with compound movement of handle or other operating part having an operating member rectilinearly slidable in different directions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H15/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for actuation in opposite directions, e.g. slide switch
    • H01H15/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2215/00—Tactile feedback
    • H01H2215/004—Collapsible dome or bubble

Definitions

  • the present invention relates to a multi-way switch.
  • Multi-way switch in particular in the form of two- or Vierwegeschaltern are known in principle. By moving one in several directions of movement movable actuating element of such Multi-way switches can have different, connected to the multi-way switch Circuits are closed or opened.
  • Such reusable switches can be used, for example, to the movement of components that can be moved by an electric drive a device, in particular in two opposite directions, too Taxes.
  • the actuator can do this in two, the opposite Directions corresponding switching positions are moved so that the Drive then moves the components in the appropriate directions.
  • the electric drive In a rest position, the electric drive can be switched off, so that no movement of the drive or the components takes place.
  • Such multi-way switch for example, in motor vehicle be used. Especially in this case it is desirable that a user when using the multi-way switch a pleasant tactile feeling. He should get the feeling that the shifting takes place precisely. Preferably, the should continue tactile feeling in the exercise is not essential to the tactile feeling in the operation of other keys used in the motor vehicle differ.
  • Multipath switches can due to their function a relative complicated structure with many different, possibly consuming have to be handled parts, the corresponding production costs brings with it.
  • the present invention is therefore based on the object, a To provide multi-way switch, which is simple.
  • the electrical multi-way switch comprises at least two switching devices, each with a cap made of an elastic Have material by pressure in a corresponding, predetermined Actuating direction is deformable, so that a switching state of respective switching device is changed, and between at least a first and a second switching position movable actuator, by means of this by movement in the first and second switching position the cap of a first and second of the switching means for Change of the switching state of the corresponding switching device is deformable.
  • the switching devices of the electrical multi-way switch can each occupy two switching states in which their connections either electrically connected or isolated from each other, so that connected to the terminals circuits accordingly closed or open.
  • the switching states are described below also referred to as closed or open.
  • the switching devices are characterized in that they each have the Have cap made of an elastic material, by their deformation the switching state is changeable.
  • the material for the caps is preferably an elastomeric material, for example an elastomer or a thermoplastic elastomer used.
  • This cap is used to change the switching state by pressing on the Cap in the direction of actuation, depending on the shape of the Cap and / or for example the position and / or shape of contacts the switching devices can be chosen, deformed, so that for actuation the respective switching device is a force to overcome, the of the shape and / or the material of the cap and / or the actuating direction can depend.
  • the cap is pressed become.
  • the corresponding switching device Upon movement of the actuator from the corresponding Switching position takes out the corresponding cap then due to the restoring forces again essentially their original Shape.
  • the switching state the corresponding switching device back to the original Condition changed. It can continue the movement of the actuator from the switch position alone by the resetting Forces take place.
  • the cap may for this purpose have any suitable shape and especially not in directions transverse to the direction of actuation necessarily to be completely closed, but can if necessary still have breakthroughs.
  • the deformation of the caps takes place by means of the one actuating element, this in two directions of movement between at least the first and the second switching position is reciprocable.
  • the deformation of the caps does not necessarily need this to be done directly by the actuator.
  • the actuating element can in particular from a rest position in the Switching positions are moved, wherein in the rest position the switching devices assume a predetermined switching state. Especially then none of the switching devices in a conductive state be. In the switching positions then the switching state is only one changed the switching devices.
  • the multi-way switch according to the invention can be designed in this way be that the tactile shift feeling equals that of push-buttons, which also have a cap made of elastic material, which when pressed or pressed two contacts electrically with each other connect.
  • Such key switches can in particular be used as a cathedral mat switch be realized. For example, when used in one Motor vehicle can be used as continuously switch at the actuation of a user at least a similar tactile shift feeling can perceive.
  • the actuator can be arbitrary, but preferably be guided movable.
  • the actuating element as formed in two or four different directions tilting rocker arm whose one end is to deform the caps of switching devices is trained.
  • the actuating element displaceable between the first and the second switching position is.
  • the actuating element is along a guide direction guided linearly displaceable.
  • Such designed as a slide switch Multipath switch required when installing in a motor vehicle only little space, since the actuator is not or only a little of a Case of the switch needs to stand.
  • the leadership directions can preferably run parallel to a holding surface, which during assembly the multi-way switch rests against a board, so that an assembly is possible on the board in a small footprint.
  • linear guidance of the actuator, switching devices or their caps to be arranged so that their actuation directions parallel to the directions of movement of the actuating element between the two switch positions so that a special precise deformation of the corresponding caps is possible.
  • the actuation directions of the switching devices parallel and rectified.
  • the actuation directions for at least two caps differ from each other and preferably in Aligned substantially parallel and opposite to each other. Particularly preferably, they are coaxial.
  • the actuation directions can furthermore preferably run parallel to a holding surface which when mounting the multiway switch rests on a circuit board.
  • the actuation directions substantially parallel to the directions of movement of the actuating element run between the two switching positions. In this way can be a particularly simple and especially immediate transmission the movement of the actuator on the caps done.
  • the two switching devices of the multi-way switch according to the invention do not necessarily need to be the same, but is it to achieve a same tactile shift feeling when moving the Actuator preferred in the first and second switching position, that these are the same.
  • the actuator a deformation portion, at least during the deformation at least one of the two caps at least partially the Cap touched. Coupling elements that control the movement of the actuator transferred to a section of the cap, then are not necessary.
  • the deformation section is located in a rest position preferably on both caps at.
  • the caps are formed so that for deforming the cap in the respective Activation direction an initially increasing and after overcoming a pressure point constant or decreasing force is required.
  • an initially increasing and after overcoming a pressure point constant or decreasing force is required.
  • the inventive multi-way switch or a device controllable by means of this multi-way switch safe device can serve.
  • the caps along at least a portion of its circumference conical. It can be a Symmetry or longitudinal axis of the conical section, in particular in Run substantially parallel to the respective actuation direction.
  • the multi-way switch according to the invention can be arbitrary Switching devices include. So it is conceivable for the switching devices to use appropriate microswitch or spring switch contacts. However, it is preferred that the switching devices each two Having isolated from each other contacts, by means of a in the cap held switch contact by pressure on the cap in the respective Actuating direction are electrically connected to each other. The contacts The switching devices can then in particular each substantially orthogonal to the directions of actuation oriented contact surfaces have, on which the respective switching contacts rest upon actuation and establish an electrical connection.
  • Such a multi-way switch is very simple, with an automatic training as a tact switch results because a deformed cap due to their Elasticity springs back from its deformed state to its original state, in which the contacts then no longer electrically with each other are connected.
  • the switching contacts in the two Caps have flat contact surfaces, which are parallel to contacting surfaces the contacts of the switching devices are aligned.
  • the caps come together are formed in a one-piece cap member.
  • the cap element may in particular be preformed so that the caps before an assembly of the multi-way switch according to the invention at least They are almost in the position to each other, they in the composite Take multi-way switch.
  • the Cross-section of the cap element in a plane parallel to the actuating directions be formed substantially U-shaped.
  • the cap member may also be formed mat or strip be.
  • a dome mat made of an elastomer or a thermoplastic elastomer can be used as a cap member.
  • the cap member at least partially held in or on a receptacle by means of which the caps of the cap member are positioned and aligned relative to one another are.
  • the recording can in particular also by sections be formed of a housing of the multi-way switch. In this way can with simple production of the cap member and the invention Reusable switch nevertheless an exact alignment of the caps to each other and to the actuator can be achieved.
  • the cap member in a defined position in the recording halted or is securable.
  • the recording can in particular in a plane parallel to the actuating directions of two Switching devices with parallel actuating directions a substantially U-shaped have cross-section.
  • One the thighs of the "U" connecting section can then as a holder for the multi-way switch serve, by means of which this can be mounted on a circuit board.
  • the contacts of at least one of Switching devices are attached to and / or in the receptacle.
  • the Contacts may in particular when forming the receptacle as an injection molded part are cast during their production.
  • contacts pressed or clamped in the recording, including in this corresponding channels and / or recesses may be provided can.
  • the contacts of at least one of the switching devices are arranged on and / or in a carrier on a body attachable or by means of a housing of the multi-way switch is durable.
  • Contact pins of the contacts can simultaneously serve as a support for the carrier.
  • the basic body it can in particular, be the receptacle for the cap member. On This way, four-way switches can be easily made.
  • the switching devices at least partially arranged in a housing that the actuating element through an opening in the housing engages and a pin or plate-shaped trained deformation section for exerting pressure on has the corresponding caps.
  • the actuator has the actuator a plate-shaped deformation portion, the plane of the Deformation section in a designed as a slide switch Mehrwegeschalter preferably parallel to a thrust direction.
  • the opening is shaped to guide the actuator at least contributes.
  • the switching devices of according to the invention designed as a slide switch Mehrwegeschalters With a simple structure, it is preferred that the switching devices at least partially disposed in a housing, and that the actuator and the housing cooperate Leadership facilities have.
  • the guide devices can basically be designed as desired be. However, it is preferred that the actuating element and the Housing as guide elements Guide grooves and guide rails include. These can in particular in a particularly simple way a Movement of the actuator in two different, transverse to linear Trajectories of the actuator extending directions To block.
  • the parallel to the trajectories or running Guide grooves and / or bars may preferably in linear training at least in the region of both ends of the corresponding inner or outer side surfaces of the housing, that is in the area of Ends in the two directions of movement of the actuator at Movement in the switching positions, or be formed continuously. This allows a particularly good and stable guidance of the actuating element.
  • torques can be applied to the actuating element, the force acting on the actuator transversely to the directions of movement can occur from the guides or the associated housing are very well received.
  • lower forces result between touching ones Surfaces of the guide elements, so that a pushing movement smoother is possible.
  • the switching devices at least partially disposed in a housing, and that the Actuator one a cross section of the deformation section at least partially surrounding guide surface, which is located on one or more, a surface defining guide elements in or supported on the housing.
  • the area can, for example, by a corresponding flat surface of the housing or a housing part or also a tangential plane on ribs of the housing or a housing part be formed. It is preferably orthogonal to the deformation section and parallel to the parallel directions of movement of the Actuator or its thrust direction oriented.
  • a guided Actuator can be particularly well applied to it torques transferred to the housing.
  • the switching devices at least partially disposed in a housing, and that the Actuating element has a plate-shaped guide portion, the between two parallel to the directions of movement of the actuating element extending housing parts is performed. This in turn results a particularly good absorption of torques on the actuator.
  • the switching means at least partially are arranged in a housing, and that the actuating element the Housing at least partially surrounds.
  • the actuating element the Housing at least partially surrounds.
  • the actuator can be moved in different ways with be connected to the housing. So it is preferable that the actuating element is snapped onto a housing of the multi-way switch. A Such training facilitates the manufacture and / or assembly of Actuator essential.
  • the actuating element at least two Having parts in a direction transverse to a trajectory of the Actuator assembled between the two switch positions are.
  • these can by a snap or Rasttagen be interconnected.
  • a linear guide of the actuating element in particular on a housing.
  • the actuating element one parallel to the directions of movement and to the surface of the housing in which the opening is formed, oriented wall, by means of which the opening in the housing in any position of the actuating element between the Both switching positions can be covered.
  • guide elements in particular Guide rails and grooves, on opposite sides of the Housing are formed so that the actuating element between this guide elements is movable.
  • two pairs of switching devices are arranged so that their actuation directions differing from each other, preferably to each other in substantially orthogonal directions, that the actuator between four switch positions back and is moved, and that by moving the actuator in one of the switch positions the cap of one of the switching devices for Change of the switching state of the corresponding switching device is deformable.
  • the switching devices each have one to Change of the switching state by pressure in a respective actuating direction deformable cap on and can be especially after be formed of one of the aforementioned embodiments. Especially can the actuator from a rest position of the Switch positions be movable.
  • the four switching positions of the actuating element in a corresponding manner also be arranged at the ends of a cross.
  • Such a multi-way switch is especially easy to use as a clear distinction the different switching paths is easily possible.
  • the actuating element is guided so that it is simultaneously displaceable only in one of the switch positions.
  • the actuator a deformation portion, which upon movement of the actuating element in two of the switch positions at the respectively deformed Cap rests, and that the carriage by means of the actuating element is displaceable and at least one further deformation section having, by movement of the actuating element in two other Switch positions accordingly movable, so that the cap of a corresponding circuit device is deformable.
  • the actuator therefore deforms the caps of two of the switching devices immediately while the caps of the two other switching devices be deformed directly by the carriage.
  • a multi-way switch comprises a first one preferred embodiment of the invention in the form of a two-way switch a housing lower part 10, a received in the housing lower part 10 Cap member 12, an upper housing part 14 and an actuating element 16th
  • the lower housing part 10 which together with the upper housing part 14 a Housing forms the two-way switch, points to a base plate 18th formed end walls 20 and 20 'symmetrically to a median plane, which are aligned substantially orthogonal to the base plate 18, so that in one of the surfaces of the end walls 20 and 20 'and the Base plate 18 orthogonal plane of a substantially U-shaped Cross section of the housing base 10 results.
  • the base plate 18 is for Attachment formed on a circuit carrier.
  • end walls 20 and 20 ' are facing outward Surfaces to the free ends of the respective end walls 20 and 20 ' towards inwardly inclined guide ribs 22 and 22 ', which forms a Sliding the housing upper part 14 on the lower housing part 10 easier.
  • each contact element pairs are arranged, each electrically from each other insulated, substantially U-shaped, flat, surface contact elements include, each with not visible in the figures connecting elements are connected in the form of pins and of which in Fig. 1, only the contact elements 26 and 26 'are visible.
  • the contact elements are shaped and arranged so that they form a very tight, insulating, S-shaped gaps intertwined.
  • Contact surfaces of the contact elements are aligned parallel to each other, wherein the normal are oriented parallel to a respective actuation direction Bi or B 2 .
  • the connecting elements engage through the base plate 18 and protrude from this substantially orthogonal, so that the two-way switch is easily mechanically and electrically connected by means of the base plate 18 with a circuit carrier.
  • the strip-shaped cap element 12 shown deformed in FIG. 1 is made of made of an elastomer and has in an undeformed state three successively arranged sections 28, 28 'and 28 " Sections 28 and 28 "have a shape and size, the which corresponds to the end walls 20 or 20 'of the housing lower part 10, while the central portion 27 'is substantially in shape and size the portion of the base plate 18 between the end walls 20 and 20 ' equivalent.
  • the lower housing part 10 receives as a recording, the cap member 12, which is bent in a U-shape, so that the end-side sections 28 and 28 "are arranged parallel and mirror-symmetrical to each other.
  • the cap member 12 has to the sections 28 and 28 "over as U-shaped, circumferential edge lips 30 and 30 'formed positioning and holding elements which engage around the end walls 20 and 20' when the cap member 12 is bent in a U-shape and in the lower housing part 10 is used.
  • the substantially symmetrical sections 28 and 28 "have substantially the same caps 32 and 32 ', which have on a conical portion, of which in Fig. 1, only the conical portion 33 is visible, actuating portions 34 and 34' have.
  • the actuating portions 34 and 34 'and the conical portions are formed so that upon depression of the actuating portions 34 and 34' in the actuating direction B 1 and B 2 orthogonal to the sections 28 and 28 "and parallel to the symmetry or Longitudinal axes of the conical portions for deforming the caps 32 and 32 'an increasing force is required, wherein after exceeding a pressure point, the force required for further deformation decreases.
  • the actuation directions B 1 and B 2 of the caps 32 and 32 'of the cap element 12 accommodated in the housing lower part 10 are essentially aligned coaxially and oppositely to one another.
  • switching contacts are arranged, of which in Fig. 1, only the switching contact 36 is partially visible.
  • Contact surfaces of the switching contacts are each aligned substantially orthogonal to the symmetry or longitudinal axis of the conical sections and thus the actuation directions B 1 and B 2 and parallel to actuating surfaces of the actuating portions 34 and 34 '.
  • the contact element pairs with the respective caps and held therein Switching contacts each form at least partially switching devices within the meaning of the invention, wherein the contact surfaces of the contact element pairs and the switch contact in parallel to each other and are aligned orthogonal to the actuation directions.
  • the upper housing part 14 has two parallel aligned Housing side walls 38 and 38 ', four with the housing side walls connected end wall sections 39 and 39 ', two lateral, to the locking lugs 24 and 24 'complementary locking elements in the form of opposite each other arranged locking tongues 40 and 40 'with latching openings 42nd or 42 'and one with the housing side walls 38 and 38', the End wall sections 39 and 39 'and the locking tongues 40 and 40' connected Cover section 44.
  • the upper housing part 14 and the lower housing part 10 are by means of complementary locking elements connected to each other.
  • an opening 48 for the actuating element 16 is formed in the lid portion 44, which has an elongated parallel to the actuating directions B 1 and B 2 form.
  • the actuator 16 includes an actuating pin 52 in the Substantially square cross-section, a pin-shaped deformation section 54 with the same cross section as the actuating pin 52 and an actuating pin 52 of the deformation portion 54th separating guide plate 56.
  • the deformation portion 54 and the opening 48 are formed the deformation section 54 can reach through the opening 48, when the actuator 16 is placed on the upper housing part 14 is. Furthermore, the deformation portion 54 is located with two corresponding Surfaces on the actuating portions 34 and 34 ', so that these at Operation are deformable without play.
  • the guide plate 56 is oriented substantially orthogonal to the direction of the deformation portion 54 and has lateral guide walls 58 and 58 ', respectively, which run parallel to the actuation directions B 1 and B 2 along a guide direction F.
  • lateral guide walls 58 and 58 'strips are formed with a triangular cross-section, of which in Fig. 1, only the bar 60 is visible and form with the guide plate 56 guide grooves, of which in the figures, in turn, only the guide 62 is visible. While the guide plate 56 facing surfaces of the strips 60 are aligned substantially parallel to the guide plate 56, the other surfaces in an angle of the respective inclined surfaces of the guide rails 50 and 50 'corresponding angle inclined.
  • the width and shape of the guide 62 is chosen so that the guide rails 50 and 50 'are performed in this without significant play.
  • a guide surface of the guide plate 56 abuts against the tangent surface to the ribs 46.
  • the actuating element 16 thus surrounds the housing formed from the lower housing part 10 and the upper housing part 14. In this way, the actuating element 16 is guided linearly displaceable in the guide direction F parallel to the actuation directions B 1 and B 2 .
  • the two-way switch is very easy to produce. At first that will be Lower housing part 10, the upper housing part 14 and the actuating element 16 manufactured as injection molded parts from a corresponding plastic. Furthermore, the cap member 12 is made of the elastomeric material wherein the switching contacts 36 in the caps 32 or 32 'are attached.
  • the cap member 12 is bent into a U-shape and inserted into the housing lower part 10 between the end walls 20 and 20 'so that the sections 28 and 28 "on the end walls 20 and 20' lie flat, wherein the edge lips 30 and 30 'surround the end walls 20 and 20' and thus hold the cap element 12 in a stable position in the housing lower part 10.
  • the symmetry or longitudinal axes of the caps 32 and 32 'and thus their actuation directions B 1 and B 2 are aligned coaxially and oppositely to each other, wherein the surfaces of the switch contacts 36 are oriented parallel to the surfaces of the pairs of contact elements 26 and 26 'and orthogonal to the actuation directions B 1 and B 2 .
  • the strips are 60 to the Guide walls 58 behind the guide rails 50 and 50 'locked.
  • the multi-way switch can now be connected to the base plate 18 with a circuit carrier, wherein the actuating directions B 1 and B 2 are parallel to the base plate and thus the circuit carrier.
  • actuation of the two-way switch can now the actuating pin 52 and thus the actuator 16 in one of the directions of actuation B 1 or B 2 from a rest position in which the caps are not deformed or about equally strong and the contact elements are not electrically connected by the switch contacts, on the caps 28 or 28 'to be pushed, wherein the guide plate 56 on the lid portion 54 and the ribs 46 and the guide grooves 62 engaging in the guide rails 50 and 50' are guided together so that the actuating pin 52 and thus the deformation section 44 is displaceable only on a straight line parallel to the actuation directions B 1 and B 2 between two switch positions. Torques which are optionally exerted on the actuating element 16 are transmitted well to the upper housing part 14 or the lower housing part 10 by means of the guide grooves and rails and the guide plate 56 sliding on the ribs 46.
  • the respective cap 32 or 32 ' Upon movement of the actuating element 16 along one of the actuating directions into this switching position, the respective cap 32 or 32 'is deformed by the deformation section 54 of the actuating element 16 in the actuating direction B 1 or B 2 until the corresponding pressure point has been overcome and the switching contact is the contact element pairs 26 and 26 'short circuits, so that the switching device is brought from a non-conductive or open switching state in a conductive or closed switching state. The actuator 16 has then reached the appropriate switching position.
  • the actuating element 16 Upon release of the actuating pin 52, the actuating element 16 then by the restoring force of the deformed caps 32 and 32 ' moved back to the rest position, in which none of the caps 32 and 32 ' is deformed.
  • the two-way switch goes out of the conductive switching state again in the non-conductive switching state via.
  • a multi-way switch according to a second preferred embodiment the invention in the form of a two-way switch is shown in Figs. 3 and 4 shown.
  • This two-way switch is different from the two-way switch of the first embodiment in the formation of the upper housing part and the actuating element, so that the lower housing part 10th and the cap member 12 over the first embodiment unchanged. Therefore, the same versions apply to these components as in the first embodiment and for the same features the same reference numerals are used.
  • the housing of the two-way switch now includes next to the lower housing part 10 and its base plate 18, a housing upper part 64 and a Cover plate 66 which is snapped onto the upper housing part 64.
  • the upper housing part 64 includes, like the upper housing part 14 in the first embodiment, parallel to the coaxial and oppositely directed actuating directions B 1 and B 2 extending, parallel housing side walls 68 and 68 ', adjoining end wall sections 70 and 70' and between the end wall portions 70 and 70 'the locking tongues 40 in the first embodiment corresponding to the locking lugs 24 and 24' complementary locking elements in the form of locking tongues 72 and 72 'with latching openings 74 and 74'.
  • the end wall portions 70 and 70 'and the locking tongues 72 and 72' lid portion 76 having a flat surface an opening 78 is formed, which is parallel to the actuating directions B 1 and B 2 longer than in a direction across it.
  • alignment guide rails 84 and 84' are formed on opposite sides of the lid portion 76 extending over approximately the length of the opening 78 parallel to the actuation directions B 1 and B 2 .
  • the cover plate 66 has a circumferential collar 86 on which parallel to the longitudinal sides of the actuation directions B 1 and B 2 extending latching hooks, of which in Fig. 3, only the latching hook 88 is visible, are arranged.
  • the latching hooks are designed as latching elements that are complementary to the snap-in openings, so that the cover plate 66 can be plugged onto the housing upper part 68 and latched thereto. Furthermore, in the cover plate 66 as an opening 78 shaped and aligned with this opening 89 is provided.
  • the actuator 90 includes similar to the actuator 16 of the first embodiment, an actuating pin 92 and a deformation portion 94, each aligned parallel to each other and orthogonal to the actuation directions B 1 and B 2 and by a guide plate 96 whose normal parallel to the longitudinal direction of the actuating pin 92nd is aligned, are separated from each other.
  • the guide plate 96 has a substantially square outline, wherein it can be guided substantially free of play between the guide strips 84 or 84 '.
  • the cross sections of the deformation portion 94 and the actuating pin 92 are selected so that they are movable in the opening 78 and the opening 89 parallel to the actuation directions B 1 and B 2 in a guide direction F.
  • the assembly of the two-way switch is similar to that of the Two way switch of the first embodiment.
  • the upper housing part 64, the cover plate 66 and the actuator 90 by injection from a corresponding Made of plastic.
  • the contact element pairs on the Housing base 10 attached.
  • the cap member 12 is U-shaped bent in serving as a recording housing base 10 between the end walls 20 and 20 'used.
  • the upper housing part 64 is on the lower housing part 10th inserted and locked there, wherein the guide ribs 22 and 22 'of the Housing base 10 here act the same as in the first embodiment.
  • the lower housing part 10, the upper housing part 64 and the cover plate 66 form the Housing of the two-way switch.
  • the actuating element 90 is now connected via a rest position, in which the caps are not deformed or approximately the same extent and the contact elements are not electrically connected to each other by the switch contacts between two switch positions parallel to the direction of actuation B 1 and B 2 extending guide direction F hin- and can be pushed, wherein the actuating directions B 1 and B 2 of the switching devices formed by the caps with the switching contacts and the contact element pairs extend coaxially and opposite to each other.
  • the guidance of the actuating element 90 in the plane of the lid portion 94 is effected once by the fact that the guide plate 96 is arranged substantially free of play between the lateral guide rails 84 and 84 'and guided by them. Furthermore, the guide plate 96 is guided in the gap between the upper housing part 64 and its cover portion 96 and the cover plate 66 substantially free of play, so that applied to the actuator 90 torques can be securely transmitted to the upper housing part and the associated lower housing part 10.
  • a multi-way switch according to a third preferred embodiment the invention in the form of a Zweiwegeschalters is shown in Figs. 5 and 6 shown schematically.
  • the two-way switch comprises a housing 98, a in the housing 98 insertable cap member 100 and an actuator 102, which consists of an actuating part 104 and two side parts 106 and 106 'is composed.
  • the housing 98 is formed as a one-sided open, cuboid box and has pairs of longitudinal side walls 108 and 108 ', respectively Guide rails 110 and 110 ', each near the ends of the Longitudinal side walls 108 and 108 'are arranged and a guide direction Define F.
  • the cap member 100 is substantially like the cap member 12 formed, but does not have the U-shaped edge lips 30 and 30 'on. All other components of the cap element correspond to those of the Cap member 12 in the first two embodiments, so that for these components, the embodiments in the first two embodiments apply accordingly and in the figures, the same Reference numerals are used.
  • the cap member 100 and the housing 98 are designed so that the cap member, when bent in a U-shape, is insertable into the housing 98 substantially free of play, so that on the one hand the sections 28 and 28 "on the parallel end walls 112 and 112 'of the housing 98, so that the actuating directions B 1 and B 2 , in which the caps 32 and 32' are deformed, coaxially and oppositely to each other and are oriented parallel to the guide direction F. Furthermore, the narrow side surfaces of the cap member 100 are on the longitudinal side walls 108 and 108 ', so that overall the cap member 100 is held substantially free of play in the housing 98 thus serving as a receptacle.
  • pairs of contact elements On the end walls 112 and 112 'of the housing are inside the pairs of contact elements in the first embodiments corresponding, not visible in the figures pairs of contact elements arranged, which are connected to connection elements in the bottom of the housing 98.
  • the contact elements of a pair can be electrically connected to one another by movement of the switching contacts 36 arranged in the caps 32 or 32 'in the actuating directions B 1 and B 2 parallel to the guiding direction F and contacting by the switching contacts.
  • the housing 98 thus serves as a receptacle for the cap member 100 and encloses the through the caps 32 and 32 'and arranged therein Switching contacts and the pairs of contact elements formed Switching devices.
  • the actuator 102 is in three parts from the actuating part 104th and the two side parts 106 and 106 'constructed.
  • the operating part 104 comprises an actuating pin 114 and a Deformation section 116, each with the same, approximately square Cross section and a holding portion 118 which includes a plate 120, which is substantially orthogonal to the actuating pin 114 and the pin-shaped deformation portion 116 is oriented.
  • the holding portion 118 further includes at the ends of the parallel to the guide direction F extending longitudinal sides of the plate 120th arranged resiliently formed locking tongues 122 and 122 'with latching openings 124 and 124 '.
  • the side parts 106 and 106 ' are in a box-shaped cover fauxsteckbar and point to each parallel to the direction F extending side walls 126 and 126 ', orthogonal thereto arranged End walls 128 and 128 'and 130 or 130' and cover plates 132nd or 132 'on.
  • Parallel to the guide direction F are on the inner sides of the side walls 126 and 126 'in the guide direction F extending guide grooves formed, in which the guide rails 110 and 110 'are feasible and of which only the guide groove 134 is visible in the figures.
  • second locking tongues 138 On the end walls 128 'and 130' of the side part 106 'are as an extension second locking tongues 138 arranged with second latching openings 140.
  • second locking tongues 138 complementary locking elements serve on the End walls 128 and 130 of the side part 106 arranged second locking lugs, of which only the second latch 142 is visible in the figures.
  • the housing 98 and the actuator 102 and its parts can be designed as plastic injection molded parts.
  • the housing 98 is first provided with the pairs of contact elements, which are connected to corresponding terminals on the housing, which are not shown in the figures. Then, the cap member 100 is bent into a U-shape and inserted into the housing 98 serving as a receptacle, so that contact surfaces of the switch contacts 36 are aligned parallel to the respective contact surfaces of the contact element pairs 26 and 26 'and the actuation directions B 1 and B second for the switch means formed from the caps 32 and 32 ', the switching contacts formed therein and the pairs of contact elements formed coaxially and mutually opposite and parallel to the guide direction F are oriented.
  • the side parts 106 and 106 ' are pushed transversely to the guide direction F on the housing 98, so that the guide strips 110 and 110' engage in the corresponding guide grooves 134 and the second locking tongues 138 engage with the second locking lugs 142.
  • the guide grooves 134 and the guide rails 110 and 110 ' are arranged so that the housing facing side of the cover plates 132 and 132' on the corresponding surface of the upper edge of the housing 98 slides.
  • the operation member 104 becomes the deformation portion 116 in the recesses 144 and 144 'formed by Opening in the mating side parts 106 and 106 'and pushed between the caps 32 and 32 ', wherein the first locking tongues 122 or 122 'around the assembled side parts 106 and 106' engage and with the first locking lugs 136 as complementary locking elements lock.
  • the deformation section 116 then abuts without play the caps 32 and 32 'on.
  • the latched side members 106 and 106 'and the one thereon latched operating part 104 thus form a stable unit, the safe the housing 98 is guided parallel to the thrust direction, where appropriate occurring torques when actuated via the actuating pin 114 via the plate 120 and the cover plates 132 and 132 'on the top of the housing 98 and over the guide grooves 134 and the guide rails 110 and 110 'can be transferred to the housing 98.
  • the two-way switch can be connected to the bottom of the housing 98 with a circuit carrier, so that the actuation directions B 1 and B 2 and the guide direction F parallel thereto are aligned parallel to the plane of the circuit carrier.
  • the actual switching state change takes place analogously to the first one Embodiment.
  • the actuating element is parallel to Guide direction F from a rest position in which the caps are not or deformed about the same extent and not the contact elements by the Switching contacts are electrically connected to each other, in two switching positions movable, wherein the deformation portion 116 each one of the Caps 32 and 32 'deformed, so that the corresponding switching contact in the cap, the corresponding contact elements of the contact element pair electrically interconnects and the corresponding switching device from a non-conducting or open switching state to a conducting one or closed switching state passes.
  • a multi-way switch according to a fourth preferred embodiment The invention in the form of a Vierwegeschalters is shown in Figs. 7 to 12 shown schematically.
  • the four-way switch comprises a base body in the form of a housing lower part 146, four carriers 148 with pairs of contact elements 154 held thereon, a cap element 152, a carriage 154 slidable in the housing lower part 146 and the cap element 152 in a first guide direction Fi, one in the carriage 154 in FIG a guide direction F 2 orthogonal to the first guide direction F 1 linearly displaceable actuating element 156 and an upper housing part 158th
  • the housing base 146 has a bottom plate 160 on which orthogonal to this and in the area of the corners four side wall portions 162nd are arranged. Between the side wall portions 162 are recesses 164 for partially receiving the carrier 148 formed.
  • the side wall portions 162 have first guide grooves 166 in a direction parallel to the first guide direction F 1 . Furthermore, fastening holes 168 for fastening screws 170 for connection to the housing upper part 158 are provided in two diagonally arranged side wall sections 162.
  • the carriers 148 are substantially plate-shaped and point on one Side pairs of flat, electrically separated from each other by a narrow gap insulated contact elements 150, each electrically with Terminal pins 174 are connected.
  • the carriers 148 are each in the recesses 164 of the bottom plate 160 arranged substantially orthogonal to this, each being two carriers and thus in particular the contact surfaces of the contact elements 150 parallel to it.
  • the cap member 152 is integrally formed of an elastomeric material formed and has in the unbent state substantially one Cross shape with a central portion 176 and each formed the same Side sections 178.
  • each of the side portions 178 of the cap member 152 are caps 180 with a conical section 182 and an actuating portion which terminates the conical portion 182 184 trained.
  • the design of the caps corresponds to each of the Forming the caps 32 and 32 'in the previous embodiments.
  • each arranged a switching contact 186 which is orthogonal to a symmetry or longitudinal axis of the conical portion 182 aligned Contacting surface has.
  • the middle section 176 are positioning holes 188 for the positioning and retaining pin 172 formed on the bottom plate 160.
  • two side sections 178 and their caps 180 are parallel to each other, so that the caps with their actuation directions B 1 , B 2 , B 3 and B 4 , which are coaxial with the symmetry or Longitudinal axes of the conical sections 182 extend, are arranged crosswise orthogonal to each other.
  • the side portions 178 of the cap member 152 and the sidewall portions 162 of the housing base 146 are designed so that the side sections 178 disposed between the side wall portions 162 are.
  • the side sections 178 lie at least partially on the carriers 148, so that the actuating directions orthogonal to the surfaces of Contact elements 150 extend and the switch contacts 186 with their orthogonal to the respective direction of actuation oriented contact surface are aligned parallel to the surfaces of the contact elements 150.
  • the caps 180 with the switch contacts 186 and the carrier 148 with the Contact elements 150 therefore form switching devices in the sense of Invention.
  • the actuator 156 and the carriage 154 are for actuation the switching devices.
  • the actuating element 156 has an actuating pin 190 and a deformation portion 192, which are delimited from one another by a plate 194 with two first guide rails 196 running parallel to the second guide direction F 2 .
  • a guide recess 198 is formed in the plate-shaped deformation portion 192.
  • the carriage 154 has on opposite sides parallel to the first guide direction F 1 aligned second guide rails 200 which are guided in the first guide grooves 166.
  • projections 202 are arranged, which form a groove-like guide for the first guide rails 196.
  • a guide plate 204 is formed transversely to the second guide direction F 2 , which is guided in the guide recess 198 of the actuating element 156.
  • the upper housing part 158 is cap-shaped and has, for one housing holes 206 for receiving the fastening screws 170 at the mounting holes 168 corresponding positions and the first and second guide directions F 1 and F 2 according cross-shaped actuator opening 208.
  • the actuating element 156 is from a rest position, in which none of Switching devices is conductive, that is, their contact elements electrically are conductively connected to each other, movable in four switching positions.
  • FIGS. 8, 11 and 12 they are supported in the recesses 210 of the housing top 158 and the recesses 164 of the Housing bottom 146 arranged support 148 on the side walls of the Upper housing part 158 from. They form together with the bottom plate 160 a receptacle for the cap member 152, its side portions 178 flat on the straps 148 and an upper edge area near the Recesses 210 abut.
  • the carriage 154 along with the actuating element 156 is displaced parallel to the first guide direction F 1 via the first guide rails 196, wherein deformation surfaces 214 of the carriage 154 are one of their coaxial with their symmetry or longitudinal axis each other arranged caps 180 deformed.
  • This movement is guided by the guidance of the carriage 154 by means of the second guide rails 200 and the first guide grooves 166 along a straight line.
  • the actuation of the respective switching devices otherwise takes place analogously to the direct actuation by the actuating element 156 when moving in the second guide direction F 2 .

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Abstract

Ein elektrischer Mehrwegeschalter umfasst wenigstens zwei Schalteinrichtungen, die jeweils eine Kappe aus einem elastischen Material aufweisen, die durch Druck in einer entsprechenden, vorgegebenen Betätigungsrichtung verformbar ist, so dass ein Schaltzustand der jeweiligen Schalteinrichtung geändert wird, und ein zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung bewegbares Betätigungselement, mittels dessen durch Bewegung in die erste bzw. zweite Schaltstellung die Kappe einer ersten bzw. zweiten der Schalteinrichtungen zur Änderung des Schaltzustandes der entsprechenden Schalteinrichtung verformbar ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrwegeschalter.
Mehrwegeschalter, insbesondere in Form von Zwei- oder Vierwegeschaltern sind grundsätzlich bekannt. Durch Bewegung eines in mehrere Bewegungsrichtungen bewegbaren Betätigungselements eines solchen Mehrwegeschalters können verschiedene, an den Mehrwegeschalter angeschlossene Stromkreise geschlossen oder geöffnet werden.
Solche Mehrwegeschalter können beispielsweise dazu verwendet werden, die Bewegung von über einen elektrischen Antrieb bewegbaren Bauteilen einer Vorrichtung, insbesondere in zwei gegenläufigen Richtungen, zu steuern. Das Betätigungselement kann dazu in zwei, den gegenläufigen Richtungen entsprechende Schaltstellungen bewegt werden, so dass der Antrieb dann die Bauteile in den entsprechenden Richtungen bewegt. In einer Ruhestellung kann der elektrische Antrieb abgeschaltet sein, so dass keine Bewegung des Antriebs bzw. der Bauteile stattfindet.
Solche Mehrwegeschalter können beispielsweise im Kraftfahrzeugbau verwendet werden. Insbesondere in diesem Fall ist es wünschenswert, dass ein Benutzer bei Betätigung des Mehrwegeschalters ein angenehmes taktiles Gefühl wahrnehmen kann. Dazu sollte er das Gefühl bekommen, dass das Schalten präzise erfolgt. Vorzugsweise sollte sich weiterhin das taktile Gefühl bei der Betätigung nicht wesentlich von dem taktilen Gefühl bei der Betätigung anderer im Kraftfahrzeug verwendeter Tastschalter unterscheiden.
Mehrwegeschalter können bedingt durch ihre Funktion einen relativ komplizierten Aufbau mit vielen verschiedenen, gegebenenfalls aufwendig zu handhabenden Teilen aufweisen, der einen entsprechenden Fertigungsaufwand mit sich bringt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrwegeschalter bereitzustellen, der einfach aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Mehrwegeschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Der erfindungsgemäße elektrische Mehrwegeschalter umfasst wenigstens zwei Schalteinrichtungen, die jeweils eine Kappe aus einem elastischen Material aufweisen, die durch Druck in einer entsprechenden, vorgegebenen Betätigungsrichtung verformbar ist, so dass ein Schaltzustand der jeweiligen Schalteinrichtung geändert wird, und ein zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung bewegbares Betätigungselement, mittels dessen durch Bewegung in die erste bzw. zweite Schaltstellung die Kappe einer ersten bzw. zweiten der Schalteinrichtungen zur Änderung des Schaltzustandes der entsprechenden Schalteinrichtung verformbar ist.
Die Schalteinrichtungen des elektrischen Mehrwegeschalters können jeweils zwei Schaltzustände einnehmen, bei denen deren Anschlüsse entweder elektrisch miteinander verbunden oder voneinander isoliert sind, so dass mit den Anschlüssen verbundene Stromkreise entsprechend geschlossen oder offen sind. Die Schaltzustände werden im Folgenden auch als geschlossen bzw. offen bezeichnet.
Die Schalteinrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie jeweils die Kappe aus einem elastischen Material besitzen, durch deren Verformung der Schaltzustand änderbar ist. Als Material für die Kappen wird vorzugsweise ein elastomeres Material, beispielsweise ein Elastomer oder ein thermoplastisches Elastomer verwendet.
Diese Kappe wird zur Änderung des Schaltzustands durch Druck auf die Kappe in der Betätigungsrichtung, die in Abhängigkeit von der Form der Kappe und/ oder beispielsweise der Lage und/ oder Form von Kontakten der Schalteinrichtungen gewählt sein kann, verformt, so dass zur Betätigung der jeweiligen Schalteinrichtung eine Kraft zu überwinden ist, die von der Form und/oder dem Material der Kappe und/oder der Betätigungsrichtung abhängen kann. Insbesondere kann dabei die Kappe eingedrückt werden. Bei Bewegung des Betätigungselements aus der entsprechenden Schaltstellung heraus nimmt die entsprechende Kappe dann aufgrund der rückstellenden Kräfte wieder im Wesentlichen ihre ursprüngliche Form ein. Vorzugsweise wird dabei gleichzeitig der Schaltzustand der entsprechenden Schalteinrichtung wieder in den ursprünglichen Zustand geändert. Dabei kann weiterhin die Bewegung des Betätigungselements aus der Schaltstellung heraus allein durch die rückstellenden Kräfte erfolgen.
Die Kappe kann dazu eine beliebige, geeignete Form aufweisen und braucht insbesondere in Richtungen quer zur Betätigungsrichtung nicht unbedingt vollständig geschlossen zu sein, sondern kann gegebenenfalls noch Durchbrüche aufweisen.
Durch entsprechende Wahl der Form der Kappe und des Materials der Kappe, insbesondere der elastischen Eigenschaften des Materials, kann der Kraftverlauf beim Verformen der Kappe sehr variabel vorgegeben werden.
Die Verformung der Kappen erfolgt mittels des einen Betätigungselements, das hierzu in zwei Bewegungsrichtungen zwischen wenigstens der ersten und der zweiten Schaltstellung hin- und herbewegbar ist. Sind mehr als zwei Schaltstellungen vorgesehen, ist es in einer entsprechenden Anzahl von Bewegungsrichtungen oder Kombinationen von Bewegungsrichtungen, entlang derer das Betätigungselement nacheinander bewegt werden kann, bewegbar. Die Verformung der Kappen braucht dabei nicht unbedingt unmittelbar durch das Betätigungselement zu erfolgen.
Das Betätigungselement kann insbesondere aus einer Ruhestellung in die Schaltstellungen bewegt werden, wobei in der Ruhestellung die Schalteinrichtungen einen vorgegebenen Schaltzustand einnehmen. Insbesondere kann dann keine der Schalteinrichtungen in einem leitenden Zustand sein. In den Schaltstellungen ist dann jeweils der Schaltzustand nur einer der Schalteinrichtungen geändert.
Durch entsprechende Führung des Betätigungselements kann dabei insbesondere eine präzise Verformung der Kappen in der jeweiligen Betätigungsrichtung erreicht werden, so dass ein Benutzer bei Betätigung des Mehrwegeschalters immer ein im Wesentlichen gleiches Schaltgefühl wahrnimmt und sicher ein entsprechender Schaltvorgang ausgelöst wird.
Weiterhin kann ein aufwendiger bzw. komplizierter Aufbau des elektrischen Mehrwegeschalters, insbesondere die Verwendung von einzelnen metallischen Federelementen, vermieden werden.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter so ausgebildet werden, dass das taktile Schaltgefühl dem von Tastschaltern gleichkommt, die ebenfalls über eine Kappe aus elastischem Material verfügen, die bei Nieder- bzw. Eindrücken zwei Kontakte elektrisch miteinander verbinden. Solche Tastschalter können insbesondere als Dom-Mattenschalter realisiert sein. Bei Verwendung beispielsweise in einem Kraftfahrzeug können so durchgängig Schalter verwendet werden, bei deren Betätigung ein Benutzer ein wenigstens ähnliches taktiles Schaltgefühl wahrnehmen kann.
Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen beschrieben.
Grundsätzlich kann das Betätigungselement beliebig, aber vorzugsweise geführt bewegbar sein. So kann das Betätigungselement beispielsweise als in zwei oder vier verschiedenen Richtungen kippbarer Kipphebel ausgebildet sein, dessen eines Ende zur Verformung der Kappen von Schalteinrichtungen ausgebildet ist. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Betätigungselement zwischen der ersten und der zweiten Schaltstellung verschiebbar ist. Vorzugsweise ist das Betätigungselement entlang einer Führungsrichtung linear verschiebbar geführt. Ein solcher, als Schiebeschalter ausgebildeter Mehrwegeschalter benötigt beim Einbau in ein Kraftfahrzeug nur wenig Raum, da das Betätigungselement nicht oder nur wenig von einem Gehäuse des Schalters abzustehen braucht. Die Führungsrichtungen können vorzugsweise parallel zu einer Haltefläche verlaufen, die bei Montage des Mehrwegeschalters an einer Platine anliegt, so dass eine Montage auf der Platine bei geringem Platzbedarf ermöglicht wird. Darüber hinaus ist es bei linearer Führung des Betätigungselements möglich, Schalteinrichtungen bzw. deren Kappen so anzuordnen, dass deren Betätigungsrichtungen parallel zu den Bewegungsrichtungen des Betätigungselements zwischen den beiden Schaltstellungen verlaufen, so dass eine besonders präzise Verformung der entsprechenden Kappen möglich ist.
Grundsätzlich können die Betätigungsrichtungen der Schalteinrichtungen parallel und gleichgerichtet verlaufen. Um einen besonders raumsparenden, kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters zu ermöglichen, ist es jedoch bevorzugt, dass die Betätigungsrichtungen für wenigstens zwei Kappen voneinander abweichen und vorzugsweise im Wesentlichen parallel und entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt sind sie dabei koaxial. Die Betätigungsrichtungen können weiterhin vorzugsweise parallel zu einer Haltefläche verlaufen, die bei Montage des Mehrwegeschalters an einer Platine anliegt. Insbesondere im Fall eines als Schiebeschalter ausgebildeten erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters ist es dann bevorzugt, dass die Betätigungsrichtungen im Wesentlichen parallel zu den Bewegungsrichtungen des Betätigungselements zwischen den beiden Schaltstellungen verlaufen. Auf diese Weise kann eine besonders einfache und insbesondere auch unmittelbare Übertragung der Bewegung des Betätigungselements auf die Kappen erfolgen.
Die beiden Schalteinrichtungen des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters brauchen nicht notwendigerweise gleich ausgebildet zu sein, doch ist es zur Erzielung eines gleichen taktilen Schaltgefühls bei Bewegung des Betätigungselements in die erste bzw. zweite Schaltstellung bevorzugt, dass diese gleich ausgebildet sind.
Um den Aufbau des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters besonders einfach halten zu können, ist es bevorzugt, dass das Betätigungselement einen Verformungsabschnitt aufweist, der zumindest während der Verformung wenigstens einer der beiden Kappen wenigstens teilweise die Kappe berührt. Kopplungselemente, die die Bewegung des Betätigungselements auf einen Abschnitt der Kappe übertragen, sind dann nicht notwendig. Bei einem Mehrwegeschalter mit mehr als zwei Schalteinrichtungen brauchen die Kappen anderer Schalteinrichtungen nicht unbedingt ebenfalls unmittelbar durch das Betätigungselement verformbar zu sein. Um ein Spiel des Betätigungselements zu vermeiden, liegt der Verformungsabschnitt in einer Ruhestellung vorzugsweise an beiden Kappen an.
Um für einen Benutzer eine taktile Rückmeldung für das Auslösen eines Schaltvorgangs bereitstellen zu können, ist es bevorzugt, dass die Kappen so ausgebildet sind, dass zum Verformen der Kappe in der jeweiligen Betätigungsrichtung eine zunächst zunehmende und nach Überwindung eines Druckpunkts konstante oder abnehmende Kraft erforderlich ist. Der Benutzer nimmt so einen Druckpunkt bei Betätigung des Betätigungselements wahr, so dass er den erfindungsgemäßen Mehrwegeschalter bzw. eine mittels dieses Mehrwegeschalters steuerbare Vorrichtung sicher bedienen kann. Durch diese taktile Rückmeldung ergibt sich gleichzeitig ein angenehmes Schaltgefühl bei Betätigung des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters. Besonders bevorzugt sind dazu die Kappen entlang zumindest eines Teils ihres Umfangs konisch ausgebildet. Dabei kann eine Symmetrie- bzw. Längsachse des konischen Abschnitts insbesondere im Wesentlichen parallel zu der jeweiligen Betätigungsrichtung verlaufen.
Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Mehrwegeschalter beliebige Schalteinrichtungen umfassen. So ist es denkbar, für die Schalteinrichtungen entsprechende Mikroschalter oder Federschaltkontakte zu verwenden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen jeweils zwei voneinander isolierte Kontakte aufweisen, die mittels eines in der Kappe gehaltenen Schaltkontakts durch Druck auf die Kappe in der jeweiligen Betätigungsrichtung elektrisch miteinander verbindbar sind. Die Kontakte der Schalteinrichtungen können dann insbesondere jeweils im Wesentlichen orthogonal zu den Betätigungsrichtungen orientierte Kontaktflächen aufweisen, auf denen die jeweiligen Schaltkontakte bei Betätigung aufliegen und eine elektrische Verbindung herstellen. Ein solcher Mehrwegeschalter ist sehr einfach aufgebaut, wobei sich automatisch eine Ausbildung als Tastschalter ergibt, da eine verformte Kappe aufgrund ihrer Elastizität aus ihrem verformten Zustand in ihren Ausgangszustand zurückspringt, in dem die Kontakte dann nicht mehr elektrisch miteinander verbunden sind.
Um eine möglichst sichere Kontaktierung mit einem geringen Widerstand zu erreichen, ist es dabei bevorzugt, dass die Schaltkontakte in den beiden Kappen ebene Kontaktierungsflächen aufweisen, die parallel zu Kontaktierungsflächen der Kontakte der Schalteinrichtungen ausgerichtet sind.
Um eine besonders einfache Herstellung eines erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Kappen zusammen in einem einstückigen Kappenelement ausgebildet sind. Das Kappenelement kann insbesondere so vorgeformt sein, dass sich die Kappen vor einem Zusammenbau des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters wenigstens annähernd in der Lage zueinander befinden, die sie in dem zusammengesetzten Mehrwegeschalter einnehmen. Insbesondere kann der Querschnitt des Kappenelements in einer Ebene parallel zu den Betätigungsrichtungen im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein.
Das Kappenelement kann auch matten- oder streifenförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Dom-Matte aus einem Elastomer oder einem thermoplastischen Elastomer als Kappenelement verwendet werden. Insbesondere in diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Kappenelement wenigstens teilweise in oder an einer Aufnahme gehalten ist, mittels derer die Kappen des Kappenelements relativ zueinander positioniert und ausgerichtet sind. Die Aufnahme kann insbesondere auch durch Abschnitte eines Gehäuses des Mehrwegeschalters gebildet sein. Auf diese Weise kann bei einfacher Herstellung des Kappenelements und des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters trotzdem eine genaue Ausrichtung der Kappen zueinander und zu dem Betätigungselement erreicht werden. Besonders bevorzugt sind an dem Kappenelement und der Aufnahme komplementäre Führungs- und/oder Halte- und/oder Positionierungseinrichtungen vorgesehen, mittels derer das Kappenelement in einer definierten Lage in der Aufnahme halt- bzw. sicherbar ist. Die Aufnahme kann dabei insbesondere in einer Ebene parallel zu den Betätigungsrichtungen von zwei Schalteinrichtungen mit parallelen Betätigungsrichtungen einen im Wesentlichen U-förmig Querschnitt aufweisen. Ein die Schenkel des "U" verbindender Abschnitt kann dann als Halter für den Mehrwegeschalter dienen, mittels dessen dieser auf einer Platine befestigbar ist.
Um den Aufbau des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters weiter zu vereinfachen, ist es bevorzugt, dass die Kontakte wenigstens einer der Schalteinrichtungen an und/oder in der Aufnahme befestigt sind. Die Kontakte können bei Ausbildung der Aufnahme als Spritzgussteil insbesondere bei deren Herstellung umgossen werden. Vorzugsweise sind die Kontakte jedoch in die Aufnahme eingepresst oder geklemmt, wozu in dieser entsprechende Kanäle und/oder Ausnehmungen vorgesehen sein können.
Alternativ ist es bevorzugt, dass die Kontakte wenigstens einer der Schalteinrichtungen auf und/oder in einem Träger angeordnet sind, der auf einen Grundkörper aufsteckbar oder mittels eines Gehäuses des Mehrwegeschalters haltbar ist. Kontaktstifte der Kontakte können dabei gleichzeitig als Halterung für den Träger dienen. Bei dem Grundkörper kann es sich insbesondere um die Aufnahme für das Kappenelement handeln. Auf diese Weise können auch Vierwegeschalter einfach hergestellt werden.
Um die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise gegen mechanische Einwirkungen schützen zu können und gleichzeitig eine Betätigung zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, dass das Betätigungselement durch eine Öffnung in dem Gehäuse greift und einen stift- oder plattenförmig ausgebildeten Verformungsabschnitt zur Ausübung von Druck auf die entsprechenden Kappen aufweist. Besitzt das Betätigungselement einen plattenförmigen Verformungsabschnitt, verläuft die Ebene des Verformungsabschnitts bei einem als Schiebeschalter ausgebildete Mehrwegeschalter vorzugsweise parallel zu einer Schubrichtung. Vorzugsweise ist die Öffnung so geformt, dass zur Führung des Betätigungselements wenigstens beiträgt.
Um eine möglichst präzise Betätigung der Schalteinrichtungen eines erfindungsgemäßen, als Schiebeschalter ausgebildeten Mehrwegeschalters bei einfachem Aufbau zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, und dass das Betätigungselement und das Gehäuse zusammenwirkende Führungseinrichtungen aufweisen.
Die Führungseinrichtungen können dabei grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Betätigungselement und das Gehäuse als Führungselemente Führungsnuten und Führungsleisten umfassen. Diese können insbesondere auf besonders einfache Weise eine Bewegung des Betätigungselements in zwei verschiedenen, quer zu linearen Bewegungsbahnen des Betätigungselements verlaufenden Richtungen blockieren. Die parallel zu den Bewegungsbahnen bzw. verlaufenden Führungsnuten und/ oder -leisten können bei linearer Ausbildung vorzugsweise wenigstens im Bereich beider Enden der entsprechenden inneren oder äußeren Seitenflächen des Gehäuses, das heißt im Bereich der Enden in den beiden Bewegungsrichtungen des Betätigungselements bei Bewegung in die Schaltstellungen, oder durchgehend ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine besonders gute und stabile Führung des Betätigungselements. Insbesondere können so Drehmomente auf das Betätigungselement, die bei Krafteinwirkung auf das Betätigungselement quer zu den Bewegungsrichtungen auftreten können, von den Führungen bzw. dem damit verbundenen Gehäuse sehr gut aufgenommen werden. Darüber hinaus ergeben sich geringere Kräfte zwischen sich berührenden Flächen der Führungselemente, so dass eine Schubbewegung leichtgängiger möglich ist.
Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, und dass das Betätigungselement eine einen Querschnitt des Verformungsabschnitts wenigstens teilweise umgebende Führungsfläche aufweist, die sich auf einem oder mehreren, eine Fläche definierenden Führungselementen in oder an dem Gehäuse abstützt. Die Fläche kann beispielsweise durch eine entsprechende ebene Fläche des Gehäuses oder eines Gehäuseteils oder auch eine Tangentialebene an Rippen des Gehäuses oder eines Gehäuseteils gebildet sein. Sie ist dabei vorzugsweise orthogonal zu dem Verformungsabschnitt und parallel zu den parallelen Bewegungsrichtungen des Betätigungselements bzw. dessen Schubrichtung orientiert. Ein so geführtes Betätigungselement kann besonders gut auf es ausgeübte Drehmomente auf das Gehäuse übertragen.
Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, und dass das Betätigungselement einen plattenförmigen Führungsabschnitt aufweist, der zwischen zwei sich parallel zu Bewegungsrichtungen des Betätigungselements erstreckenden Gehäuseteilen geführt ist. Damit ergibt sich wiederum eine besonders gute Aufnahme von Drehmomenten auf das Betätigungselement.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Schalteinrichtungen wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, und dass das Betätigungselement das Gehäuse wenigstens teilweise umgreift. Insbesondere kann so einfach eine lineare Führung des Betätigungselements quer zu einer Längsrichtung eines Verformungsabschnitts erreicht werden. Das Gehäuse weist dabei vorzugsweise wenigstens eine Führungsleiste auf, um die das Betätigungselement greift.
Das Betätigungselement kann auf unterschiedliche Weise beweglich mit dem Gehäuse verbunden sein. So ist es bevorzugt, dass das Betätigungselement auf ein Gehäuse des Mehrwegeschalters aufgeschnappt ist. Eine solche Ausbildung erleichtert die Herstellung und/oder Montage des Betätigungselements wesentlich.
Alternativ ist es bevorzugt, dass das Betätigungselement wenigstens zwei Teile aufweist, die in einer Richtung quer zu einer Bewegungsbahn des Betätigungselements zwischen den beiden Schaltstellungen zusammengefügt sind. Insbesondere können diese dabei durch eine Schnapp- oder Rastverbindung miteinander verbunden sein. Bei einfacher Herstellung kann so einfach eine lineare Führung des Betätigungselements, insbesondere an einem Gehäuse, ermöglicht werden.
Um die Öffnung in dem Gehäuse einfach abdecken zu können, ist es bevorzugt, dass das Betätigungselement eine parallel zu dessen Bewegungsrichtungen und zu der Fläche des Gehäuses, in der die Öffnung ausgebildet ist, orientierte Wand aufweist, mittels derer die Öffnung in dem Gehäuse in jeder Stellung des Betätigungselements zwischen den beiden Schaltstellungen abdeckbar ist.
Um eine besonders sichere Führung des Betätigungselements zu erreichen, ist es darüber hinaus bevorzugt, dass Führungselemente, insbesondere Führungsleisten und -nuten, an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses ausgebildet sind, so dass das Betätigungselement zwischen diesen Führungselementen bewegbar ist.
Um wenigstens vier Stromkreise öffnen oder schließen zu können, ist es bevorzugt, dass zwei Paare von Schalteinrichtungen so angeordnet sind, dass deren Betätigungsrichtungen in voneinander abweichenden, vorzugsweise zueinander im Wesentlichen orthogonalen Richtungen verlaufen, dass das Betätigungselement zwischen vier Schaltstellungen hin- und herbewegbar ist, und dass durch Bewegung des Betätigungselements in eine der Schaltstellungen die Kappe einer der Schalteinrichtungen zur Änderung des Schaltzustands der entsprechenden Schalteinrichtung verformbar ist. Die Schalteinrichtungen weisen dabei jeweils eine zur Änderung des Schaltzustands durch Druck in einer jeweiligen Betätigungsrichtung verformbare Kappe auf und können insbesondere nach einer der zuvor erwähnten Ausführungsformen ausgebildet sein. Insbesondere kann das Betätigungselement aus einer Ruhestellung eine der Schaltstellungen bewegbar sein. Sind die Schalteinrichtungen bzw. deren Betätigungsrichtungen kreuzweise zueinander angeordnet, können die vier Schaltstellungen des Betätigungselements in entsprechender Weise ebenfalls an den Enden eines Kreuzes angeordnet sein. Ein solcher Mehrwegeschalter ist besonders bedienungsfreundlich, da eine klare Unterscheidung der verschiedenen Schaltwege einfach möglich ist.
Zum Schalten von Stromkreisen, die nicht gleichzeitig geschlossen werden sollen, ist es bevorzugt, dass das Betätigungselement so geführt ist, dass es gleichzeitig nur in eine der Schaltstellungen verschiebbar ist.
Um eine einfache Führung des Betätigungselements in den beiden Schubrichtungen zu gewährleisten, ist es bevorzugt, dass ein Schlitten in einem Grundkörper parallel zu einer ersten Führungsrichtung verschiebbar geführt ist, und dass das Betätigungselement an oder in dem Schlitten parallel zu einer zweiten von der ersten abweichenden Führungsrichtung geführt ist. Auf diese Weise kann mit nur wenigen einfachen, insbesondere im Spritzgussverfahren als Kunststoffteil herstellbaren Bauteilen eine sehr stabile Führung gewährleistet werden.
Um einen besonders einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen Mehrwegeschalters zu erreichen, ist dann bevorzugt, dass das Betätigungselement einen Verformungsabschnitt aufweist, der bei Bewegung des Betätigungselements in zwei der Schaltstellungen an der jeweils dabei verformten Kappe anliegt, und dass der Schlitten mittels des Betätigungselements verschiebbar ist und wenigstens einen weiteren Verformungsabschnitt aufweist, der durch Bewegung des Betätigungselement in zwei andere Schaltstellungen entsprechend bewegbar ist, so dass die Kappe einer entsprechenden Schaltungseinrichtung verformbar ist. Das Betätigungselement verformt daher die Kappen von zwei der Schalteinrichtungen unmittelbar, während die Kappen der zwei anderen Schalteinrichtungen unmittelbar durch den Schlitten verformt werden.
Die Erfindung wird nun weiter beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Explosionsdarstellung eines Mehrwegeschalters nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters,
Fig. 2
eine schematische, perspektivische Darstellung des Zweiwegeschalters in Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Explosionsdarstellung eines Mehrwegeschalters nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters,
Fig. 4
eine schematische, perspektivische Darstellung des Zweiwegeschalters in Fig. 3,
Fig. 5
eine schematische Explosionsdarstellung eines Mehrwegeschalters nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters,
Fig. 6
eine schematische, perspektivische Ansicht des Zweiwegeschalters in Fig. 5,
Fig. 7
eine schematische, perspektivische Explosionsdarstellung eines Mehrwegeschalters nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierwegeschalters,
Fig. 8
eine schematische Schnittdarstellung des Vierwegeschalters in Fig. 7 bei einem Schnitt entlang einer Ebene A-A,
Fig. 9
eine schematische Seitenansicht des Vierwegeschalters in Fig. 8,
Fig. 10
eine schematische Draufsicht auf den Vierwegeschalter in Fig. 8,
Fig. 11
eine schematische Schnittansicht durch den Vierwegeschalter in Fig. 8 entlang einer durch die Gerade B-B angedeuteten Schnittebene, und
Fig. 12
eine schematische Schnittansicht des Vierwegeschalters in Fig. 8 entlang einer durch die Gerade C-C angedeuteten Ebene.
In den Fig. 1 und 2 umfasst ein Mehrwegeschalter nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters ein Gehäuseunterteil 10, ein in das Gehäuseunterteil 10 aufgenommenes Kappenelement 12, ein Gehäuseoberteil 14 und ein Betätigungselement 16.
Das Gehäuseunterteil 10, das zusammen mit dem Gehäuseoberteil 14 ein Gehäuse des Zweiwegeschalters bildet, weist auf einer Grundplatte 18 symmetrisch zu einer Mittelebene ausgebildet Stirnwände 20 und 20' auf, die im Wesentlichen orthogonal zu der Grundplatte 18 ausgerichtet sind, so dass sich in einer zu den Flächen der Stirnwände 20 und 20' und der Grundplatte 18 orthogonalen Ebene ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt des Gehäuseunterteils 10 ergibt. Die Grundplatte 18 ist zur Befestigung auf einem Schaltungsträger ausgebildet.
Auf den Stirnwänden 20 bzw. 20' sind an den nach außen weisenden Flächen zu den freien Enden der entsprechenden Stirnwände 20 bzw. 20' hin nach innen geneigte Führungsrippen 22 bzw. 22' ausgebildet, die ein Aufschieben des Gehäuseoberteils 14 auf den Gehäuseunterteil 10 erleichtern.
Zwischen den Führungsrippen 22 bzw. 22' sind Rastnasen 24 und 24' angeordnet, mittels derer das Gehäuseoberteil 14 mit Hilfe entsprechender komplementärer Rastelemente mit dem Gehäuseunterteil 10 verbindbar ist.
Auf den einander zugewandten Innenflächen der Stirnwände 20 bzw. 20' sind jeweils Kontaktelementpaare angeordnet, die jeweils elektrisch voneinander isolierte, im Wesentlichen U-förmige, ebene, flächige Kontaktelemente umfassen, die jeweils mit in den Figuren nicht sichtbaren Anschlusselementen in Form von Stiften verbunden sind und von denen in Fig. 1 nur die Kontaktelemente 26 und 26' sichtbar sind. Die Kontaktelemente sind so geformt und angeordnet, dass sie unter Ausbildung eines sehr engen, isolierenden, S-förmigen Spalts ineinander greifen.
Kontaktflächen der Kontaktelemente sind parallel zueinander ausgerichtet, wobei deren Normalen parallel zu einer jeweiligen Betätigungsrichtung Bi bzw. B2 orientiert sind. Die Anschlusselemente greifen durch die Grundplatte 18 hindurch und ragen aus dieser im Wesentlichen orthogonal hervor, so dass der Zweiwegeschalter einfach mittels der Grundplatte 18 mit einem Schaltungsträger mechanisch und elektrisch verbindbar ist.
Das in Fig. 1 verformt gezeigte, streifenförmige Kappenelement 12 ist aus einem Elastomer gefertigt und besitzt in einem nicht verformten Zustand drei hintereinander angeordnete Abschnitte 28, 28' und 28". Die endseitigen Abschnitte 28 und 28" weisen dabei eine Form und Größe auf, die denen der Stirnwände 20 bzw. 20' des Gehäuseunterteils 10 entspricht, während der mittlere Abschnitt 27' in Form und Größe im Wesentlichen dem Abschnitt der Grundplatte 18 zwischen den Stirnwänden 20 und 20' entspricht.
Das Gehäuseunterteil 10 nimmt als Aufnahme das Kappenelement 12 auf, wobei dieses U-förmig gebogen wird, so dass die endseitigen Abschnitte 28 und 28" parallel und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
Das Kappenelement 12 verfügt dazu an den Abschnitten 28 und 28" über als U-förmige, umlaufende Randlippen 30 und 30' ausgebildete Positionierungs- und Halteelemente, die die Stirnwände 20 bzw. 20' umgreifen, wenn das Kappenelement 12 U-förmig gebogen und in das Gehäuseunterteil 10 eingesetzt wird.
Die im Wesentlichen symmetrisch zueinander ausgebildeten Abschnitte 28 und 28" weisen im Wesentlichen gleiche Kappen 32 bzw. 32' auf, die auf einem konischen Abschnitt, von denen in Fig. 1 nur der konische Abschnitt 33 sichtbar ist, Betätigungsabschnitte 34 und 34' besitzen. Die Betätigungsabschnitte 34 und 34' und die konischen Abschnitte sind dabei so ausgebildet, dass bei Niederdrücken der Betätigungsabschnitte 34 bzw. 34' in der Betätigungsrichtung B1 bzw. B2 orthogonal zu den Abschnitten 28 bzw. 28" und parallel zu den Symmetrie- bzw. Längsachsen der konischen Abschnitte zur Verformung der Kappen 32 bzw. 32' eine zunehmende Kraft erforderlich ist, wobei nach Überschreiten eines Druckpunkts die für eine weitere Verformung notwendige Kraft abnimmt. Die Betätigungsrichtungen B1 und B2 der Kappen 32 und 32' des in das Gehäuseunterteil 10 aufgenommen Kappenelements 12 sind im Wesentlichen koaxial und entgegengerichtet zueinander ausgerichtet.
In den Betätigungsabschnitten 34 bzw. 34' und innerhalb der Kappen 32 bzw. 32' sind jeweils Schaltkontakte angeordnet, von denen in Fig. 1 nur der Schaltkontakt 36 teilweise sichtbar ist. Kontaktflächen der Schaltkontakte sind dabei jeweils im Wesentlichen orthogonal zu den Symmetrie- bzw. Längsachse der konischen Abschnitte und damit den Betätigungsrichtungen B1 und B2 sowie parallel zu Betätigungsflächen der Betätigungsabschnitte 34 bzw. 34' ausgerichtet.
Die Kontaktelementpaare mit den jeweiligen Kappen und den darin gehaltenen Schaltkontakten bilden jeweils wenigstens teilweise Schalteinrichtungen im Sinne der Erfindung, wobei die Kontaktflächen der Kontaktelementpaare und des Schaltkontakts jeweils parallel zueinander und orthogonal zu den Betätigungsrichtungen ausgerichtet sind.
Das Gehäuseoberteil 14 besitzt zwei parallel zueinander ausgerichtete Gehäuseseitenwände 38 und 38', vier mit den Gehäuseseitenwänden verbundene Stirnwandabschnitte 39 und 39', zwei seitliche, zu den Rastnasen 24 bzw. 24' komplementäre Rastelemente in Form von sich gegenüberliegend angeordneten Rastzungen 40 bzw. 40' mit Rastöffnungen 42 bzw. 42' sowie einen mit den Gehäuseseitenwänden 38 und 38', den Stirnwandabschnitten 39 und 39' und den Rastzungen 40 und 40' verbundenen Deckelabschnitt 44.
Das Gehäuseoberteil 14 und das Gehäuseunterteil 10 sind mittels der komplementären Rastelemente miteinander verbindbar.
Auf dem Deckelabschnitt 44 sind auf dessen Außenseite parallel verlaufende Rippen 46 ausgebildet, die eine Tangentialfläche aufweisen, die parallel zu der Fläche der Grundplatte 18 verläuft, wenn das Gehäuseoberteil 14 auf das Gehäuseunterteil 10 aufgesteckt ist.
Weiterhin ist in dem Deckelabschnitt 44 eine Öffnung 48 für das Betätigungselement 16 ausgebildet, die eine parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 längliche Form aufweist.
An den Kanten zwischen dem Deckelabschnitt 44 und den Gehäuseseitenwänden 38 und 38' sind parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 über die gesamte Länge der Gehäuseseitenwände 38 und 38' verlaufende, seitlich abstehende Führungsleisten 50 ausgebildet, die einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen, wobei die im zusammengesetzten Zustand von der Grundplatte 18 wegweisende Fläche gegenüber der Grundplatte 18 in einem Winkel von etwa 45° geneigt ist.
Das Betätigungselement 16 umfasst einen Betätigungsstift 52 mit im Wesentlichen quadratischem Querschnitt, einen stiftförmigen Verformungsabschnitt 54 mit dem gleichen Querschnitt wie der Betätigungsstift 52 sowie eine den Betätigungsstift 52 von dem Verformungsabschnitt 54 trennende Führungsplatte 56.
Der Verformungsabschnitt 54 und die Öffnung 48 sind so ausgebildet, dass der Verformungsabschnitt 54 durch die Öffnung 48 greifen kann, wenn das Betätigungselement 16 auf das Gehäuseoberteil 14 aufgesetzt ist. Weiterhin liegt der Verformungsabschnitt 54 mit zwei entsprechenden Flächen an den Betätigungsabschnitten 34 bzw. 34' an, so dass diese bei Betätigung ohne Spiel verformbar sind.
Die Führungsplatte 56 ist im Wesentlichen orthogonal zu der Richtung des Verformungsabschnitts 54 ausgerichtet und weist seitliche Führungswände 58 bzw. 58' auf, die parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 entlang einer Führungsrichtung F verlaufen. An den sich gegenüberliegenden Innenseiten der Führungswände 58 bzw. 58' sind Leisten mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet, von denen in Fig. 1 nur die Leiste 60 sichtbar ist und die mit der Führungsplatte 56 Führungsnuten bilden, von denen in den Figuren wiederum nur die Führungsnut 62 sichtbar ist. Während die der Führungsplatte 56 zugewandten Flächen der Leisten 60 im Wesentlichen parallel zu der Führungsplatte 56 ausgerichtet sind, sind die anderen Flächen in einem den Winkel der entsprechenden schrägen Flächen der Führungsleisten 50 bzw. 50' entsprechenden Winkel geneigt. Die Breite und Form der Führungsnuten 62 ist dabei so gewählt, dass die Führungsleisten 50 bzw. 50' in diesen ohne wesentliches Spiel geführt sind. Eine Führungsfläche der Führungsplatte 56 liegt dabei an der Tangentialfläche zu den Rippen 46 an. Das Betätigungselement 16 umgreift so das aus dem Gehäuseunterteil 10 und dem Gehäuseoberteil 14 gebildete Gehäuse. Auf diese Weise ist das Betätigungselement 16 in der Führungsrichtung F parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 linear verschiebbar geführt.
Der Zweiwegeschalter ist sehr einfach herstellbar. Zunächst werden das Gehäuseunterteil 10, das Gehäuseoberteil 14 und das Betätigungselement 16 als Spritzgussteile aus einem entsprechenden Kunststoff hergestellt. Weiterhin wird das Kappenelement 12 aus dem elastomeren Material hergestellt, wobei bzw. wonach die Schaltkontakte 36 in den Kappen 32 bzw. 32' befestigt werden.
Weiterhin werden auf bzw. in den Stirnwänden 20, 20' die Paare von Kontaktelementen 26 bzw. 26' angeordnet.
In einem folgenden Schritt wird das Kappenelement 12 in eine U-Form gebogen und in den Gehäuseunterteil 10 zwischen die Stirnwände 20 bzw. 20' so eingeführt, dass die Abschnitte 28 bzw. 28" an den Stirnwänden 20 bzw. 20' flächig anliegen, wobei die Randlippen 30 bzw. 30' die Stirnwände 20 bzw. 20' umgreifen und das Kappenelement 12 so in einer stabilen Lage in dem Gehäuseunterteil 10 halten. Auf diese Weise sind die Symmetrie- bzw. Längsachsen der Kappen 32 und 32' und damit deren Betätigungsrichtungen B1 und B2 koaxial und entgegengesetzt zueinander ausgerichtet, wobei die Flächen der Schaltkontakte 36 parallel zu den Flächen der Paare von Kontaktelementen 26 bzw. 26' und orthogonal zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 orientiert sind.
Daraufhin wird das Gehäuseoberteil 14 auf das Gehäuseunterteil 10 aufgesteckt und mittels der Rastzungen 40 und der Rastnasen 24 bzw. 24' verrastet, wobei die Stirnwandabschnitte 39 bzw. 39' auf den Führungsrippen 22 bzw. 22' geführt werden. Die Schalteinrichtungen sind nun in dem Gehäuse eingeschlossen.
Zum Schluss wird das Betätigungselement 16 mit dem Verformungsabschnitt 54 durch die Öffnung 48 zwischen die Kappen 32 und 32' geführt und auf das aus dem Gehäuseunterteil 10 und das Gehäuseoberteil 14 gebildete Gehäuse aufgeschnappt. Dabei werden die Leisten 60 an den Führungswänden 58 hinter den Führungsleisten 50 bzw. 50' verrastet.
Der Mehrwegeschalter kann nun mit der Grundplatte 18 mit einem Schaltungsträger verbunden werden, wobei die Betätigungsrichtungen B1 und B2 parallel zu der Grundplatte und damit dem Schaltungsträger verlaufen.
Zur Betätigung des Zweiwegeschalters kann nun der Betätigungsstift 52 und damit das Betätigungselement 16 in einer der der Betätigungsrichtungen B1 oder B2 aus einer Ruhestellung, in der die Kappen nicht oder etwa gleich stark verformt und die Kontaktelemente nicht durch die Schaltkontakte elektrisch miteinander verbunden sind, auf die Kappen 28 oder 28' zu geschoben werden, wobei die Führungsplatte 56 auf dem Deckelabschnitt 54 bzw. den Rippen 46 und die in die Führungsnuten 62 eingreifenden Führungsleisten 50 bzw. 50' aneinander so geführt werden, dass der Betätigungsstift 52 und damit der Verformungsabschnitt 44 nur auf einer Geraden parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 zwischen zwei Schaltstellungen verschiebbar ist. Auf das Betätigungselement 16 gegebenenfalls ausgeübte Drehmomente werden mittels der Führungsnuten und - leisten sowie die auf den Rippen 46 gleitende Führungsplatte 56 gut auf das Gehäuseoberteil 14 bzw. das Gehäuseunterteil 10 übertragen.
Bei Bewegung des Betätigungselements 16 entlang einer der Betätigungsrichtungen in diese Schaltstellung wird die jeweilige Kappe 32 bzw. 32' durch den Verformungsabschnitt 54 des Betätigungselements 16 in der Betätigungsrichtung B1 bzw. B2 verformt, bis der entsprechende Druckpunkt überwunden ist und der Schaltkontakt die Kontaktelementpaare 26 bzw. 26' kurzschließt, so dass die Schalteinrichtung von einem nichtleitenden bzw. offenen Schaltzustand in einen leitenden bzw. geschlossenen Schaltzustand gebracht wird. Das Betätigungselement 16 hat dann die entsprechende Schaltstellung erreicht.
Bei Loslassen des Betätigungsstifts 52 wird das Betätigungselement 16 dann durch die rückstellende Kraft der verformten Kappen 32 bzw. 32' wieder in die Ruhestellung bewegt, in der keine der Kappen 32 und 32' verformt ist. Der Zweiwegeschalter geht aus dem leitenden Schaltzustand wieder in den nichtleitenden Schaltzustand über.
Ein Mehrwegeschalter nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Dieser Zweiwegeschalter unterscheidet sich von dem Zweiwegeschalter des ersten Ausführungsbeispiels in der Ausbildung des Gehäuseoberteils und des Betätigungselements, so dass das Gehäuseunterteil 10 und das Kappenelement 12 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert sind. Für diese Bauteile gelten daher die gleichen Ausführungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel und für gleiche Merkmale werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Das Gehäuse des Zweiwegeschalters umfasst nun neben dem Gehäuseunterteil 10 bzw. dessen Grundplatte 18 ein Gehäuseoberteil 64 und eine Abdeckplatte 66, die auf das Gehäuseoberteil 64 aufgeschnappt ist.
Das Gehäuseoberteil 64 umfasst, wie das Gehäuseoberteil 14 in dem ersten Ausführungsbeispiel, sich parallel zu den koaxial und entgegengesetzt zueinander ausgerichteten Betätigungsrichtungen B1 bzw. B2 erstreckende, zueinander parallele Gehäuseseitenwände 68 und 68', sich daran anschließende Stirnwandabschnitte 70 bzw. 70' sowie zwischen den Stirnwandabschnitten 70 bzw. 70' den Rastzungen 40 in dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende zu den Rastnasen 24 und 24' komplementäre Rastelemente in Form von Rastzungen 72 und 72' mit Rastöffnungen 74 bzw. 74'. In einem mit den Seitenwänden 68 und 68, den Stirnwandabschnitten 70 und 70' sowie den Rastzungen 72 und 72' verbundenen Deckelabschnitt 76 mit einer ebenen Oberfläche ist eine Öffnung 78 ausgebildet, die parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 bzw. B2 länger ist als in einer Richtung quer dazu.
Im Randbereich der Gehäuseseitenwände 68 zu dem Deckelabschnitt 76 sind Ausnehmungen 80 ausgebildet, die auf einer dem Deckelabschnitt 78 abgewandten Seite Rastdurchbrüche aufweisen, von denen in den Fig. 3 und 4 nur der Rastdurchbruch 82 gezeigt ist.
Mit den Gehäuseseitenwänden 68 bzw. 68' fluchtend sind Führungsleisten 84 bzw. 84' an sich gegenüberliegenden Seiten des Deckelabschnitts 76 ausgebildet, die sich über etwa die Länge der Öffnung 78 parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 erstrecken.
Die Abdeckplatte 66 weist einen umlaufenden Kragen 86 auf, an dem an den Längsseiten parallel den Betätigungsrichtungen B1 und B2 verlaufend Rasthaken, von denen in Fig. 3 nur der Rasthaken 88 sichtbar ist, angeordnet sind. Die Rasthaken sind dabei als zu den Rastdurchbrüchen komplementäre Rastelemente ausgebildet, so dass die Abdeckplatte 66 auf das Gehäuseoberteil 68 aufsteckbar und mit diesem verrastbar ist. Weiterhin ist in der Abdeckplatte 66 eine wie die Öffnung 78 geformte und mit dieser fluchtende Öffnung 89 vorgesehen.
Das Betätigungselement 90 umfasst ähnlich wie das Betätigungselement 16 des ersten Ausführungsbeispiels einen Betätigungsstift 92 und einen Verformungsabschnitt 94, die jeweils parallel zueinander und orthogonal zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 ausgerichtet und durch eine Führungsplatte 96, deren Normale parallel zu der Längsrichtung des Betätigungsstifts 92 ausgerichtet ist, voneinander getrennt sind. Die Führungsplatte 96 weist dabei einen im Wesentlichen quadratischen Grundriss auf, wobei sie im Wesentlichen spielfrei zwischen den Führungsleisten 84 bzw. 84' führbar ist. Weiterhin sind die Querschnitte des Verformungsabschnitts 94 und des Betätigungsstiftes 92 so gewählt, dass diese in der Öffnung 78 bzw. der Öffnung 89 parallel zu den Betätigungsrichtungen B1 bzw. B2 in einer Führungsrichtung F bewegbar sind.
Der Zusammenbau des Zweiwegeschalters erfolgt ähnlich wie der des Zweiwegeschalters des ersten Ausführungsbeispiels. Zunächst werden das Gehäuseunterteil 10, das Gehäuseoberteil 64, die Abdeckplatte 66 und das Betätigungselement 90 durch Spritzguss aus einem entsprechenden Kunststoff hergestellt. Daraufhin werden die Kontaktelementpaare an dem Gehäuseunterteil 10 angebracht. Danach wird das Kappenelement 12 U-förmig gebogen in das als Aufnahme dienende Gehäuseunterteil 10 zwischen die Stirnwände 20 bzw. 20' eingesetzt.
Daraufhin wird das Gehäuseoberteil 64 auf das Gehäuseunterteil 10 gesteckt und dort verrastet, wobei die Führungsrippen 22 und 22' des Gehäuseunterteils 10 hier genauso wirken wie im ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechendes gilt für die Rastnasen 24 bzw. 24' und die dazu komplementären Rastzungen 72 bzw. 72'.
Daraufhin wird das Betätigungselement 90 mit dem Verformungsabschnitt 94 in die Öffnung 78 eingeführt, woraufhin die Abdeckplatte 66 auf das Gehäuseoberteil 64 aufgeschnappt wird, wobei der Betätigungsstift 92 durch die Öffnung 89 in der Abdeckplatte 66 greift. Das Gehäuseunterteil 10, das Gehäuseoberteil 64 und die Abdeckplatte 66 bilden das Gehäuse des Zweiwegeschalters.
Das Betätigungselement 90 ist nun über eine Ruhestellung, in der die Kappen nicht oder etwa gleich stark verformt und die Kontaktelemente nicht durch die Schaltkontakte elektrisch miteinander verbunden sind, zwischen zwei Schaltstellungen parallel zu der zu den Betätigungsrichtungen B1 und B2 verlaufende Führungsrichtung F hin- und herschiebbar, wobei die Betätigungsrichtungen B1 und B2 der durch die Kappen mit den Schaltkontakten und den Kontaktelementpaaren gebildeten Schalteinrichtungen koaxial und entgegengesetzt zueinander verlaufen. Die Führung des Betätigungselements 90 in der Ebene des Deckelabschnitts 94 erfolgt einmal dadurch, dass die Führungsplatte 96 im Wesentlichen spielfrei zwischen den seitlichen Führungsleisten 84 bzw. 84' angeordnet und durch diese geführt ist. Weiterhin ist die Führungsplatte 96 in dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuseoberteil 64 bzw. dessen Deckelabschnitt 96 und der Abdeckplatte 66 im Wesentlichen spielfrei geführt, so dass auf das Betätigungselement 90 ausgeübte Drehmomente sicher auf das Gehäuseoberteil und den damit verbundenen Gehäuseunterteil 10 übertragen werden können.
Die eigentlichen Schaltzustandsänderungen erfolgen analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
Ein Mehrwegeschalter nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Zweiwegeschalters ist in den Fig. 5 und 6 schematisch gezeigt. Der Zweiwegeschalter umfasst ein Gehäuse 98, ein in das Gehäuse 98 einsetzbares Kappenelement 100 und ein Betätigungselement 102, das aus einem Betätigungsteil 104 und zwei Seitenteilen 106 und 106' zusammengesetzt ist.
Das Gehäuse 98 ist als einseitig offener, quaderförmiger Kasten ausgebildet und weist an Längsseitenwänden 108 und 108' jeweils Paare von Führungsleisten 110 bzw. 110' auf, die jeweils nahe den Enden der Längsseitenwände 108 bzw. 108' angeordnet sind und eine Führungsrichtung F definieren.
Das Kappenelement 100 ist im Wesentlichen wie das Kappenelement 12 ausgebildet, weist jedoch nicht die U-förmige Randlippen 30 bzw. 30' auf. Alle anderen Komponenten des Kappenelements entsprechen denen des Kappenelements 12 in den ersten beiden Ausführungsbeispielen, so dass für diese Komponenten die Ausführungen in den ersten zwei Ausführungsbeispielen entsprechend gelten und in den Figuren auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Das Kappenelement 100 und das Gehäuse 98 sind so ausgelegt, dass das Kappenelement, wenn es U-förmig gebogen ist, in das Gehäuse 98 im Wesentlichen spielfrei einsetzbar ist, so dass zum einen die Abschnitte 28 bzw. 28" an den parallelen Stirnwänden 112 und 112' des Gehäuses 98 anliegen, so dass die Betätigungsrichtungen B1 und B2, in denen die Kappen 32 bzw. 32' verformt werden, koaxial und entgegengesetzt zueinander sowie parallel zu der Führungsrichtung F orientiert sind. Weiterhin liegen die schmalen Seitenflächen des Kappenelements 100 an den Längsseitenwänden 108 bzw. 108' an, so dass insgesamt das Kappenelement 100 im Wesentlichen spielfrei in dem so als Aufnahme dienenden Gehäuse 98 gehalten ist.
An den Stirnwänden 112 bzw. 112' des Gehäuses sind innen den Paaren von Kontaktelementen in den ersten Ausführungsbeispielen entsprechende, in den Figuren nicht sichtbar Paare von Kontaktelementen angeordnet, die mit Anschlusselementen in dem Boden des Gehäuses 98 verbunden sind. Die Kontaktelemente eines Paares sind durch Bewegung der in den Kappen 32 bzw. 32' angeordneten Schaltkontakte 36 in den Betätigungsrichtungen B1 bzw. B2 parallel zur Führungsrichtung F und Kontaktierung durch die Schaltkontakte elektrisch miteinander verbindbar.
Das Gehäuse 98 dient somit als Aufnahme für das Kappenelement 100 und umschließt die durch die Kappen 32 bzw. 32' und die darin angeordneten Schaltkontakte sowie die Paare von Kontaktelementen gebildeten Schalteinrichtungen.
Das Betätigungselement 102 ist dreiteilig aus dem Betätigungsteil 104 und den beiden Seitenteilen 106 bzw. 106' aufgebaut.
Das Betätigungsteil 104 umfasst einen Betätigungsstift 114 und einen Verformungsabschnitt 116 mit jeweils gleichem, etwa quadratischem Querschnitt sowie einen Halteabschnitt 118, der eine Platte 120 umfasst, die im Wesentlichen orthogonal zu dem Betätigungsstift 114 und dem stiftförmigen Verformungsabschnitt 116 orientiert ist.
Der Halteabschnitt 118 umfasst weiterhin jeweils an den Enden der parallel zu der Führungsrichtung F verlaufenden Längsseiten der Platte 120 angeordnete, federnd ausgebildete Rastzungen 122 bzw. 122' mit Rastöffnungen 124 bzw. 124'.
Die Seitenteile 106 und 106' sind zu einer kastenförmigen Abdeckung zusammensteckbar und weisen dazu jeweils parallel zur Führungsrichtung F verlaufende Seitenwände 126 bzw. 126', orthogonal dazu angeordnete Stirnwände 128 bzw. 128' und 130 bzw. 130' sowie Deckplatten 132 bzw. 132' auf.
Parallel zur Führungsrichtung F sind an den Innenseiten der Seitenwänden 126 bzw. 126' in Führungsrichtung F verlaufende Führungsnuten ausgebildet, in denen die Führungsleisten 110 bzw. 110' führbar sind und von denen in den Figuren nur die Führungsnut 134 sichtbar ist.
An den Seitenwänden 126 des Seitenteils 106 sind als zu den Rastzungen 122 bzw. 122' komplementäre Rastelemente Rastnasen paarweise angeordnet, von denen in den Figuren nur die Rastnasen 136 auf der Seitenwand 126 sichtbar sind.
An den Stirnwänden 128' bzw. 130' des Seitenteils 106' sind als Fortsatz zweite Rastzungen 138 mit zweiten Rastöffnungen 140 angeordnet. Als zu den zweiten Rastzungen 138 komplementäre Rastelemente dienen auf den Stirnwänden 128 bzw. 130 des Seitenteils 106 angeordnete zweite Rastnasen, von denen in den Figuren nur die zweite Rastnase 142 sichtbar ist.
In den Deckplatten 132 bzw. 132' sind U-förmige Ausnehmungen 144 bzw. 144' ausgebildet, die nach Zusammenstecken der Seitenteile 106 bzw. 106' zusammen eine Öffnung bilden, die den Verformungsabschnitt 116 aufnimmt.
Das Gehäuse 98 und das Betätigungselement 102 bzw. dessen Teile können als Kunststoffspritzgussteile ausgeführt sein.
Zur Herstellung des Zweiwegeschalters wird zunächst das Gehäuse 98 mit den Paaren von Kontaktelementen versehen, wobei diese mit entsprechenden Anschlüssen an dem Gehäuse verbunden werden, die in den Figuren nicht gezeigt sind. Daraufhin wird das Kappenelement 100 in eine U-förmige Form gebogen und in das als Aufnahme dienende Gehäuse 98 eingesetzt, so dass Kontaktflächen der Schaltkontakte 36 parallel zu den entsprechenden Kontaktflächen der Kontaktelementpaare 26 bzw. 26' ausgerichtet sind und die Betätigungsrichtungen B1 und B2 für die aus den Kappen 32 bzw. 32', den darin angeordneten Schaltkontakten und den Paaren von Kontaktelementen gebildeten Schalteinrichtungen koaxial und zueinander entgegengesetzt sowie parallel zu der Führungsrichtung F orientiert sind. Daraufhin werden die Seitenteile 106 bzw. 106' quer zur Führungsrichtung F auf das Gehäuse 98 geschoben, so dass die Führungsleisten 110 bzw. 110' in die entsprechenden Führungsnuten 134 eingreifen und die zweiten Rastzungen 138 mit den zweiten Rastnasen 142 verrasten. Die Führungsnuten 134 und die Führungsleisten 110 bzw. 110' sind dabei so angeordnet, dass die dem Gehäuse zugewandten Seite der Deckelplatten 132 bzw. 132' auf der entsprechenden Fläche des oberen Randes des Gehäuses 98 gleitet.
In dem folgenden Schritt wird das Betätigungsteil 104 mit dem Verformungsabschnitt 116 in die durch die Ausnehmungen 144 bzw. 144' gebildete Öffnung in den zusammengesteckten Seitenteilen 106 und 106' und zwischen die Kappen 32 und 32' geschoben, wobei die ersten Rastzungen 122 bzw. 122' um die zusammengesteckten Seitenteile 106 und 106' greifen und mit den ersten Rastnasen 136 als komplementären Rastelementen verrasten. Der Verformungsabschnitt 116 liegt dann spielfrei an den Kappen 32 und 32' an.
Die miteinander verrasteten Seitenteile 106 und 106' und das darauf verrastete Betätigungsteil 104 bilden so eine stabile Einheit, die sicher an dem Gehäuse 98 parallel zur Schubrichtung geführt ist, wobei gegebenenfalls auftretende Drehmomente bei Betätigung über den Betätigungsstift 114 über die Platte 120 und die Deckplatten 132 bzw. 132' auf die Oberseite des Gehäuses 98 und über die Führungsnuten 134 und die Führungsleisten 110 bzw. 110' auf das Gehäuse 98 übertragbar sind.
Der Zweiwegeschalter ist mit dem Boden des Gehäuses 98 mit einem Schaltungsträger verbindbar, so dass die Betätigungsrichtungen B1 und B2 sowie die dazu parallele Führungsrichtung F parallel zu der Ebene des Schaltungsträgers ausgerichtet sind.
Die eigentliche Schaltzustandsänderung erfolgt analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
Zur Betätigung des Schalters ist das Betätigungselement parallel zur Führungsrichtung F aus eine Ruhestellung, in der die Kappen nicht oder etwa gleich stark verformt und die Kontaktelemente nicht durch die Schaltkontakte elektrisch miteinander verbunden sind, in zwei Schaltstellungen bewegbar, wobei der Verformungsabschnitt 116 jeweils eine der Kappen 32 bzw. 32' verformt, so dass der entsprechende Schaltkontakt in der Kappe die entsprechenden Kontaktelemente des Kontaktelementpaars elektrisch miteinander verbindet und die entsprechende Schalteinrichtung von einem nichtleitenden bzw. offenen Schaltzustand in einen leitenden bzw. geschlossenen Schaltzustand übergeht.
Bei Loslassen des Betätigungselements 102 wird dieses durch die rückstellende Kraft der jeweils verformten Kappe wieder in die Ruhestellung bewegt, in der keine der Schalteinrichtungen in einem leitenden Zustand ist.
Ein Mehrwegeschalter nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierwegeschalters ist in den Fig. 7 bis 12 schematisch dargestellt.
Der Vierwegeschalter umfasst einen Grundkörper in Form eines Gehäuseunterteils 146, vier Träger 148 mit daran gehaltenen Paaren von Kontaktelementen 154, ein Kappenelement 152, einen in dem Gehäuseunterteil 146 und dem Kappenelement 152 in einer ersten Führungsrichtung Fi verschiebbaren Schlitten 154, ein in dem Schlitten 154 in einer Führungsrichtung F2 orthogonal der ersten Führungsrichtung F1 linear verschiebbares Betätigungselement 156 und ein Gehäuseoberteil 158.
Das Gehäuseunterteil 146 besitzt eine Bodenplatte 160, auf der orthogonal zu dieser und im Bereich der Ecken vier Seitenwandabschnitte 162 angeordnet sind. Zwischen den Seitenwandabschnitten 162 sind Ausnehmungen 164 zur teilweisen Aufnahme der Träger 148 ausgebildet.
Die Seitenwandabschnitte 162 weisen erste Führungsnuten 166 in einer Richtung parallel zu der ersten Führungsrichtung F1 auf. Weiterhin sind in zwei diagonal zueinander angeordneten Seitenwandabschnitten 162 Befestigungslöcher 168 für Befestigungsschrauben 170 zur Verbindung mit dem Gehäuseoberteil 158 vorgesehen.
Auf der Bodenplatte 160 sind weiterhin zwei Positionierungs- und Haltezapfen 172 angeordnet.
Die Träger 148 sind im Wesentlichen plattenförmig und weisen auf einer Seite Paare von flächigen, durch einen schmalen Spalt elektrisch voneinander isolierten Kontaktelementen 150 auf, die jeweils elektrisch mit Anschlussstiften 174 verbunden sind.
Die Träger 148 sind jeweils in den Ausnehmungen 164 der Bodenplatte 160 im Wesentlichen orthogonal zu dieser angeordnet, wobei sich jeweils zwei Träger und damit insbesondere die Kontaktflächen der Kontaktelemente 150 darauf parallel gegenüberstehen.
Das Kappenelement 152 ist einstückig aus einem elastomeren Material gebildet und besitzt im nicht gebogenen Zustand im Wesentlichen eine Kreuzform mit einem Mittelabschnitt 176 und jeweils gleich ausgebildeten Seitenabschnitten 178. In jedem der Seitenabschnitte 178 des Kappenelements 152 sind Kappen 180 mit einem konischen Abschnitt 182 und einem den konischen Abschnitt 182 abschließenden Betätigungsabschnitt 184 ausgebildet. Die Ausbildung der Kappen entspricht dabei jeweils der Ausbildung der Kappen 32 bzw. 32' in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Insbesondere ist in den Kappen an dem Betätigungsabschnitt 184 jeweils ein Schaltkontakt 186 angeordnet, der eine orthogonal zu einer Symmetrie- bzw. Längsachse des konischen Abschnitts 182 ausgerichtete Kontaktierungsfläche aufweist.
In dem Mittelabschnitt 176 sind Positionierungslöcher 188 für die Positionierungs- und Haltezapfen 172 auf der Bodenplatte 160 ausgebildet.
Im gebogenen Zustand, der in den Figuren gezeigt ist, stehen sich jeweils zwei Seitenabschnitte 178 und deren Kappen 180 parallel gegenüber, so dass die Kappen mit ihren Betätigungsrichtungen B1, B2, B3 und B4, die koaxial zu den Symmetrie- bzw. Längsachsen der konischen Abschnitte 182 verlaufen, kreuzweise orthogonal zueinander angeordnet sind.
Die Seitenabschnitte 178 des Kappenelements 152 und die Seitenwandabschnitte 162 des Gehäuseunterteils 146 sind so ausgelegt, dass die Seitenabschnitte 178 zwischen den Seitenwandabschnitten 162 angeordnet sind.
Die Seitenabschnitte 178 liegen dabei wenigstens teilweise an den Trägern 148 an, so dass die Betätigungsrichtungen orthogonal zu den Flächen der Kontaktelemente 150 verlaufen und die Schaltkontakte 186 mit ihrer orthogonal zu der jeweiligen Betätigungsrichtung orientierten Kontaktfläche parallel zu den Flächen der Kontaktelemente 150 ausgerichtet sind. Die Kappen 180 mit den Schaltkontakten 186 und die Träger 148 mit den Kontaktelementen 150 bilden daher Schalteinrichtungen im Sinne der Erfindung.
Das Betätigungselement 156 und der Schlitten 154 dienen zur Betätigung der Schalteinrichtungen.
Das Betätigungselement 156 weist einen Betätigungsstift 190 und einen Verformungsabschnitt 192 auf, die durch eine Platte 194 mit zwei parallel zu der zweiten Führungsrichtung F2 verlaufenden ersten Führungsleisten 196 voneinander abgegrenzt sind. In dem plattenförmigen Verformungsabschnitt 192 ist eine Führungsausnehmung 198 ausgebildet.
Der Schlitten 154 besitzt an sich gegenüberliegenden Seiten parallel zu der ersten Führungsrichtung F1 ausgerichtete zweite Führungsleisten 200, die in den ersten Führungsnuten 166 geführt sind. In der zweiten Führungsrichtung F2 sind Vorsprünge 202 angeordnet, die eine nutenähnliche Führung für die ersten Führungsleisten 196 bilden. Weiterhin ist quer zu der zweiten Führungsrichtung F2 eine Führungsplatte 204 ausgebildet, die in der Führungsausnehmung 198 des Betätigungselements 156 geführt ist.
Das Gehäuseoberteil 158 ist kappenartig ausgebildet und weist zum einen Gehäuselöcher 206 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 170 an den Befestigungslöchern 168 entsprechenden Positionen sowie eine den ersten und zweiten Führungsrichtungen F1 und F2 entsprechend kreuzförmige Betätigungselementöffnung 208 auf.
Weiterhin sind in dem Gehäuseteil 158 an der Innenseite Ausnehmungen 210 zur Aufnahme der Träger 148 ausgebildet.
Das Betätigungselement 156 ist aus einer Ruhestellung, in der keine der Schalteinrichtungen leitend ist, das heißt deren Kontaktelemente elektrisch leitend miteinander verbunden sind, in vier Schaltstellungen bewegbar.
Wie in den Fig. 8, 11 und 12 erkennbar, stützen sich die in den Ausnehmungen 210 des Gehäuseoberteils 158 und den Ausnehmungen 164 des Gehäuseunterteils 146 angeordneten Träger 148 an den Seitenwänden des Gehäuseoberteils 158 ab. Sie bilden damit zusammen mit der Bodenplatte 160 eine Aufnahme für das Kappenelement 152, dessen Seitenabschnitte 178 flächig an den Trägern 148 und einem oberen Randbereich nahe den Ausnehmungen 210 anliegen.
Bei einer Bewegung des Betätigungselements 156 parallel zu der zweiten Führungsrichtung F2 verformen Stirnflächen 212 des Verformungsabschnitts 192 entsprechende Kappen 180 in der entsprechenden, parallel zu der zweiten Führungsrichtung F2 verlaufenden Betätigungsrichtung B1 bzw. B2, die koaxial und entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind. Durch diese Bewegung wird der entsprechende Schaltkontakt 186 auf die Kontaktelemente 150 eines Paares von Kontaktelemente bewegt, bis dieser die Kontaktelemente 150 berührt und damit elektrisch miteinander verbindet. Die Schalteinrichtung nimmt nun einen leitenden Schaltzustand ein. Eine Führung des Betätigungselements 156 erfolgt dabei über die ersten Führungsleisten 198 und die Vorsprünge 202 sowie die Führungsausnehmung 198 und die Führungsplatte 204 in dem Schlitten 154. Bei Loslassen des Betätigungselements 156 wird dieses durch die rücktreibenden Kräfte der jeweiligen verformten Kappe 180 in die in Fig. 11 gezeigte Ruhestellung zurück bewegt, in der keine der sich gegenüberliegenden Kappen verformt ist.
Bei Bewegung des Betätigungselements 156 parallel zu der ersten Führungsrichtung Fi wird über die ersten Führungsleisten 196 der Schlitten 154 zusammen mit dem Betätigungselement 156 parallel zu der ersten Führungsrichtung F1 verschoben, wobei Verformungsflächen 214 des Schlittens 154 eine der mit ihren Symmetrie- bzw. Längsachse koaxial zueinander angeordneten Kappen 180 verformt. Diese Bewegung ist durch die Führung des Schlittens 154 mittels der zweiten Führungsleisten 200 und der ersten Führungsnuten 166 entlang einer Geraden geführt. Die Betätigung der jeweiligen Schalteinrichtungen erfolgt ansonsten analog zu der unmittelbaren Betätigung durch das Betätigungselement 156 bei Bewegung in der zweiten Führungsrichtung F2.
Durch die kreuzförmige Ausbildung der Betätigungsöffnung 208 ist eine gleichzeitige Bewegung des Betätigungselements 156 in beiden Führungsrichtungen F1 und F2 nicht möglich.
Bezugszeichenliste
10
Gehäuseunterteil
12
Kappenelement
14
Gehäuseoberteil
16
Betätigungselement
18
Grundplatte
20, 20'
Seitenwände
22, 22'
Führungsrippen
24, 24'
Rastnasen
26, 26'
Kontaktelemente
28, 28', 28"
Abschnitte
30, 30'
Randlippen
32, 32'
Kappen
33
konischer Abschnitt
34, 34'
Betätigungsabschnitte
36
Schaltkontakt
38, 38'
Gehäuseseitenwände
39, 39'
Stirnwandabschnitte
40, 40'
Rastzungen
42, 42'
Rastöffnungen
44
Deckelabschnitt
46
Rippen
48
Öffnung
50
Führungsleisten
52
Betätigungsstift
54
Verformungsabschnitt
56
Führungsplatte
58, 58'
Führungswände
60
Leiste
62
Führungsnuten
64
Gehäuseoberteil
66
Gehäuseplatte
68, 68'
Gehäuseseitenwände
70, 70'
Stirnwandabschnitte
72, 72'
Rastzungen
74, 74'
Rastöffnungen
76
Deckelabschnitt
78
Öffnung
80
Ausnehmung
82
Rastdurchbruch
84, 84'
Führungsleisten
86
Kragen
88
Rasthaken
89
Öffnung
90
Betätigungselement
92
Betätigungsstift
94
Verformungsabschnitt
96
Führungsplatte
98
Gehäuse
100
Kappenelement
102
Betätigungselement
104
Betätigungsteil
106, 106'
Seitenteile
108, 108'
Längsseitenwände
110, 110'
Führungsleisten
112, 112'
Stirnwände
114
Betätigungsstift
116
Verformungsabschnitt
118
Halteabschnitt
120
Platte
122, 122'
erste Rastzungen
124, 124'
erste Rastöffnungen
126, 126'
Seitenwände
128, 128'
Stirnwände
130, 130'
Stirnwände
132, 132'
Deckplatten
134
Führungsnut
136
erste Rastnasen
138
zweite Rastzungen
140
zweite Rastöffnungen
142
zweite Rastnase
144, 144'
Ausnehmungen
146
Gehäuseunterteil
148
Träger
150
Kontaktelemente
152
Kappenelement
154
Schlitten
156
Betätigungselement
158
Gehäuseoberteil
160
Bodenplatte
162
Seitenwandabschnitte
164
Ausnehmungen
166
erste Führungsnuten
168
Befestigungslöcher
170
Befestigungsschrauben
172
Positionierungs- und Haltezapfen
174
Anschlussstifte
176
Mittelabschnitt
178
Seitenabschnitte
180
Kappen
182
konische Abschnitte
184
Betätigungsabschnitte
186
Schaltkontakte
188
Positionierungslöcher
190
Betätigungsstift
192
Verformungsabschnitt
194
Platte
196
zweite Führungsleisten
198
Führungsausnehmung
200
zweite Führungsleisten
202
Vorsprünge
204
Führungsplatte
206
Gehäuselöcher
208
Betätigungselementöffnung
210
Ausnehmungen
212
Stirnflächen
214
Verformungsflächen
B1
Betätigungsrichtung
B2
Betätigungsrichtung
B3
Betätigungsrichtung
B4
Betätigungsrichtung
F
Führungsrichtung
F1
erste Führungsrichtung
F2
zweite Führungsrichtung

Claims (20)

  1. Elektrischer Mehrwegeschalter mit
    wenigstens zwei Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186), die jeweils eine Kappe (32, 32'; 180) aus einem elastischen Material aufweisen, die durch Druck in einer entsprechenden, vorgegebenen Betätigungsrichtung (B1, B2; B1, B2, B3, B4) verformbar ist, so dass ein Schaltzustand der jeweiligen Schalteinrichtung (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186) geändert wird, und
    einem zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung bewegbaren Betätigungselement (16; 90; 102; 156), mittels dessen durch Bewegung in die erste bzw. zweite Schaltstellung die Kappe (32, 32'; 180) einer ersten bzw. zweiten der Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186) zum Ändern des Schaltzustandes der entsprechenden Schalteinrichtung (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186) verformbar ist.
  2. Mehrwegeschalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (16; 90; 102; 156) zwischen der ersten und der zweiten Schaltstellung verschiebbar ist.
  3. Mehrwegeschalter nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsrichtungen (B1, B2; Bi, B2, B3, B4) für wenigstens zwei Kappen (32, 32'; 180) voneinander abweichen und vorzugsweise im Wesentlichen parallel und entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.
  4. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (16; 90; 102; 156) einen Verformungsabschnitt (54; 94; 116; 192) aufweist, der zumindest während der Verformung wenigstens einer der beiden Kappen (32, 32'; 180) wenigstens teilweise die Kappe (32, 32'; 180) berührt.
  5. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kappen (32, 32'; 180) so ausgebildet sind, dass zum Verformen der Kappe (32, 32'; 180) in der jeweiligen Betätigungsrichtung (B1, B2; Bi, B2, B3, B4) eine zunächst zunehmende und nach Überwindung eines Druckpunkts konstante oder abnehmende Kraft erforderlich ist.
  6. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186) jeweils zwei voneinander isolierte Kontakte (26, 26'; 150) aufweisen, die mittels eines in der Kappe (32, 32'; 180) gehaltenen Schaltkontakts (36; 186) durch Druck auf die Kappe (32, 32'; 180) in der jeweiligen Betätigungsrichtung (Bi, B2; Bi, B2, B3, B4) elektrisch miteinander verbindbar sind.
  7. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kappen (32, 32'; 180) zusammen in einem einstückigen Kappenelement (12; 100; 152) ausgebildet sind..
  8. Mehrwegeschalter nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kappenelement (12; 100; 152) wenigstens teilweise in oder an einer Aufnahme (10; 98; 148, 158, 160) gehalten ist, mittels derer die Kappen (32, 32'; 180) des Kappenelements (12; 100; 152) relativ zueinander positioniert und ausgerichtet sind.
  9. Mehrwegeschalter nach Anspruch 6 und 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    die Kontakte (26, 26'; 150) wenigstens einer der Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36; 150, 180, 186) an und/oder in der Aufnahme (10; 98; 148, 158, 160) befestigt sind.
  10. Mehrwegeschalter nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 9 und Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (26, 26'; 150) wenigstens einer der Schalteinrichtungen (150, 180, 186) auf und/oder in einem Träger (148) angeordnet sind, der auf einen Grundkörper (146) aufsteckbar oder mittels eines Gehäuses (158, 160) des Mehrwegeschalters haltbar ist.
  11. Mehrwegeschalter nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 10 und Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36) wenigstens teilweise in einem Gehäuse (10, 14; 10, 64, 66; 98) angeordnet sind, und
    dass das Betätigungselement (16; 90; 102) und das Gehäuse (10, 14; 10, 64, 66; 98) zusammenwirkende Führungseinrichtungen (50, 56, 62; 66, 76, 84, 84', 96; 110, 110', 134) aufweisen.
  12. Mehrwegeschalter nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (16; 90; 102) und das Gehäuse (10, 14; 98) als Führungselemente Führungsnuten (62; 134) und Führungsleisten (50; 110, 110') umfassen.
  13. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36) wenigstens teilweise in einem Gehäuse (10, 14; 10, 64, 66) angeordnet sind, und dass das Betätigungselement (16; 90) eine einen Querschnitt des Verformungsabschnitts (54; 94) wenigstens teilweise umgebende Führungsfläche (56; 66) aufweist, die sich auf einem oder mehreren eine Fläche definierenden Führungselementen (46)
    in oder an dem Gehäuse (10, 14; 10, 64, 66) abstützt.
  14. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36) wenigstens teilweise in einem Gehäuse (10, 64, 66) angeordnet sind, und
    dass das Betätigungselement (90) einen plattenförmigen Führungsabschnitt (96) aufweist, der zwischen zwei sich parallel zu Bewegungsrichtungen (B1, B2) des Betätigungselements (90) erstreckenden Gehäuseteilen (64, 66) geführt ist.
  15. Mehrwegeschalter nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 14 und Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (26, 26', 32, 32', 36) wenigstens teilweise in einem Gehäuse (10, 14; 98) angeordnet sind, und
    dass das Betätigungselement (16; 102) das Gehäuse (10, 14; 98) wenigstens teilweise umgreift.
  16. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (16) auf ein Gehäuse (10, 14) des Mehrwegeschalters aufgeschnappt ist.
  17. Mehrwegeschalter nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (102) wenigstens zwei Teile (106, 106') aufweist, die in einer Richtung quer zu einer Bewegungsbahn (F) des Betätigungselements (102) zwischen den beiden Schaltstellungen zusammengefügt sind.
  18. Mehrwegeschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paare von Schalteinrichtungen (150, 180, 186) so angeordnet sind, dass deren Betätigungsrichtungen (B1, B2, B3, B4) in voneinander abweichenden, vorzugsweise zueinander im Wesentlichen orthogonalen Richtungen verlaufen,
    dass das Betätigungselement (156) zwischen vier Schaltstellungen hin- und herbewegbar ist, und
    dass durch Bewegung des Betätigungselements (156) in eine der Schaltstellungen die Kappe (180) einer der Schalteinrichtungen (150, 180, 186) zur Änderung des Schaltzustands der entsprechenden Schalteinrichtung (150, 180, 186) verformbar ist.
  19. Mehrwegeschalter nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlitten (154) in einem Grundkörper (146) parallel zu einer ersten Führungsrichtung (F1) verschiebbar geführt ist, und
    dass das Betätigungselement (156) an oder in dem Schlitten (154) parallel zu einer zweiten, von der ersten abweichenden Führungsrichtung (F2) geführt ist.
  20. Mehrwegeschalter nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (156) einen Verformungsabschnitt (192) aufweist, der bei Bewegung des Betätigungselements (156) in zwei der Schaltstellungen an der jeweils dabei verformten Kappe (180) anliegt, und
    dass der Schlitten (154) mittels des Betätigungselements (156) verschiebbar ist und wenigstens einen weiteren Verformungsabschnitt (214) aufweist, der durch Bewegung des Betätigungselement (156) in zwei andere Schaltstellungen entsprechend bewegbar ist, so dass die Kappe (180) einer entsprechenden Schaltungseinrichtung verformbar ist.
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