EP1808877A2 - Electrical microswitch - Google Patents
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Definitions
- the pushbuttons used include known KSC Series pushbuttons from ITT Industries, Inc.
- the micro-switch 11 has a substantially cubic housing with two small end faces, two large side surfaces, large underside 14 and large-area top 15 near an end face emerges from the top 15 as an actuator 16 a Tastst Schemeel with a part of its length.
- a spring tongue not shown, is arranged, which can be acted upon by the actuating element 16 and so can move at least two electrical contacts relative to each other.
- the spring tongue itself can be effective as an electrical contact, as in the DE 198 34 888 represented or realized in other micro-switches.
- the contact surface 22 is bounded as a recess by a circumferential collar 26. This can have latching noses or a flanging for fixing the snap discs 13.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Signalgeber nach Art eines Schalters oder Tasters, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen und/oder zum elektrischen Öffnen von Türen, Klappen, Hauben oder dergleichen.The invention relates to an electrical signal transmitter in the manner of a switch or pushbutton, in particular for use in motor vehicles and / or for the electrical opening of doors, flaps, hoods or the like.
Mikro-Schalter sind in unterschiedlichen Ausführungen und technischen Funktionsweisen bekannt. Einen Mikro-Schalter zum elektrischen Öffnen einer Heckklappe eines Fahrzeugs, eingebaut in ein Griffgehäuse, zeigt beispielsweise die
Einen Mikro-Schalter mit elektrische Kontakte beaufschlagender Federzunge zeigt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Signalgeber zu schaffen, der elektrisch präzise arbeitet und dessen mechanische Funktion robust ist.The object of the present invention is to provide an electrical signal generator which operates with precise electrical precision and whose mechanical function is robust.
Der erfindungsgemäße elektrische Signalgeber, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen und/oder zum elektrischen Öffnen von Türen, Klappen, Hauben oder dergleichen, weist folgende Merkmale auf:
- eine elektrische Betätigungseinheit, welche mit einem Betätigungselement, insbesondere einem Stößel versehen ist,
- mindestens eine Schnappscheibe, die auf das Betätigungselement zur Betätigung desselben wirkt, und die insbesondere außerhalb der elektrischen Betätigungseinheit angeordnet ist.
- an electrical actuating unit, which is provided with an actuating element, in particular a plunger,
- at least one snap-action disc, which acts on the actuating element for actuating the same, and which is arranged in particular outside of the electrical actuating unit.
Vorgesehen ist eine Kombination aus elektrischer Betätigungseinheit und zusätzlich vorgesehener Schnappscheibe. Die elektrische Betätigungseinheit stellt die elektrische Funktion des Schaltvorgangs sicher. Mit der Schnappscheibe ist eine mechanisch äußerst robuste Betätigung mit hoher Betätigungskraft sichergestellt. Beaufschlagt wird die Schnappscheibe, welche auf das Betätigungselement wirkt.Provided is a combination of electrical actuator and additionally provided snap disk. The electric actuator ensures the electrical function of the switching operation. The snap-action disc ensures a mechanically extremely robust operation with high operating force. The snap disk, which acts on the actuating element, is acted upon.
Schnappscheiben werden auch als Knackfrösche bezeichnet und sind als gewölbte Membranfedern ausgebildet. Durch Form und Radius der Wölbung ist der Feder- bzw. Schaltweg der Schnappscheibe auf natürliche Weise begrenzt. Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schalter werden vorzugsweise Schnappscheiben verwendet, die auch in Computer-Tastaturen eingesetzt werden. Die Schnappscheiben können mittig eine Einwölbung aufweisen, die der Wölbung im Übrigen entgegengerichtet ist.Snap discs are also known as popcorn frogs and are designed as curved diaphragm springs. Due to the shape and radius of the curvature of the spring or switching path of the snap disc is limited in a natural way. In the context of the switch according to the invention preferably snap discs are used, which are also used in computer keyboards. The domes may have a concave center, which is the other direction of the curvature otherwise.
Vorteilhafterweise ist als elektrische Betätigungseinheit ein Mikro-Schalter oder ein Taster vorgesehen. Mikro-Schalter und Taster sind seit längerem bekannt. Diese sind in großen Stückzahlen zu niedrigen Kosten herstellbar. Die elektrische Funktion ist bewährt. Die zusätzlich vorgesehene Schnappscheibe erhöht die erforderliche Betätigungskraft und verbessert so die Bedienbarkeit für bestimmte Anwendungen.Advantageously, a micro-switch or a button is provided as an electrical actuating unit. Micro switches and buttons have been known for some time. These can be produced in large quantities at low cost. The electrical function is proven. The additionally provided snap-action disc increases the required actuating force and thus improves the operability for certain applications.
Als Mikro-Schalter werden vorzugsweise die aus der
Als Taster können unter anderem bekannte Taster der Serie KSC von ITT Industries, Inc. verwendet werden.The pushbuttons used include known KSC Series pushbuttons from ITT Industries, Inc.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind der elektrische Signalgeber und die mindestens eine Schnappscheibe von einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen. Das gemeinsame Gehäuse ist vorzugsweise ähnlich der äußeren Form der elektrischen Betätigungseinheit, des Mikro-Schalters oder Tasters gestaltet, insbesondere kubisch. Der elektrische Signalgeber nimmt so nur unwesentlich mehr Volumen als die elektrische Betätigungseinheit allein ein.According to a further aspect of the invention, the electrical signal transmitter and the at least one snap-action disc are received by a common housing. The common housing is preferably designed similar to the outer shape of the electrical actuator, the micro-switch or button, in particular cubic. The electrical signal transmitter so only slightly more volume than the electrical actuator unit alone.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Betätigungseinheit im gemeinsamen Gehäuse und relativ zu diesem festgehalten. Außerdem ist die mindestens eine Schnappscheibe am Gehäuse im Bereich des Betätigungselements gehalten, derart, dass der Hub der Schnappscheibe auf den Hub des Betätigungselements übertragen wird. Vorzugsweise ist die mindestens eine Schnappscheibe an einer Außenseite des gemeinsamen Gehäuses fixiert.Advantageously, the electrical actuating unit is held in the common housing and relative thereto. In addition, the at least one snap-action disc is held on the housing in the region of the actuating element, such that the stroke of the snap-action disc is transmitted to the stroke of the actuating element. Preferably, the at least one snap-action disc is fixed to an outer side of the common housing.
Zur Erhöhung der Schaltkraft können Form, Material und Wandstärke der Schnappscheibe variiert werden. Möglich ist auch die Verwendung mehrerer übereinander liegender Schnappscheiben, die dann vorzugsweise relativ zu einander gleich ausgerichtet sind bzw. mit gleicher Ausrichtung aufeinander liegen.To increase the switching force shape, material and wall thickness of the snap disk can be varied. It is also possible to use a plurality of superimposed snap discs, which are then preferably aligned relative to each other the same or lie with the same orientation to each other.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Schnappscheibe mit Rastelementen am Gehäuse gehalten ist, wobei die Rastelemente insbesondere Teile des Gehäuses sind. Die Schnappscheibe wird beispielsweise zwischen zwei einander gegenüberliegende Rastelemente eingesetzt. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage des elektrischen Signalgebers.According to a further aspect of the invention, it is provided that the at least one snap-action disc is held with latching elements on the housing, wherein the latching elements are in particular parts of the housing. The snap disk is used for example between two opposing locking elements. This allows a simple and quick installation of the electrical signal generator.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der mindestens einen Schnappscheibe in Betätigungsrichtung der elektrischen Betätigungseinheit aufweist und dass der Anschlag vorzugsweise eine Ausnehmung zum Durchtritt des Betätigungselements aufweist. Der Anschlag kann als Fläche entsprechend der Größe der Schnappscheibe gestaltet sein. Auch kann durch den Anschlag am Gehäuse der Betätigungsweg der Schnappscheibe konstruktiv eindeutig begrenzt werden unabhängig von Toleranzen der Schnappscheibe. Die Anordnung der Ausnehmung zum Durchtritt des Betätigungselements im Bereich des Anschlags sichert außerdem die Präzision der mechanischen Funktion des Signalgebers.According to a further aspect of the invention, it is provided that the housing has a stop for limiting the movement of the at least one snap-action disc in the actuating direction of the electrical actuating unit and that the stop preferably has a recess for the passage of the actuating element. The stop can be designed as a surface corresponding to the size of the snap disk. Also, by the stop on the housing of the actuation of the snap-action disc constructive be clearly limited regardless of tolerances of the snap disk. The arrangement of the recess for the passage of the actuating element in the region of the stop also ensures the precision of the mechanical function of the signal generator.
Vorteilhafterweise ist der Anschlag für die Bewegung der mindestens einen Schnappscheibe eine Außenfläche des Gehäuses. Dabei sind insbesondere Rastelemente für die mindestens eine Schnappscheibe randseitig an der Außenfläche angeordnet.Advantageously, the stop for the movement of the at least one snap-action disc is an outer surface of the housing. In particular, latching elements for the at least one snap-action disc are arranged at the edge on the outer surface.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das Gehäuse eine insbesondere einseitig offene Kammer zur Aufnahme der elektrischen Betätigungseinheit, auf, insbesondere mit einer Ausnehmung für den Durchtritt des Betätigungselements in einer der offenen Seite gegenüberliegenden Wandung. Die Konstruktion ist so besonders einfach und robust, auch im Hinblick auf den Zusammenbau des Signalgebers.According to a further aspect of the invention, the housing has a chamber, which is open in particular on one side, for receiving the electrical actuating unit, in particular with a recess for the passage of the actuating element in a wall opposite the open side. The construction is so very simple and robust, also with regard to the assembly of the signal generator.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Betätigungseinheit im Gehäuse durch Rastelemente, Klebemittel, Schrauben, Nieten, Schweißen oder dergleichen gehalten, insbesondere mit einer Steg- und Rastverbindung, vorzugsweise mit am Gehäuse angeordneten Rastelementen, weiche hinter Kanten der elektrischen Betätigungseinheit fassen. Dadurch ist es möglich, dass die Betätigungseinheit mit einer einzigen Bewegung in das Gehäuse eingesetzt werden kann und dort gehalten wird.Advantageously, the electrical actuating unit is held in the housing by latching elements, adhesives, screws, rivets, welding or the like, in particular with a web and latching connection, preferably arranged on the housing latching elements, soft behind edges of the electrical actuator unit. This makes it possible that the actuator unit can be inserted with a single movement in the housing and held there.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist das Gehäuse Ausnehmungen oder Durchgangslöcher mit oder ohne Befestigungszapfen und für die Befestigung des Gehäuses am Verwendungsort auf. Ein Verwendungsort ist beispielsweise der Griff für eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.According to a further aspect of the invention, the housing has recesses or through holes with or without fastening pins and for fastening the housing at the place of use. A place of use is, for example, the handle for a tailgate of a motor vehicle.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen elektrischen Signalgeber nach Art eines Schalters,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch den Signalgeber gemäß Fig. 1 entlang der Linie A-A,
- Fig. 3
- einen Schnitt durch den Signalgeber gemäß Fig. 1 entlang der Linie B-B,
- Fig. 4
- eine Draufsicht entsprechend Fig. 1, jedoch ohne Schnappscheibe,
- Fig. 5
- einen Schnitt durch einen Signalgeber nach Art eines Tasters.
- Fig. 1
- a top view of an inventive electrical signal generator in the manner of a switch,
- Fig. 2
- a section through the signal generator of FIG. 1 along the line AA,
- Fig. 3
- a section through the signal generator of FIG. 1 along the line BB,
- Fig. 4
- a plan view corresponding to FIG. 1, but without snap disc,
- Fig. 5
- a section through a signal generator in the manner of a button.
Ein erfindungsgemäßer elektrischer Signalgeber 10 besteht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem an sich bekannten Mikro-Schalter 11, einem Gehäuse 12 und drei übereinander liegenden Schnappscheiben 13. Der Mikro-Schalter 11 ist vorzugsweise entsprechend dem in der
Der Mikro-Schalter 11 weist ein im wesentlichen kubisches Gehäuse mit zwei kleinen Stirnflächen, zwei großen Seitenflächen, großflächiger Unterseite 14 und großflächiger Oberseite 15 auf Nahe einer Stirnseite tritt aus der Oberseite 15 als Betätigungselement 16 ein Taststößel mit einem Teil seiner Länge aus.The micro-switch 11 has a substantially cubic housing with two small end faces, two large side surfaces,
Im Inneren des Mikro-Schalters 11 ist eine nicht gezeigte Federzunge angeordnet, die vom Betätigungselement 16 beaufschlagbar ist und so mindestens zwei elektrische Kontakte relativ zueinander bewegen kann. Dabei kann auch die Federzunge selbst als elektrischer Kontakt wirksam sein, wie dies auch in der
Das den Mikro-Schalter 11 umgebende Gehäuse 12 ist ebenfalls im Wesentlichen kubisch ausgebildet mit einer Ausrichtung analog dem Gehäuse des Mikro-Schalters. Dabei verläuft die Unterseite 14 des Mikro-Schalters 11 etwa entlang einer offenen Unterseite 17 des Gehäuses 12. Die Oberseite 15 kommt an einer oberen Innenseite 18 des Gehäuses 12 zu liegen oder weist hierzu einen nur geringen Abstand auf. Die Innenseite 18 ist Teil einer oberen Wandung 19 des Gehäuses 12.The
Zum Durchtritt des Betätigungselements 16 weist die obere Wandung 19 eine Bohrung 20 auf. Teil der oberen Wandung 19 ist außerdem eine leichte Erhöhung 21, welche außen eine Anlagefläche 22 als Anschlag für die Schnappscheiben 13 aufweist. Die Bohrung 20 ist etwa mittig in der Anlagefläche 22 angeordnet, wobei die Betätigungsrichtung des Betätigungselements 16 etwa senkrecht zur Anlagefläche 22 verläuft.For the passage of the
Die Anlagefläche 22 ist zugleich das Ergebnis einer leichten Vertiefung in der Erhöhung 21. Form und Größe der Anlagefläche 22 entsprechen etwa den Ausmaßen der Schnappscheiben 13, so dass diese gegen Seitwärtsbewegungen am Gehäuse 12 fixiert sind. Außerdem sind die Schnappscheiben 13 seitlich durch Rastelemente 23 bzw. Rastnasen gegen ein Abheben von der Anlagefläche 22 gesichert. Konkret sind zwei einander gegenüberliegende Rastelemente 23 in Fortsetzung von Seitenwänden 25 des Gehäuses 12 vorgesehen.The
Die Schnappscheiben 13 sind zwischen den Rastnasen 24 der Rastelemente 23 einerseits und der Anlagefläche 22 andererseits verbiegbar und bewegen dabei das Betätigungselement 16 um eine definierte Weglänge in den Mikro-Schalter 11 hinein.The
Die Anlagefläche 22 ist als Vertiefung von einem umlaufenden Kragen 26 begrenzt. Dieser kann Rastnasen oder eine Umbördelung zur Fixierung der Schnappscheiben 13 aufweisen.The
Die Schnappscheiben 13 sind im Wesentlichen quadratisch ausgebildet mit konkaven Seitenrändern 27 und abgestumpften Ecken 28. Außerdem sind die Schnappscheiben 13 relativ zur Anlagefläche 22, konkav ausgebildet mit einer mittigen, konvexen Gegenwölbung 29, welche an einer schmalen Oberseite oder Spitze des Betätigungselements 16 anliegt.The
Der Mikro-Schalter 11 ist im Gehäuse 12 durch einander gegenüberliegende Rastnasen 30 gehalten. Diese sind innen an den Seitenwänden 25 nahe der offenen Unterseite 17 vorgesehen und greifen unter entsprechende Seitenkanten 31 nahe der Unterseite 14 des Mikro-Schalters 11. Bei ausreichend flexibler bzw. elastischer Ausbildung des Gehäuses 12 kann der Mikro-Schalter 11 einfach in das Gehäuse 12 hineingedrückt werden und arretiert dabei selbstständig durch Zusammenwirken mit den Rastnasen 30.The micro-switch 11 is held in the
Der Mikro-Schalter 11 weist an seiner Unterseite 14 zwei oder mehr elektrische Kontakte 32 auf, die zugleich aus der offenen Unterseite 17 herausstehen. Die Begriffe "Oberseite" und "Unterseite" dienen nur zur Abgrenzung gegeneinander und müssen naturgemäß an die Lage des Schalters am Verwendungsort angepasst werden.The micro-switch 11 has on its
Das Gehäuse 12 und/oder der Mikro-Schalter 11 sind mit Befestigungslöchern 33, insbesondere im Bereich der Seitenwände 25, und/oder mit Befestigungszapfen 34 versehen, welche auch in den Befestigungslöchern 33 stecken können. Damit ist eine einfache Montage in anderen Baugruppen oder Funktionseinheiten möglich. Dabei können auch Befestigungslöcher im Gehäuse 12 mit Befestigungslöchern im Mikra-Schalter 11 fluchtend.The
Gemäß Fig. 5 kann im Gehäuse 12 anstelle des Mikro-Schalters 11 auch ein Taster 35 gehalten sein. Dieser ist üblicherweise wesentlich flacher ausgebildet als ein Mikro-Schalter, beispielsweise mit einer Bauhöhe von etwa 3 mm bis 4 mm anstelle von 9 mm. Entsprechend ist auch das Gehäuse 12 in Fig. 5 deutlich flacher ausgebildet als in den Fig. 2 und 3. Im Übrigen kann das Gehäuse 12 gemäß Fig. 5 dieselben Eigenschaften und Merkmale aufweisen wie in den Fig. 2 und 3. So weist auch der Taster 35 an seiner Oberseite 36 das zur Schnappscheibe 13 gerichtete Betätigungselement 16 auf und ist an seiner Unterseite 37 randseitig durch Rastnasen 30 des Gehäuses 12 in demselben gehalten. Elektrische Kontakte 32 des Tasters 35 sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 seitlich, also parallel zu der Oberseite 36 gerichtet und treten aus einer seitlichen Ausnehmung 38 aus dem Gehäuse 12 aus. Taster dieser und anderer Art sind bekannt und können von vielen Anbietern kostengünstig erworben werden. Durch die Kombination mit mindestens einer Schnappscheibe 13 und insbesondere den Einbau in das Gehäuse 35, kann die mechanische Funktion insgesamt verbessert und vorzugsweise die erforderliche Betätigungskraft erhöht werden. Eine Umkonstruktion des Tasters 35 ist hierfür nicht erforderlich.According to FIG. 5, a
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