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Dokumentenidentifikation DE102006022667A1 22.11.2007
Titel Elektrischer Schalter
Anmelder Hella KGaA Hueck & Co., 59557 Lippstadt, DE
Erfinder Dicke, Volker, 59909 Bestwig, DE;
Schierling, Ulrich, 59556 Lippstadt, DE
DE-Anmeldedatum 16.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006022667
Offenlegungstag 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse H01H 25/06(2006.01)A, F, I, 20060516, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Schiebedach, mit einer Bedientaste (14) zur Betätigung wenigstens erster, zweiter und dritter elektrischer Schaltkontakte (16, 18, 20), mit einem Schaltergehäuse (12), in dem die Bedientaste (14) sowie die ersten, zweiten und dritten elektrischen Schaltkontakte (16, 18, 20) gelagert sind, wobei die Bedientaste (14) von einer Ausgangslage in eine erste Betätigungsrichtung (22) bewegbar ist, wodurch erste elektrische Schaltkontakte (16) schaltbar sind, und wobei die Bedientaste (14) von der Ausgangslage in eine zweite Betätigungsrichtung (24) bewegbar ist, wodurch zweite elektrische Schaltkontakte (18) schaltbar sind, und wobei die Bedientaste (14) von der Ausgangslage in eine dritte Betätigungsrichtung (26), die in entgegengesetzter Richtung zur zweiten Betätigungsrichtung (24) orientiert ist, bewegbar ist, wodurch dritte elektrische Schaltkontakte (20) schaltbar sind, und wobei die zweite und dritte Betätigungsrichtung (24, 26) senkrecht zur ersten Betätigungsrichtung (22) orientiert sind. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Schalter derart weiterzubilden, dass sein innerer Aufbau vereinfacht und damit der Aufwand zur Montage des Schalters vermindert wird. Um diese Aufgabe zu lösen, ist vorgesehen, dass die ersten, zweiten und dritten Schaltkontakte (16, 18, 20) jeweils als Schaltmatte ausgeführt sind, deren Kontaktelemente und Gegen-Kontaktelemente jeweils von einem ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Schiebedach, mit einer Bedientaste zur Betätigung wenigstens erster, zweiter und dritter elektrischer Schaltkontakte, mit einem Schaltergehäuse, in dem die Bedientaste sowie die ersten, zweiten und dritten elektrischen Schaltkontakte gelagert sind, wobei die Bedientaste von einer Ausgangslage in eine erste Betätigungsrichtung bewegbar ist, wodurch erste elektrische Schaltkontakte schaltbar sind, und wobei die Bedientaste von der Ausgangslage in eine zweite Betätigungsrichtung bewegbar ist, wodurch zweite elektrische Schaltkontakte schaltbar sind, und wobei die Bedientaste von der Ausgangslage in eine dritte Betätigungsrichtung, die in entgegengesetzter Richtung zur zweiten Betätigungsrichtung orientiert ist, bewegbar ist, wodurch dritte elektrische Schaltkontakte schaltbar sind, und wobei die zweite und dritte Betätigungsrichtung senkrecht zur ersten Betätigungsrichtung orientiert ist.

Aus der DE 100 00 598 A1 ist ein elektrischer Schalter bekannt, der als Spiegelverstellschalter oder Sitzverstellschalter in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. Der Schalter besitzt eine Bedientaste, die in mehrere Richtungen verschiebbar ist, um damit unterschiedliche Schaltfunktionen zu realisieren. Zur elektrischen Schaltung sind Kontaktelemente vorgesehen, die in eine erste Betätigungsrichtung schaltbar sind. Die Bedientaste wiederum ist in eine zweite Betätigungsrichtung bewegbar, die senkrecht zur ersten Betätigungsrichtung liegt. Zur Umlenkung der – je nach Einbausituation – beispielsweise horizontalen Bewegung der Bedientaste in der zweiten Betätigungsrichtung in die senkrecht dazu vorliegende erste Betätigungsrichtung, in der die Schaltkontakte betätigbar sind, dient ein entsprechend ausgelegtes Schaltglied. Das Schaltglied weist dazu einen endseitig gehäusefesten Betätiger auf, der nach Art eines Biegebalkens mit seinem freien Ende den Schaltkontakt beaufschlagt. Die Auslenkung des Betätigers erfolgt dabei durch zugeordnete Schaltnockenpaare, die die Bewegung der Bedientaste in der zweiten Betätigungsrichtung in eine Bewegung des Betätigers in die erste Betätigungsrichtung umlenken. Dabei erfolgt die Einleitung der Kräfte in den Biegebalken in einem etwa mittig zwischen den festen und dem freien Ende gelegenen Bereich.

Aus der DE 34 15 997 C2 ist ein Schalter bekannt, der zur Betätigung eines elektrisch angetriebenen Schiebedachs dient. Der Schalter ist dabei derart ausgelegt, dass die Beweglichkeit des Bedienelements der des Schiebedachs nachempfunden ist. Er ist dazu in Verschieberichtung sowie in Schwenkrichtung des Schiebedachs verschiebbar.

Für einen derartigen Schalter ist ein vergleichsweise komplexer innerer Aufbau zur Gewährleistung der Beweglichkeit des Bedienelements sowie zur Ansteuerung der elektrischen Schaltkontakte erforderlich. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sein innerer Aufbau vereinfacht und damit der Aufwand zur Montage des Schalters vermindert wird.

Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, dass die ersten, zweiten und dritten Schaltkontakte jeweils als Schaltmatte ausgeführt sind, deren Kontaktelemente und Gegen-Kontaktelemente jeweils von einem elastischen Kunststoffwerkstoff umschlossen in einem Hohlraum angeordnet sind, wobei die Beweglichkeit der Bedientaste in Richtung der ersten, zweiten und dritten Betätigungsrichtung linear ausgeführt ist, und wobei die Bedientaste im wesentlichen aufgrund der Elastizität der Schaltmatten selbsttätig in die Ausgangslage zurückbewegbar ist. Durch die Ausführung der Schaltkontakte als Schaltmatten wird die Anzahl der während der Montage des Schalters zu handhabenden Bauteile gering gehalten. Zudem ist die Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen wie Schmutz und Feuchtigkeit auf die Kontakte aufgrund des umschließenden Kunststoffmaterials vermindert. Die Beweglichkeit der Bedientaste auf linearen Bewegungsbahnen ermöglicht eine einfache und unempfindliche Gestaltung der Lagerung der Bedientaste innerhalb des Schaltergehäuses. Die Nutzung von Schaltmatten hat darüber hinaus den Vorteil, dass sie von sich aus aufgrund des Materialeinsatzes eines Kunststoffwerkstoffes weitestgehend eine elastische Rückstellung der Bedientaste in die Ausgangslage gewährleisten lässt, ohne dass zusätzliche Federelemente, die einen weiteren Montageaufwand bedeuten würden, zwingend erforderlich sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweiten und dritten Schaltkontakte zweistufig aufgebaut sind, indem in Schaltrichtung nacheinander eine erste elektrische Schaltstufe und danach eine zweite elektrische Schaltstufe schaltbar sind. Durch entsprechende Anbindung der verschiedenen Schaltstufen an eine Auswerteelektronik ist es damit ermöglicht, das durch den Schalter zu steuernde Schiebedach in der ersten Schaltstufe während des Haltens des Schalters und in der zweiten Schaltstufe automatisiert bis in eine Endposition fahren zu lassen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltmatte des ersten Schaltkontaktes zwei Kontaktdome aufweist, die durch eine Trägerbasis miteinander verbunden sind, wobei die Trägerbasis aus einem metallischen Werkstoff besteht und als Blechabschnitt ausgebildet ist. Dadurch wird die effektive Funktionsfläche der Schaltmatte zur Beaufschlagung durch das Bedienelement vergrößert und stabilisiert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Schaltkontakt zwei parallele Schaltmatten aufweist. Durch diese Parallelschaltung mehrerer Schaltkontakte und die damit verbundene Redundanz kann die Zuverlässigkeit des Schalters in diese Betätigungsrichtung erhöht werden und die Homogenität des Schaltvorgangs verbessert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerbasis und die Schaltmatte mit einem Klebemittel dauerhaft verbunden sind. Die Klebeverbindung ist dabei mit einfachen mitteln unter industriellen Bedingungen herstellbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedientaste innerhalb des Schaltergehäuses schwimmend gelagert ist, wobei sie in Richtung der zweiten und dritten Betätigungsrichtung verschiebbar ist. Diese schwimmende Lagerung der Bedientaste lässt sich daher mit einfachen konstruktiven Mitteln ohne die Notwendigkeit weiterer beweglicher Einzelteile erzielen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedientaste derart gelagert ist, dass sie in jeder ausgelenkten Stellung in Richtung der zweiten oder dritten Betätigungsrichtung zudem in Richtung der ersten Betätigungsrichtung betätigbar ist. Durch eine derartige doppelte Lagerung, also schwimmende Lagerung einerseits sowie Möglichkeit der Betätigung rechtwinklig dazu, kann jede Schaltstellung in zweiter beziehungsweise dritter Betätigungsrichtung mit jeder Schaltstellung in erster Betätigungsrichtung gleichzeitig kombiniert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerbasis gegenüber der Bedientaste derart angeordnet ist, dass die Bedientaste in jeder ausgelenkten Stellung in Richtung der zweiten und dritten Betätigungsrichtung die Trägerbasis bei Auslenkung in die erste Betätigungsrichtung erreichen und die ersten Schaltkontakte betätigen kann. Dadurch wird eine zuverlässige Schaltung in allen Schaltungskonstellationen gewährleistet.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltmatten zusätzlichen zu den elektrischen Kontakten Kraft-Weg-Dome mit einer federnden Wirkung ohne elektrische Funktion aufweisen. Dadurch kann die federnde Eigenschaft der Schaltmatten weiter gesteigert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bedientaste einen Federarm nach Art eines Biegebalkens aufweist, der eine Rückstellkraft entgegen der Richtung der ersten Betätigungsrichtung bewirkt. Durch diese zusätzlichen Federelemente kann bei Bedarf eine Reibkräfte entwickelnde Kopplung der Betätigungsrichtungen vermieden werden, wobei das Bedienelement klapperfrei gehalten wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine räumliche Darstellung des Schalters;

2 eine räumliche Darstellung des inneren Aufbaus des Schalters;

3 einen Teilbereich der Darstellung nach 3;

4 einen Teilbereich der Darstellung nach 4.

1 zeigt einen Schalter 10, der zur Betätigung eines Schiebedachs in einer Dachbedieneinheit eines Kraftfahrzeuges eingebaut werden kann. Innerhalb eines Schaltergehäuses 12 sind eine Bedientaste 14 sowie erste, zweite und dritte Schaltkontakte 16, 18, 20 gelagert. Die Bedientaste 14 liegt hierbei in einer Ausgangslage mittig zwischen den zweiten und dritten Schaltkontakten und beabstandet vom ersten Schaltkontakt. Die Bedientaste 14 ist ausgehend von der Ausgangslage in eine erste Betätigungsrichtung 22 linear bewegbar, wodurch der erste Schaltkontakt 16 betätigt wird und damit eine elektrische Kontaktierung erfolgt, die wiederum von einer elektrischen oder elektronischen Steuereinheit auswertbar ist. Zudem ist die Bedientaste 14 in eine zweite Betätigungsrichtung 24 linear bewegbar, wodurch der zweite Schaltkontakt 18 betätigt wird. Wird die Bedientaste 14 in die entgegengesetzte Richtung, also in die dritte Betätigungsrichtung 26 linear bewegt, so wird der dritte Schaltkontakt 20 betätigt.

Die Schaltkontakte 16, 18, 20 sind, wie in den 1 bis 4 erkennbar, jeweils als Schaltmatten ausgeführt. Durch den elastische Kunststoffwerkstoff erfüllen sie neben der elektrischen Schaltfunktion der Kontaktelemente und Gegenkontaktelemente im Innern der Schaltmatten zudem eine federnde Funktion, so dass die Bedientaste weitestgehend selbsttätig von einer ausgelenkten Positionierung in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

Wie in 4 dargestellt, besteht der erste Schaltkontakt 16 aus zwei Schaltmatten auf einer gemeinsamen Trägermatte. Der erste Schaltkontakt 16 weist damit zwei Kontaktdompaare 30 auf, die jeweils über eine Trägerbasis 28, bestehend aus einem Blechabschnitt, miteinander verbunden sind. Eine Bewegung der Bedientaste 14 über den Bedientastenträger 15, der gegenüber dem Schaltergehäuse 12 schwimmend gelagert ist, führt damit zu einer Beaufschlagung der Trägerbasis 28 und damit zu einer Betätigung der entsprechenden elektrischen Kontaktelemente.

Der Bedientastenträger 15 ist gegenüber dem Schaltergehäuse 12 über die Führungsnuten 32 linear verschiebbar in Richtung der zweiten beziehungsweise dritten Betätigungsrichtung 24, 26 verschiebbar. Die Bedientaste 14 wiederum ist gegenüber dem Bedientastenträger 15 derart gelagert, dass sie in Richtung der ersten Betätigungsrichtung 24 linear verschiebbar ist. Die über die Schaltkräfte hinausragenden Betätigungskräfte werden über die Mechanik der Kunststoffteile abgefangen und schützen dadurch die Schaltmatten vor Überlast und Zerstörung.

10
Schalter
12
Schaltergehäuse
14
Bedientaste
15
Bedientastenträger
16
erste Schaltkontakte
18
zweite Schaltkontakte
20
dritte Schaltkontakte
22
erste Betätigungsrichtung
24
zweite Betätigungsrichtung
26
dritte Betätigungsrichtung
28
Trägerbasis
30
Kontaktdompaare
32
Führungsnuten
34
Federarm


Anspruch[de]
Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Schiebedach, mit einer Bedientaste (14) zur Betätigung wenigstens erster, zweiter und dritter elektrischer Schaltkontakte (16, 18, 20), mit einem Schaltergehäuse (12), in dem die Bedientaste (14) sowie die ersten, zweiten und dritten elektrischen Schaltkontakte (16, 18, 20) gelagert sind,

– wobei die Bedientaste (14) von einer Ausgangslage in eine erste Betätigungsrichtung (22) bewegbar ist, wodurch erste elektrische Schaltkontakte (16) schaltbar sind,

– und wobei die Bedientaste (14) von der Ausgangslage in eine zweite Betätigungsrichtung (24) bewegbar ist, wodurch zweite elektrische Schaltkontakte (18) schaltbar sind,

– und wobei die Bedientaste (14) von der Ausgangslage in eine dritte Betätigungsrichtung (26), die in entgegengesetzter Richtung zur zweiten Betätigungsrichtung (24) orientiert ist, bewegbar ist, wodurch dritte elektrische Schaltkontakte (20) schaltbar sind,

– und wobei die zweite und dritte Betätigungsrichtung (24, 26) senkrecht zur ersten Betätigungsrichtung (22) orientiert ist,

dadurch gekennzeichnet,

– dass die ersten, zweiten und dritten Schaltkontakte (16, 18, 20) jeweils als Schaltmatte ausgeführt sind, deren Kontaktelemente und Gegen-Kontaktelemente jeweils von einem elastischen Kunststoffwerkstoff umschlossen in einem Hohlraum angeordnet sind,

– wobei die Beweglichkeit der Bedientaste (14) in Richtung der ersten, zweiten und dritten Betätigungsrichtung (22, 24, 26) linear ausgeführt ist,

– und wobei die Bedientaste (14) im wesentlichen aufgrund der Elastizität der Schaltmatten selbsttätig in die Ausgangslage zurückbewegbar ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten und dritten Schaltkontakte (18, 20) zweistufig aufgebaut sind, indem in Schaltrichtung nacheinander eine erste elektrische Schaltstufe und danach eine zweite elektrische Schaltstufe schaltbar sind. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmatte des ersten Schaltkontaktes (16) zwei Kontaktdome (30) aufweist, die durch eine Trägerbasis (28) miteinander verbunden sind, wobei die Trägerbasis (28) aus einem metallischen Werkstoff besteht und als Blechabschnitt ausgebildet ist. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaltkontakt (16) zwei parallele Schaltmatten aufweist. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (28) und die Schaltmatte mit einem Klebemittel dauerhaft verbunden sind. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedientaste (14) innerhalb des Schaltergehäuses (12) schwimmend gelagert ist, wobei sie in Richtung der zweiten und dritten Betätigungsrichtung (24, 26) verschiebbar ist. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedientaste (14) derart gelagert ist, dass sie in jeder ausgelenkten Stellung in Richtung der zweiten oder dritten Betätigungsrichtung (24, 26) zudem in Richtung der ersten Betätigungsrichtung (22) betätigbar ist. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbasis (28) gegenüber der Bedientaste (14) derart angeordnet ist, dass die Bedientaste (14) in jeder ausgelenkten Stellung in Richtung der zweiten und dritten Betätigungsrichtung (24, 26) die Trägerbasis (28) bei Auslenkung in die erste Betätigungsrichtung (22) erreichen und die ersten Schaltkontakte (16) betätigen kann. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmatten zusätzlichen zu den elektrischen Kontakten Kraft-Weg-Dome mit einer federnden Wirkung ohne elektrische Funktion aufweisen. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedientaste (14) einen Federarm (34) nach Art eines Biegebalkens aufweist, der eine Rückstellkraft entgegen der Richtung der ersten Betätigungsrichtung (22) bewirkt.






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