Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für einen
elektronischen Schalter. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Betätigungsvorrichtung
für auf Platinen bzw. PCB angeordnete elektronische Schalter in einem Kraftfahrzeug,
wobei die Platine/PCB mechanisch in zumindest einer Richtung von einem Betätigungshebel
entkoppelt ist.
Bei Bedienelementen moderner Fahrzeuge wird die Form und Genauigkeit
der Bedienelemente und deren Zuverlässigkeit immer wichtiger. Dabei werden
die Anforderungen an Qualität und Qualitätsanmutung ständig erhöht.
Ein wichtiges Kriterium sind dabei die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von
Schaltern, wie sie in großer Zahl in modernen Fahrzeugen verwendet werden.
Diese müssen millionenfacher Betätigung während des Lebenszyklus
eines Kraftfahrzeugs standhalten.
Dabei sollen die Bedienelemente auch eine hohe Qualitätsanmutung
aufweisen. Dafür sind möglichst geringe Spaltmaße trotz der Bewegung
der Bedienelemente wünschenswert. Zudem soll eine Anzahl von Schaltern in einem
vorgegebenen Muster, beispielsweise in einer Reihe entlang einer Linie, angeordnet
werden können, die dann ein einheitliches Bild ohne gegenseitigen Versatz abgeben.
In modernen Fahrzeugen wird dabei die Betätigung eines Schalters
meist auf eine Platine oder ein anderes elektronisches Bauelement mittels eines
elektromechanischen Bauelementes übertragen, wobei das manuelle Signal des
Bedieners in elektronischer Form auf der Platine bzw. weiteren Bauelementen/Schaltkreisen
weiterverarbeitet wird. Dazu können elektronische Schalter-Bauelemente auf
einer Platine vorgesehen sein, welche direkt vom Bediener betätigt werden.
Dies hat zum einen den Nachteil, dass der Bediener direkt eine mechanische Kraft
auf die Platine ausübt, was deren Lebensdauer einschränken kann. Zudem
kann der Bediener auch eine mechanische Kraft auf das elektronische Bauteil ausüben,
die nicht der mechanisch vorgesehenen Schaltrichtung des Bauelementes entspricht
wodurch Scher- oder Drehkräfte auftreten können, welche die Lebensdauer
von Kontakten und/oder mechanischen Elementen des Bauelementes beeinträchtigen.
Durch auf der Platine montierte Schaltelemente wird zudem die Position
der Bedienelemente durch die Lage der Schalter auf der Platine bestimmt, so dass
sich zum einen Montagetoleranzen der Platine an dem Gehäuse und zum anderen
Toleranzen der Montage des Schaltelementes auf der Platine wie auch des Schaltelementes
selbst addieren, was zu einer unerwünschten Lagetoleranz der Bedienelemente
führt. Zudem weisen handelsübliche Schaltelemente eine hohe Lagetoleranz
auf, die nur mit einem erheblichen Kostenaufwand reduzierbar wäre.
Für die optische Anmutung ist aber insbesondere die Positionierung
von Bedienelementen in ihrer Nullstellung oder Ruheposition von Bedeutung, in der
sie vom Bediener am häufigsten wahrgenommen werden.
Zudem muss bei einer direkten Montage des Schalthebels auf der Platine,
die Platine direkt hinter einer Bedienplatte angebracht sein, was oft nicht wünschenswert
ist, oder es müssen, wenn die Platine von der Bedienplatte beabstandet ist,
mechanische Hebelverlängerungen eingesetzt werden die die mechanische Kraft
auf die Platine weiter erhöhen, was die oben beschrieben Nachteile der mechanischen
Belastung weiter verstärkt.
Um diese Nachteile zu vermeiden, sind zusätzliche Platinen mit
elektronischen Schaltern wiw Schalterbauelemente oder Membranschalter (rubber membrane
switsches) bekannt, die von der Hauptplatine mechanisch entkoppelt und von dieser
beabstandet sind um an oder direkt unter der Bedienplatte angeordnet werden zu können.
Diese vermeiden zwar eine direkte mechanische Belastung der Hauptplatine, welche
zudem beliebig bezüglich der Bedienplatte angeordnet sein kann, erfordern aber
die Verwendung einer oder sogar mehrerer zusätzlicher Platinen mit den damit
verbundenen Kosten und sind zudem selbst direkt der mechanischen Belastung durch
den Bediener ausgesetzt.
Ein weiterer Nachteil der direkten Montage von elektromechanischen
Bauelementen besteht darin, dass Bedienelemente nicht mit der wünschenswerten
Genauigkeit angeordnet werden können und dass die Passgenauigkeit im Laufe
der Lebensdauer abnehmen kann.
Es besteht daher der Bedarf an einer Schaltvorrichtung zum Schalten
bzw. Betätigen von elektronischen Bauelementen, welche die mechanische Kraft
des Bedieners in zumindest einer Richtung von dem elektronischen Bauelement trennt.
Es besteht ferner der Bedarf an Bedienelementen zur Steuerung elektronischer
Bauelemente, die passgenau in eine Bedienplatte angeordnet sind und trotz ihrer
mechanischen Bewegung nur geringe Spaltmaße aufweisen.
Es ist zudem wünschenswert, dass die Bedienelemente im Wesentlichen
unabhängig von der Anordnung der Elektronik an der Bedientafel bzw. im Armaturenbrett
angeordnet werden können um eine freie Wahl der Schaltwege bei einer flexiblen
Anordnung der elektronischen Bauelement zu ermöglichen.
Zur Lösung der oben genannten Probleme und Aufgaben, schlägt
die Erfindung eine Betätigungsvorrichtung für zumindest ein elektronisches
Bauelement gemäß dem Anspruch 1 vor wobei bevorzugte Ausführungsformen
in den nebengeordneten Ansprüchen definiert sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Betätigung von
zumindest einem, auf einer in einem Gehäuse angeordneten Platine vorgesehenen,
elektronischen Schaltelement weist eine an dem Gehäuse gelagerte und auf das
Schaltelement wirkende, mechanischen Betätigungseinrichtung auf, wobei die
Betätigungseinrichtung aus einer Nullstellung in zumindest eine erste Schaltstellung
auslenkbar ist und wobei zumindest die Nullstellung der Betätigungseinrichtung
durch einen Gehäuseabschnitt bestimmt ist. Es ist dabei besonders vorteilhaft,
dass die Nullstellung der Betätigungseinrichtung unabhängig von dem elektronischen
Schaltelement und/oder der Platine ist. Dadurch entstehen keine Lagertoleranzen
eines Bedienelementes im Bezug auf das Gehäuse, weil die Nullstellung oder
Ruhestellung nur durch Gehäuseparameter definiert ist. Das erlaubt die Verwendung
von handelsüblichen Standardbauelementen/Schaltelementen ohne spezielle mechanische
Anforderungen.
Eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung hat darüber
hinaus den Vorteil, dass die Platine nahezu beliebig in dem Gehäuse angeordnet
werden kann ohne Rücksicht auf die Position von Bedienelementen in einer Blende
oder Schalttafel. Dabei kann beispielsweise im Automobilbau auf die Vorgaben eines
Designers oder Herstellers bezüglich der Position und dere-Betätigungswege
von Bedienelementen eingegangen werden, ohne dass dies das Layout oder Design der
Platine beeinflussen muss, was Konstruktion und Entwicklung entsprechender Elemente
vereinfacht.
In vorteilhafter Weise können dabei auch mehrere Betätigungsvorrichtung
an dem Gehäuse beliebig angeordnet sein und trotzdem Schaltelemente auf derselben
Platine betätigen. Beispielsweise können eine Serie von Schaltern in einer
Reihe angeordnet werden die eine Vielzahl verschiedener Funktionen ausüben
können, wobei die Schalter in ihrer Nullstellung präzise, und nur durch
die Gehäuseabschnitte bestimmt, unabhängig von den Schaltelementen und
der Platine, ausgerichtet werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine „Sägezahnstellung"
bzw. ein Versatz der Bedienelemente verhindert werden. Zudem ist der Betätigungsmechanismus
unabhängig von Abnutzungseffekten der Schaltelemente.
Der Begriff Gehäuse bezeichnet im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung eine Struktur, welche den Betätigungseinrichtung und die Platine
trägt oder in geeigneter Weise hält und diese mit Bezug zueinander anordnet.
Das Gehäuse kann dabei mehrere Abschnitte und/oder Elemente umfassen. Das Gehäuse
kann auch offen oder geschlossen sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse
eine Blende bzw. ein Bedienpanel an einem Abschnitt auf wobei geeignete Öffnungen
vorgesehen sind, durch die zumindest ein Element der Betätigungseinrichtung
auf die dem Benutzer zugewandte Seite der Blende geführt werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Gehäuse an
einer Blende bzw. einem Bedienpanel wie beispielsweise einer Armaturentafel eines
Fahrzeugs angeordnet und kann dort beispielsweise nachträglich montiert werden.
Dadurch kann das Gehäuse mit der Betätigungsvorrichtung und den Schaltelementen
separate vormontiert werden und auch in Kombination mit verschiedenen Blenden verwendet
werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungseinrichtung
mittels eines Vorspannelementes hin zu ihrer Nullstellung elastisch vorgespannt.
Daraus ergibt sich eine Rückstellkraft bei einer Auslenkung oder Bewegung der
Betätigungseinrichtung z.B. während ihrer Bedienung. Das Vorspannelement
kann beispielsweise eine Feder sein, die auf die Betätigungseinrichtung einwirkt
und an dem Gehäuse, der Platine oder einem anderen an dem Gehäuse festgesetzten
Bauteil gegengelagert ist.
In vorteilhafter Weise kann das Vorspannelement das elektronische
Schaltelement sein oder in dieses integriert sein. Dabei kann die Feder-/ oder Vorspannung,
die in vielen elektromechanischen Schaltelementen vorgesehen ist, für die Rückstellkraft
bzw. die elastische Vorspannung genutzt werden, was den Einsatz eines separaten
Feder- bzw. Vorspannelementes erübrigt.
Das auf der Platine vorgesehene Schaltelement kann dabei ein elektromechanischer
Schalter oder Taster oder auch ein Membraneschalter sein. Dabei können handelsübliche
Schaltelemente verwendet werden, die häufig über integrierte Federelemente
oder andere Rückstellmechanismen verfügen. Diese können vorteilhaft
zur elastischen Vorspannung der Betätigungseinrichtung verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung
umfasst die Betätigungseinrichtung zumindest einen Bedienhebel und zumindest
einen an diesem angelenkten und auf das Schaltelement wirkenden Übertragungshebel.
Damit lässt sich auf einfache Weise eine Betätigungseinrichtung
realisieren, bei der die Betätigung der Schaltelemente auf der Platine nicht
direkt erfolgt sondern erst über ein Hebelsystem umgelenkt wird. Mit den zwei
Hebel können die Betätigung des Bedienhebels in nahezu jeden Bewegungsrichtung
übersetzt werden, was die Anordnung der Schaltelemente und der Platine im Bezug
auf eine Blende oder Bedienebene nahezu frei wählbar macht. Über den Bedienhebel
und den Übertragungshebel hinaus können weitere Hebel vorgesehen sein,
die weitergehenden Umlenkungen und Kraftübersetzungen ermöglichen.
Es können zudem auch bezüglich des Gehäuses festgesetzte
oder in dem Gehäuse ausgeformte Anschläge für die Hebel vorgesehen
sein, die die Bewegung der Hebel in ihrer Auslenkung in die jeweilige Bedienrichtung
begrenzt, beispielsweise in einer maximalen Auslenkung in einer Schaltposition.
Die Hebel können auch mittels bezüglich des Gehäuses festgesetzter
oder in dem Gehäuse oder der Blende ausgeformter Führungselemente in einer
Bewegung quer zu Bedienrichtung begrenzt sein.
Die Anlenkung des Übertragungshebels kann dazu in einer weiteren
Ausführungsform eine Nockenbahn in einem der beiden Hebel und eine mit der
Nockenbahn in Eingriff stehende Nocke an dem anderen der beiden Hebel umfassen,
wobei sich die Nockenbahn in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Bedienrichtung
des Bedienhebels erstreckt. Durch einen in einer Nockenbahn geführten Nocken
kann eine Kraft in einer Richtung senkrecht zur Nockenbahn, entlang der Bedienrichtung
übertragen werden, während die Kraft entlang der Nockenbahn nicht übertragen
werden kann, wodurch der Übertragungshebel bezüglich einer Kraft entlang
der Erstreckungsrichtung der Nockenbahn entkoppelt ist solange der Nocken nicht
am Ende der Nockenbahn anliegt. Dadurch kann beispielsweise ein Belastung des Bedienhebels
hin zu dem Gehäuse nicht auf den Übertragungshebel und somit nicht auf
die Platine übertragen werden, was diese und die darauf befindlichen Elemente
vor übermäßiger und schädlicher Belastung schützt. Außerdem
ermöglicht die Nockenbahn eine Verdrehung der Hebel zueinander, selbst wenn
diese um verschiedene zueinander beabstandete Drehpunkte oder Drehachsen gedreht
bzw. geschwenkt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Bedienhebel
einen Bedienabschnitt an einem Ende auf und ist an dem dem Bedienabschnitt gegenüberliegenden
Ende um eine erste Achse drehbar angeordnet. Der Bedienabschnitt kann dabei beispielsweise
aus einer Blende oder Bedienplatte durch eine geeignete Öffnung herausragen,
wobei der Rest der Vorrichtung in dem Gehäuse verdeckt und geschützt ist.
Der Bedienabschnitt kann zudem eine Kappe oder sonstige Elemente aufweisen, die
den optischen und haptischen Anforderungen und Wünschen entsprechen. Durch
die Wahl eines möglichst langen Bedienhebels bzw. durch eine möglichst
große Beabstandung der ersten Achse von dem Bedienabschnitt, kann die Bewegung
des Bedienabschnitts bei einem Auslenken/Versetzen aus der Nullstellung in eine
Schaltstellung im Wesentlichen linear sein, wenn die Auslenkdistanz klein im Verhältnis
zu Hebellänge ist. Dies bietet den Vorteil, dass die Schaltbewegung, bzw. die
Bedienbewegung im Wesentlichen parallel zu einer Blenden- bzw. Panelebene sein kann
wodurch geringe Spaltmaße realisiert werden können. Insbesondere werden
gering Abstände von der Bedienkappe zu der Blende ermöglicht.
Die Lagerung des Bedienhebels an einer ersten Achse bietet darüber
hinaus den Vorteil, dass diese Achse aufgrund ihrer Entkopplung von der Platine
vergleichsweise massiv ausgeführt werden kann, wodurch sie erhebliche Radialkräfte
oder Verwindungskräfte auf den Bedienhebel aufnehmen kann. Dadurch werden sowohl
der Übertragungshebel als auch die Schaltelemente und/oder die Platine vor
ungewollter und ungeeigneter Krafteinwirkung geschützt, was die Lebensdauer
und Qualität der Vorrichtung erhöht
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Übertragungshebel
drehbar am Gehäuse gelagert und in Nullstellung mit zumindest einem ersten
Anlageelement des Gehäuses in Anlage. Die drehbare Lagerung kann dabei mittels
einer an einem Gehäuseabschnitt gelagerten Achse erfolgen oder durch ein Gegenlager
gegen das der Übertragungshebel mittels Hebelkraft gehalten wird. Durch die
Anlage an dem Anlageelement des Gehäuses wird dabei ein Nullpunkt des Übertragungshebels
festgelegt, der unabhängig von den Schaltelementen und/oder der Platine ist.
Damit ist auch der Nullpunkt des Bedienhebels unabhängig von dem Schaltelement
und/oder der Platine bestimmt.
Dabei kann der Übertragungshebel durch das Vorspannelement in
Anlage mit dem ersten Anlageelement gehalten sein. So kann beispielsweise ein Federelement
vorgesehen sein, welches den Hebel um seine Drehachse hin gegen das Anlageelement
vorspannt. Wie oben ausgeführt, kann die Vorspannung auch mittels des Schaltelementes
selbst erfolgen.
Darüber hinaus ist in einer bevorzugten Ausführungsform
der Übertragungshebel eine Wippe, die in Ruhestellung mit dem ersten Anlageelement
und zumindest einem zweiten Anlageelement des Gehäuses in Anlage ist und wobei
die Wippe jeweils einen dem ersten Anlageelement und einen dem zweiten Anlageelement
entsprechenden ersten und zweiten Anlageabschnitt aufweist, wodurch die Wippe in
Ruhestellung an den Anlageelementen ausgerichtet ist. Durch die
doppelte Lagerung des Übertragungshebels, der zudem noch durch die Anlenkung
mit dem Bedienhebel geführt ist, kann der Übertragungshebel optimal an
dem Gehäuse ausgerichtet werden. Dazu sind die Anlageelemente und die diesen
entsprechenden Anlageabschnitte geeignet ausgebildet.
Die Anlageelemente können beispielsweise Nasen, Spitzen oder
auch Kanten sein, die in dem Gehäuse ausgeformt sind oder an diesem angebracht
sind. Diese können aus demselben Material wie das Gehäuse sein, sie können
aber auch gegen Abnutzung entsprechend verstärkt oder/und geschützt sein.
Darüber hinaus können die Anlageelemente auch spezielle oder handelsübliche
geeignete Elemente sein, die an geeigneter Stelle an/in dem Gehäuse angebracht
sind. Dem Anlageelement entsprechenden Anlageabschnitte können dementsprechend
Kerben, Nuten, Bohrungen oder ähnliche Vertiefungen sein, die in der Form den
Anlageelementen entsprechen. Dies bedeutet hier, dass die Form der Anlageabschnitte
immer etwas größer bemessen ist, als die Form Anlageelemente, so dass
diese sich in den Vertiefungen innerhalb von Toleranzen ausrichten können.
Es ist auch möglich, dass die Vertiefungen oder Einkerbungen
in dem Gehäuseabschnitt befindlich sind und entsprechenden Spitzen bzw. Nasen
oder ähnliches an der Wippe bzw. an dem Übertragungshebel vorgesehen sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt die Wippe
auf zumindest zwei Schaltelemente. Dies hat den Vorteil, dass mit einem Bedienelement
zwei Funktionen gesteuert werden können, z.B. in dem der Bedienhebel einmal
in eine erste Richtung und dann in eine zweite Richtung ausgelenkt wird, wodurch
die Wippe in zwei Richtungen bewegt werden kann, was zur Betätigung zweier
Schaltelemente genutzt werden kann.
Es können zudem auch weitere Schaltelemente vorgesehen sein,
so dass in eine/oder beide Bedienrichtungen des Bedienhebels und der Wippe auch
mehrere Schaltelemente parallel oder auch nacheinander betätigt werden können.
Dadurch kann beispielsweise eine Stufenschaltung realisiert werden. Die Anzahl der
Schaltelemente ist dabei nicht begrenzt und kann bis zu einer quasilinearen Schaltungsabstufung
erweitert werden.
In einer bevorzugten speziellen Ausführungsform ist die Wippe
in zwei Richtungen auslenkbar, wobei die Wippe bei Auslenkung in einer ersten Richtung
um das zweite Anlageelement gedreht ist und bei Auslenkung in eine zweite Richtung
um das erste Anlageelement gedreht ist. Dadurch wird die zweifach Lagerung, z.B.
mittels der oben beschriebenen Anlageelemente und -abschnitte, vorteilhaft sowohl
als Anlagepunkt zur Ausrichtung der Wippe bzw. des Übertragungshebels als auch
als flexibler Drehpunkt genutzt. Durch die wechselseitige Verwendung wirkt jeder
Anlagepunkt jeweils als Anschlag in einer Richtung und als Drehpunkt in der jeweils
anderen Richtung.
In einer speziellen Ausführungsform ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung in einem elektrischen Steuerungselement für ein Fahrzeug ausgeführt.
Sie kann beispielsweise in ein Armaturenbrett integriert werden und zur Bedienung
von Fahrzeugfunktionen verwendet werden. Ebenso ist Erfindung in Einbaugeräten
einsetzbar, die beispielsweise in ein Fahrzeug eingesetzt werden.
Es ist auch eine Entkopplung der Betätigungsvorrichtung und des
Schaltelements möglich, so dass beispielsweise die Betätigungsvorrichtung
in/an einer Blende oder einem Bedienteil wie beispielsweise einem Armaturenbrett
angebracht ist, während die Platine mit den Schaltelementen mit einem weiteren
Bauteil z.B. einer Steuerungsbox verbunden ist, so dass Schaltelement und Betätigungsvorrichtung
erst beim Zusammenbau von Steuerungsbox und Blende miteinander in Eingriff kommen.
Für Fachleute ist es offensichtlich, dass eine erfindungsgemäße
Betätigungsvorrichtung nicht nur in Fahrzeugen, sondern mit jeglichen Steuerungseinrichtungen
verwendet werden kann, bei denen eine präzise und/oder optisch positive Anmutung
erwünscht ist.
Fachleuten werden sich weitere Anwendungen und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erschließen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim
Lesen der folgenden, lediglich beispielhaften und nicht einschränkend angeführten
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, welcher unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen erfolgt. Darin zeigt:
1, eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Betätigungsvorrichtung für elektronische Schalter auf einer Platine;
2a, die Betätigungsvorrichtung aus 1
in einer ersten Schaltstellung; und
2b, die Betätigungsvorrichtung aus 1
in einer zweiten Schaltstellung.
In den Figuren und der folgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen
werden gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 stellt eine spezielle Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung
für elektronische Bauelemente dar. Die Betätigungsvorrichtung umfasst
einen Bedienhebel 2 mit einem Bedienabschnitt oder Bedienende
3, das beispielsweise eine Kappe sein kann, wobei der Bedienhebel an dem
dem Bedienabschnitt gegenüberliegenden Ende um eine Drehachse X drehbar gelagert
ist. Dadurch wird eine Bedienebene des Bedienhebels festgelegt, so dass der Hebel
in der Blende 32 des Gehäuses nach oben bzw. unten versetzt werden
kann. Der Abstand der Drehachse X von der Blende 32 beziehungsweise von
dem Bedienende 3 des Bedienhebels 2 ist dabei möglichst groß
gewählt, so dass der Betätigungsradius des Bedienhebels möglichst
groß wird und eine Betätigung des Bedienhebels in der Bedienebene im Wesentlichen
parallel zur Blende 32 ausgeführt wird. Dadurch kann der Abstand einer
Bedienkappe 3 am Ende des Bedienhebels mit geringer Toleranz bzw. mit geringem
Abstand zur Blende 32 angebracht werden, was eine höhere Qualitätsanmutung
erbringt.
Der Betätigungshebel weist zudem eine Nockenbahn 4 auf,
in der eine mit einem Übertragungshebel 12 verbundene Nocke
14 gelagert ist. Der Übertragungshebel 12 ist als Wippe ausgeführt,
die zusätzlich zur Nocke in Ruhstellung mit jeweils einem ersten Wippenarm
16 an einer ersten Nase 36 und mit einem zweiten Wippenarm
17 an einer zweiten Nase 37 gelagert ist. Die Lagerungsabschnitte
bzw. Anlageabschnitte der Wippenarme sind dazu so ausgeformt, dass sie der jeweiligen
Nase entsprechen, beispielsweise mittels entsprechender Einkerbungen, so dass eine
sichere Positionierung der Wippe 12 in ihrer Ruhestellung gewährleistet
ist.
Die Lagerung der Wippe an den Nasen erfolgt dabei durch zumindest
ein Federelement, das so vorgespannt ist, dass die Wippe gegen die Nasen gehalten
wird.
In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Federelemente in ein erstes Schaltelement 26 und in ein zweites Schaltelemente
27 integriert, die hin zur ihrer Nullstellung elastisch vorgespannt sind.
Durch die elastische Vorspannung liegen die Schaltelemente an den jeweiligen Wippenarmen
16 bzw. 17 an und üben eine Kraft auf die Wippenarme hin
zu den jeweiligen Nasen 36, 37 des Gehäuses auf.
In Nullstellung, ohne äußere Krafteinwirkung, wird somit
der erste Wippenarm 16 mittels des elastisch vorgespannten Schaltelementes
26 gegen die Nase 36 gedrückt und gleichzeitig der zweite
Wippenarm 27 mittels des elastisch vorgespannten Schaltelements
27 gegen die Nase 37 gedrückt. Der Nocken 14 kann
in dieser horizontalen Richtung frei in der Nockenbahn 4 gleiten, während
er in vertikaler Richtung positioniert ist.
Bei den Schaltelementen 26, 27 kann es sich um Schalter
oder Taster handeln, beispielsweise um handelsübliche Bauelemente, die an einer
Platine/PCB (printed circuit board) 22 angelötet oder auf andere Fachleuten
bekannte Weise festgesetzt sind. Die Taster/Schalter werden üblicherweise einen
oder mehrerer Kontakte auf der Platine herstellen oder/und unterbrechen, wenn der
jeweilige Schalter/Taster betätigt wird. Die Platine 22 ist dabei
von der Blende 32 beabstandet in/an dem Gehäuse angeordnet. Der Abstand
und die Position der Platine kann durch geeignete Wahl und Anordnung der Hebel nahezu
beliebig gewählt sein.
Alternativ können die Schaltelemente 26, 27
auch Membranschalter sein, die in Fachleuten bekannter Weise an der Platine angeordnet
sind.
Die beide Nasen 36, 37 sind darüber hinaus
bezüglich der Blende 32 bzw. bezüglich des Gehäuses festgesetzt,
und beispielsweise in die Ausformung eines Gehäuses oder eines Gehäuseabschnitts
integriert. Die Position der Nasen definiert dabei die Nullstellung oder Ruhestellung
der Wippe 12 und damit die Nullstellung der Nocke 14. Dadurch
wird in vorteilhafter Weise auch die Nullstellung des Bedienhebels 2 und
damit die bezüglich der Figur vertikale Position der Bedienkappe
3 in Nullstellung bestimmt. In den Figuren ist die Lage der Nullstellung
durch die Achse S dargestellt, die in Nullstellung der Betätigungsvorrichtung
durch die Nocken und die Drehachse X verläuft. Die Position der Nullstellung
wird damit auf eine einfach zu verwirklichende, kostengünstige, zuverlässige
und dauerhafte Art verwirklicht, die zudem unabhängig von weiteren zu betätigenden
Elementen wie der Schaltelemente 26, 27, der Platine
22 oder anderen elektromechanischen Bauelementen ist. Dadurch wird die
Position der Nullstelle des Betätigungshebels in vorteilhafter Weise unabhängig
von Montagetoleranzen der Platine 22 in dem Gehäuse.
Diese Festlegung der Nullstellung hat zudem den Vorteil, dass mehrere
nebeneinander angeordnete baugleiche Schalter oder Betätigungsvorrichtungen
präzise zueinander angeordnet werden können und somit beispielsweise ohne
Versatz in einer Reihe angeordnet werden können. Es ist offensichtlich, dass
auch andere, beliebige Anordnungsmuster vorgesehen sein können.
In 2a ist eine erste Betätigungsstellung/Schaltstellung
der Betätigungsvorrichtung aus 1 dargestellt.
Eine Versetzen der Bedienkappe 3 am Bedienende des Bedienhebels
2 nach oben bewirkt eine Drehung des Bedienhebels im Uhrzeigersinn um die
Drehachse X. Da der Abstand der Drehachse X von dem Bedienhebel
wesentlich größer als der Versatz der Bedienkappe ist, ist die Bewegung
im Wesentlichen vertikal und der horizontale Abstand zwischen Bedienkappe
3 und Blende 32 ändert sich nur minimal, was eine geringe
Toleranz und/oder geringe Spaltmaße ermöglicht.
Das Versetzen des Bedienhebels 2 nach oben hin bewirkt einen
Veratz des in der Nockenbahn 4 geführten Nockens 14 der Wippe
12 im Wesentlichen nach oben hin weg von der Nulllageachse S. Die Lagerung
des zweiten Wippenarmes 17 an der zweiten Nase 37 bewirkt eine
Drehung der Wippe 12 im Uhrzeigersinn um die zweite Nase 37 als
Drehpunkt. Dabei wird der zweite Wippenarm 17 durch die elastische Vorspannung
bzw. Federkraft des Schaltelementes 27 gegen die zweite Nase
37 gehalten. Der Nocken 14 kann sich in der Nockenbahn
4 bewegen und unterschiedliche Winkel der Hebel zueinander ermöglichen.
Der erste Wippenarm 16 bewegt sich dabei von der ersten Nase
36 weg und drückt gegen die elastische Vorspannung auf das erste Schaltelement
26, wodurch dieses betätigt werden kann.
In 2b ist eine zweite Betätigungsstellung/Schaltstellung
der Betätigungsvorrichtung aus 1 dargestellt.
Eine Versetzen der Bedienkappe 3 am Bedienende des Bedienhebels
2 nach unten bewirkt analog zu der mit Bezug zu 2a
dargestellten Versetzung nach oben eine Drehung des Bedienhebels gegen den Uhrzeigersinn
um die Achse X. Auch hier ist die Bewegung im Wesentlichen vertikal und der horizontale
Abstand zwischen Bedienkappe 3 und Blende 32 ändert sich
nur minimal.
Das Versetzen des Bedienhebels 2 nach unten bewirkt einen
Veratz des in der Nockenbahn 4 geführten Nockens 14 der Wippe
12 im Wesentlichen nach unten hin von der der Nulllageachse S. Die Lagerung
des ersten Wippenarmes 16 an der ersten Nase 36 bewirkt eine Drehung
der Wippe 12 gegen den Uhrzeigesinn um die erste Nase 36 als Drehpunkt.
Dabei kann sich der Nocken 14 in der Nockenbahn 4 bewegen. Der
zweite Wippenarm 17 bewegt sich dabei von der zweiten Nase 37
weg und drückt gegen dessen elastische Vorspannung auf das zweite Schaltelement
27, wodurch dieses betätigt werden kann.
Dem Fachmann ist dabei offensichtlich, dass eine erfindungsgemäße
Betätigungsvorrichtung auch lediglich ein Schaltelement vorsehen kann und dass
die Betätigung in nur eine Richtung, entweder nach oben oder nach unten, erfolgen
kann. Dies kann z.B. durch einen Anschlag realisiert sein.
Es ist ebenfalls offensichtlich, dass in einer Reihe oder einer anderen
Anordnung von Schaltern auch beliebige Kombinationen von einer Vielzahl von erfindungsgemäßen
Betätigungsvorrichtungen mit Schaltstellungen oben/unten, nur oben, nur unten
möglich sind.
Dem Fachmann ist zudem offensichtlich, dass die verwendeten Bezeichnungen
„oben" bzw. „unten" lediglich auf die Ebene der Figuren bezogen ist
und das jegliche Ausrichtung der Vorrichtung möglich ist, so dass jegliche
Ausrichtung der Betätigungs-/Bedienrichtung möglich ist.
Es ist weiterhin für den Fachmann offensichtlicht, das die Lage
der Hebel zueinander, sowie die Lage der Hebel mit Bezug auf das Gehäuse und
die Schaltelemente bzw. die Platine und die Lage der Lagerungspunkte lediglich beispielhaft
und nicht einschränkend ist. Vielmehr können durch eine geeignete Wahl
von Hebellängen, Lagerpunkten, Vorspannungsstärken der Feder- bzw. Schaltelemente
usw. unbegrenzte Hebelübersetzungen im Rahmen der Erfindung verwirklicht werden.
So kann beispielsweise durch eine geeignete Wahl der Hebelparameter ein vorbestimmter
oder gewünschter Versatz zwischen der Nullstellung und der ersten und/oder
zweiten Betätigungsstellung der Bedienkappe erreicht werden ohne dass die Lage
der Schaltelemente auf der Platine verändert werden müsste. Auch kann
die Lage der Schaltelemente auf der Platine in weiten Bereichen frei angeordnet
werden. Die Erfindung ermöglicht es zudem, die Platine im Wesentlichen unabhängig
von der Bedienplatte oder Blende im Gehäuse anzuordnen, was eine flexiblere
Anordnung der Bedienhebel, insbesondere im automobilen Bereich ermöglicht.