DE10151603C1 - Mehrwege-Schalteranordnung, sowie Schalterbaustein - Google Patents

Abstract

Mehrwege-Schalteranordnung, enthaltend zumindest zwei Schalterbausteine, welche einerseits als einzelne Baugruppe zur Verwendung in einer Zweiwege-Schalteranordnung geeignet sind und welche andererseits in Kombination eine Mehrwege-Baugruppe, vorzugsweise Vierwege-Baugruppe, für eine Vierwege-Schalteranordnung ausbilden, die durch ein gemeinsames, entlang vier kreuzförmig zueinander ausgerichteten Betätigungsrichtungen führbares Bedienelement betätigbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrwege-Schalteranordnung mit zumindest zwei Schalterbausteinen. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Schalterbaustein vorzugsweise zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Mehrwege-Schalteranordnung.

In vielen Anwendungsgebieten, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, werden zur Betätigung von beweglichen Bauteilen Mehrwege-Schalteranordnungen mit einem multifunktionalen, beispielsweise kappenförmig ausgebildeten Bedienelement eingesetzt, welches in mehrere Betätigungsrichtungen bewegbar ist. Vorzugsweise ist zur Erleichterung der Bedienung jeder Bewegungsrichtung des Bauteils eine sinngemäße Betätigungsrichtung des Bedienelementes zugeordnet.

Derartige Schalteranordnungen werden entweder in Form von Zweiwege- Schalteranordnungen mit zwei einander entgegengesetzten Betätigungs­ richtungen des Bedienelementes, beispielsweise für die Auf- und Abbewegung eines Fensters, oder in Form von Vierwege-Schalteranordnungen mit kreuzförmig zueinander ausgerichteten, jeweils paarweise entgegengesetzten Betätigungsrichtungen, beispielsweise für die XY-Verstellung eines Spiegels oder für die Ausrichtung eines Fahrzeugsitzes, eingesetzt.

Durch die DE 198 44 335 C1 ist eine Mehrwege-Schalteranordnung mit einer einem Grundkörper zugeordneten Domschaltmatte bekannt geworden. Dabei werden die Schaltelemente der Domschaltmatte durch ein gemeinsames, mit dem über mehrere Achsen kippbar gelagerten Bedienelement verbundenes Betätigungselement bei deren Verstellung beeinflußt.

Weiterhin ist durch die EP 0 632 475 A1 eine Mehrwege-Schalteranordnung bekannt geworden, bei der vier stößelartig ausgeführte, in einem Grundkörper konzentrisch angeordnete und verschiebbar gehaltene Ansteuerelemente durch ein gemeinsames, von einem zentral angeordneten, kippbar gelagerten Bedienelement bewegbares Betätigungselement verstellbar sind. Die Ansteuerelemente wirken dabei auf Schaltelemente einer dem Grundkörper zugeordneten Domschaltmatte.

Desweiteren ist in der DE 195 17 538 A1 eine als Vierwege-Kippschalter ausgestaltete Mehrwege-Schalteranordnung offenbart. Bei dieser vorbekannten Schalteranordnung werden vier hebelartige, in einem Grundkörper schwenkbar gelagerte, mit den Schaltelementen einer Domschaltmatte kooperierende Ansteuerelemente durch ein gemeinsames Betätigungselement angesteuert, welches durch ein über mehrere Achsen kippbar gelagertes Bedienelement betätigt wird.

Nachteilig bei diesen vorbekannten Schalteranordnungen ist die Verwendung einer vergleichsweise großen Anzahl von teilweise kompliziert herzustellenden Einzelteilen, welche speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt sein müssen und welche nur relativ aufwändig zu montieren sind.

Darüber hinaus besteht bei all den vorstehend erwähnten Ausführungsformen einer Mehrwege-Schalteranordnung das Problem, daß der Aufbau nicht modular ausgeführt und damit der Platzbedarf immer auf die maximale, durch die Funktionalität bestimmte Schalterausgestaltung abzustimmen ist.

Außerdem ist durch die US-PS 5 719 361 A ein Schalterbaustein mit einer in einem Grundkörper angeordneten Domschaltmatte bekannt geworden, wobei an dem Grundkörper zwei der Domschaltmatte zugeordnete, gegenläufig bewegbare Ansteuerelemente vorhanden sind, die durch ein in entgegengesetzte Richtungen bewegbares Bedienelement wechselweise ansteuerbar sind. Ein solcher Schaltbaustein ist nicht ohne weiteres durch einen zumindest nahezu identischen Schaltbaustein zu ergänzen, um eine Vierwege-Schalteranordnung zu realisieren.

Schließlich ist in der EP 1 126 483 A1 ein Schaltbaustein offenbart, wobei an einem Grundkörper ein in mehrere Richtungen verstellbares Bedienelement vorhanden ist, dem mit jeweils einem Schaltelement kooperierende Ansteuerelemente zugeordnet sind, die als mit Ansteuerschrägen versehene, mit den Schaltelementen kooperierende, axial verschiebliche Schieber ausgebildet sind. Problematisch bei einem solchen Schaltbaustein ist der recht komplexe, immer auf die maximale Funktionalität ausgerichtete Aufbau desselben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer kompakten Mehrwege-Schalteranordnung, welche möglichst viele vorgefertigte Baugruppen umfasst, die einfach herzustellen und vielseitig einsetzbar sind. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen einfach herzustellenden Schalterbaustein zu schaffen, welcher als vorgefertigte Baugruppe vorteilhafterweise in der erfindungsgemäßen Mehrwege- Schalteranordnung einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Mehrwege-Schalteranordnung enthält zumindest zwei Schalterbausteine, welche jeweils durch ein in entgegengesetzte Richtungen bewegbares Betätigungselement betätigbar sind. Einzeln für sich genommen bilden die Schalterbausteine jeweils eine Zweiwege-Baugruppe für eine Zweiwege-Schalteranordnung. Andererseits sind die Schalterbausteine jedoch auch so ausgestaltet, daß die Kombination von zwei gleichartigen, vorzugsweise komplementär zueinander ausgestalteten Schalterbausteinen eine Vierwege-Baugruppe für eine Vierwege-Schalteranordnung ausbildet, wobei diese durch ein gemeinsames Betätigungselement betätigbar ist, welches vorzugsweise in vier kreuzweise zueinander ausgerichtete Richtungen bewegbar ist.

Die Schalterbausteine weisen jeweils zumindest zwei, vorzugsweise hebelartig ausgestaltete, einander durch das gemeinsame Betätigungselement paarweise zugeordnete Ansteuerelemente auf, die in einer antiparallelen Anordnung (siehe z. B. Fig. 1) auf einem gemeinsamen Grundkörper angeordnet sind. Das Betätigungselement ist in entgegengesetzte Richtungen verstellbar, wobei die Richtungen einen Winkel (vorzugsweise 90°) mit der Längserstreckung der Ansteuerhebel einschliessen. An das Betätigungs­ element ist ein zugeordnetes Bedienelement (beispielsweise eine Bedienknopf oder eine Taste) gekoppelt - vorzugsweise ist das Bedienelement starr mit dem Betätigungselement verbunden.

Den Ansteuerelementen ist weiterhin jeweils zumindest ein Schaltelement zugeordnet, welches im Schalterbaustein enthalten sein kann oder auch von diesem losgelöst, an einem anderen Teil der den Schalterbaustein enthaltenden Schalteranordnung, befestigt sein kann.

Die Schaltelemente können verschiedenartig ausgebildet sein, beispielsweise in Form von elastischen Kontaktelementen - entsprechend den elastischen Kontaktelementen einer Domschaltmatte -, die mit zugeordneten, beispielsweise auf einer Leiterplatte aufgebrachten Gegen-Kontakten zusammenwirken, als vorgefertigte Mikroschalter, Feder-Schaltkontakte oder aber auch als berührungslos arbeitende Schaltelemente wie z. B. Licht­ schranken, Hall-Elemente oder dergleichen (wobei ggf. ein zusätzliches (elastisches) Element zur Erzeugung der Haptik und/oder der für die Rückstellung notwendigen Kraftkomponente erforderlich ist).

Die vielfältige Anwendbarkeit des Schalterbausteins wird durch die besondere Ausgestaltung und Anordnung der Ansteuerelemente und des Grundkörpers ermöglicht: neben der Verwendung als Schalterbaustein einer Zweiwege- Schalteranordnung mit gegenläufiger Betätigungsrichtung des Betätigungs­ elementes ist - wie bereits erwähnt - in Kombination mit einem zweiten gleichartigen Baustein auch die Verwendung in einer Vierwege- Schalteranordnung mit vier kreuzweise angeordneten Betätigungsrichtungen des Betätigungselementes möglich. Für besondere Anwendungsfälle ist es auch möglich, den Schalterbaustein so auszugestalten, daß eine von den senkrechten Ausrichtung der paarweise einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen abweichende Ausrichtung realisiert wird.

Vorzugsweise wird der Schalterbaustein mit Hilfe einer Spritzgießtechnik aus einem oder aus mehreren - insbesondere aus zwei -, unterschiedlichen Kunststoffmaterialien hergestellt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Ansteuerelemente als schwenkbewegliche Hebel über eine Achsverbindung mit dem Grundkörper verbunden.

Bei dieser Ausführungsform der gelenkigen Verbindung ist es weiterhin günstig, Ansteuerelemente und Grundkörper mit der Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik in ein und demselben Spritzgießwerkzeug herzustellen, wobei die Ansteuerelemente quasi in an dem Grundkörper angeformte Lageraufnahmen eingepritzt werden. Durch eine geeignete Auswahl der Kunststoffmaterialien, insbesondere im Hinblick auf die relative Schrumpfung der einzelnen Materialien beim Aushärten, bleibt die an das Ansteuerelement angeformte Achse in der zugeordneten Lageraufnahme nahezu spielfrei drehbeweglich. Darüber hinaus ist es auch möglich, weitere bewegliche Teile (insbesondere ein hebelartiges Betätigungselement) durch die Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik mit in den Schalterbaustein einzubringen. Dadurch können Montagearbeiten zumindest weitgehend entfallen.

Die erfindungsgemäße Mehrwege-Schalteranordnung enthaltend zwei Schalterbausteine, sowie der erfindungsgemäße Schalterbaustein wird im Folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1a einen ersten Schalterbaustein 1,

Fig. 1b einen zum ersten Schalterbaustein 1 komplementären, nahezu identischen zweiten Schalterbaustein 1',

Fig. 1c den ersten und den zweiten Schalterbaustein 1, 1' zu einer Vierwege-Baugruppe B kombiniert,

Fig. 1d eine Aufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Schalterbausteines (1, 1') mit zwei schieberartigen Ansteuerelementen 1b,

Fig. 2 eine Vierwege-Schalteranordnung S mit einem darüber­ liegenden Betätigungselement 2 und mit Schaltelementen 3a, 3a',

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform einer Vierwege-Schalteran­ ordnung S mit zwei erfindungsgemäßen, komplementären Schalter­ bausteinen 1, 1'. Fig. 3a zeigt eine auseinandergezogene Darstellung, Fig. 3b eine Darstellung der zusammengesetzten Vierwege- Schalteranordnung S.

In Fig. 1 ist ein einzelner Schalterbaustein 1 dargestellt. Der einstückige Grundkörper 1a läßt sich gedanklich in drei Bereiche unterteilen: ein erster und ein zweiter Bereich I, II, welcher jeweils unmittelbar bei dem jeweiligen Ansteuerelement 1b angeordnet ist und ein diese beiden Bereiche überbrückender Verbindungsbereich III des Grundkörpers 1a.

Die bei den Ansteuerelementen 1b gelegenen Bereiche I, II nehmen gelenkige Verbindungen 1c auf, sowie - vorzugsweise - Aufnahmen 1d oder Fixierteile für die Schaltelemente. Die äussere Kontur des Grundkörpers 1a folgt in diesen Bereichen vorzugsweise im wesentlichen der Projektion des jeweiligen Ansteuerelementes 1b auf den Grundkörper 1a.

Die gelenkige Verbindung 1c ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Achsverbindung ausgebildet. Am Grundkörper 1a befinden sich hierzu angeformte Lageraufnahmen für die Ansteuerelemente 1b. Eine alternative Ausführungsform der gelenkigen Verbindung wäre beispielsweise ein Filmscharnier. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es zweckmäßig, die Ansteuerelemente 1b vorzugsweise einstückig mit dem Grundkörper 1a zu verbinden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Aufnahmen 1d für Schaltele­ mente vorgesehen, wobei die Schaltelemente als elastisch bewegliche Kontaktelemente ausgestaltet sind. Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Schaltelemente Teil des Schalterbausteins sind.

Die Verbindung der Bereiche I und II ist in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel durch zwei Stege 1i hergestellt, es ist jedoch alternativ ebenfalls eine plattenförmige Verbindung denkbar.

Die beiden Ansteuerelemente 1b eines (einzelnen) Schalterbausteines 1 können in einer Zweiwege-Schalteranordnung beispielsweise mit einem T- förmig ausgebildeten, schwenkbeweglich gelagerten Betätigungselement in Wirkverbindung gebracht werden und eine Baugruppe für eine Zweiwege- Schalteranordnung bilden. In Fig. 1a sind die einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen BR des (an dieser Stelle nicht dargestellten) Betätigungs- bzw. Bedienelementes als gestrichelter Doppelpfeil angedeutet.

Die Möglichkeit den Schalterbausteins 1 mit einem zweiten gleichartigen Schalterbaustein 1', welcher im Verbindungsbereich III in Anlage mit dem Grundkörper 1a gebracht wird, zu kombinieren, ist in 1c illustriert.

In Fig. 1b ist ein zweiter, nahezu identischer Schalterbaustein 1' dargestellt. Die einander entgegengesetzten Betätigungsrichtungen BR' des (an dieser Stelle nicht dargestellten) Betätigungs- bzw. Bedienelementes sind als gestrichelter Doppelpfeil angedeutet.

Beide Schalterbausteine 1, 1' sind geometrisch so ausgestaltet, daß sie einen Symmetriepunkt P aufweisen, bezüglich dessen sie - in Aufsicht auf den jeweiligen Grundkörper betrachtet - im wesentlichen punktsymmetrisch sind.

Die Ausgestaltung der Schalterbausteine 1, 1' ist dabei so ausgelegt, daß der erste Schalterbaustein 1 kombiniert mit dem um etwa 90° verdrehten, zweiten Schalterbaustein 1' eine kompakte Vierwege-Baugruppe B für eine Vierwege- Schalteranordnung ausbildet. Fig. 1c zeigt die zu einer Vierwege-Baugruppe kombiniertem Schalterbausteine (die zugeordneten, kreuzweise zueinander angeordneten Betätigungsrichtungen BR, BR' des Betätigungselementes sind als punktierte Doppelpfeile eingezeichnet).

Vorzugsweise ist die so gebildete Vierwege-Baugruppe B im wesentlichen quadratisch ausgebildet, wobei die vier Ansteuerelemente (1b, 1b') entlang eines vorgegebenen Drehsinns ausgerichtet sind.

Die beiden in den Fig. 1a, 1b dargestellten Schalterbausteine 1, 1' unter­ scheiden sich lediglich in der Ausgestaltung des jeweiligen Grundkörpers 1a, 1a' in dem jeweiligen Verbindungsbereich III. Diese sind vorzugsweise in der Weise zueinander komplementär ausgestaltet, daß die Kombination der Schalterbausteine 1, 1' eine ebene Baugruppe ergibt, wobei die Ansteuer­ flächen 1g, 1g' der Betätigungselemente 1b, 1b' im wesentlichen in einer Ebene und die Grundflächen der Grundkörper 1a, 1a' im wesentlichen in einer (anderen) Ebene liegen.

Zu diesem Zweck ist Grundkörper 1a' im Verbindungsbereich III des Schalter­ bausteines 1' eben gehalten, während der Grundkörper 1a im Verbindungs­ bereich III des Schalterbausteines 1 gerade einen Versatz entsprechend der Dicke des Grundkörpers 1a' im Verbindungsbereich III aufweist. Zur passgenauen Kombination der beiden Schalterbausteine sind an den Verbindungsstegen 1i, des Grundkörpers 1a zusätzlich Paßleisten 1k angeformt.

Die oben beschriebene Ausbildung des Schalterbausteines 1 mit hebelartigen Ansteuerelementen 1b stellt im übrigen keineswegs die einzig mögliche Ausführungsform dar: eine mögliche alternative Ausführung des Schalterbausteines 1 ist in Auf- bzw. Seitenansicht in Fig. 1d dargestellt. Diese Ausführungsform nutzt als Ansteuerelemente 1b Schieber aus, welche auf einem im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Grundkörper 1a axial verschieblich angeordnet und mit ihrer Längserstreckung parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Schieber wechselweise auf bezüglich der Betätigungsrichtung horizontal angeordnete Schaltelemente 3a einwirken. Die Schaltelemente 3a sind in diesem Ausführungsbeispiel durch die Kontaktelemente einer Domschaltmatte realisiert und auf senkrecht nach oben abgewinkelten Fortsätzen 1l des Grundkörpers 1a angeordnet. Erkennbar ist der bewegliche (Schalt-)kontakt 3d (insbesondere eine Kontaktpille), welche durch einen, insbesondere aus Silikon hergestellten, konusförmigen, elastischen Hohlkörper 3e gehaltert ist. Durch Druck (siehe Pfeile) auf den Schaltkontakt, wird dieselbe mit an den Fortsätzen 1l vorhanden (in der Darstellung jedoch nicht sichtbaren) Festkontakten in Wirkverbindung gebracht. Die schieberartigen Ansteuerelemente 1b werden (entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsform) durch ein in zwei entgegengesetzte Betätigungsrichtungen bewegbares Betätigungselement 2 (in Fig. 1d nicht dargestellt) angesteuert, wobei die Betätigungsrichtungen wiederum vorzugsweise senkrecht zur Längserstreckung der Schieber stehen. Das Betätigungselement kann insbesondere als ein verschwenkbarer Hebel ausgelegt sein, wobei die Schwenkachse des Hebels parallel zur Längserstreckung der Schieber verläuft. Die Schieber weisen jeweils eine als Ansteuerschräge ausgestaltete Ansteuerfläche 1g auf, wobei die Ansteuerschrägen der jeweiligen Schieber einander gegenüberliegen. Dadurch kann das Betätigungselement die Schieber - und dadurch die Schaltelemente - durch einen vertikal auf die Ansteuerschrägen wirkenden Druck wechselweise in horizontaler Richtung (d. h. parallel zur Oberfläche des Grundkörpers) betätigen.

In Fig. 2 ist eine zusammengesetzte Vierwege-Schalteranordnung S mit Schalterbausteinen 1, 1' entsprechend der Ausführungsform gemäß den Fig. 1a-c und mit einer möglichen Ausgestaltung des Betätigungs­ elementes 2 dargestellt. Das Betätigungselement 2 ist nach Art einer kardanischen Aufhängung über zwei senkrecht aufeinanderstehende Achsen verschwenkbar gelagert.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Vierwege-Schalteranordnung S ist jedem Ansteuerelement 1b, 1b' ein einzelnes Schaltelement 3a, 3a' zugeordnet. Es besteht dabei die Möglichkeit, daß die Schaltelemente 3a, 3a' am Grundkörper 1a, a' und/oder an dem jeweiligen Ansteuerelement 1b, b' form- oder stoffschlüssig befestigt sind.

Es ist prinzipiell auch möglich, eine Vierwege-Schalteranordnung mit vollkommen identischen Schalterbausteinen aufzubauen. Sind die Schalter­ bausteine ähnlich zu den in Fig. 1 und 2 Gezeigten ausgestaltet und wird aus Gründen der Standardisierung der Schalterbausteine auf die komplementäre Ausgestaltung des Zwischenbereiches III verzichtet, so liegen die Ansteuerflächen 1g, 1g' der Ansteuerelemente 1b, 1b' nicht mehr in einer Ebene, sondern sind entsprechend der Materialdicke des Zwischenbereiches III Höhen-versetzt. Um diesen Versatz der Ansteuerflächen 1g, 1g' möglichst gering zu halten, kann die Materialstärke der Verbindungsbereiche III sehr dünn gehalten und/oder der Verbindungsbereich III elastisch ausgestaltet werden, so daß die Ansteuerelemente bzw. die Grundflächen der Grundkörper zumindest näherungsweise in einer Ebene liegen. Alternativ kann der Ausgleich des Versatzes durch eine entsprechende konstruktive Anpassung des Betätigungselementes 2 und/oder der Schaltelemente 3a, 3a' vorgenommen werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vierwege-Schalteranordnung S, beinhaltend zwei zueinander komplementär ausgestaltete Schalterbausteine 1, 1'. Bei dieser Vierwege-Schalteranordnung S unterscheiden sich die beiden zueinander komplementären Schalter­ bausteine 1, 1' in an den Gesamtaufbau der Schalteranordnung angepassten, konstruktiven Details, die prinzipielle konstruktive Auslegung der Schalterbau­ steine ist jedoch gleich.

Die Schalterbausteine 1, 1' weisen wiederum jeweils zwei antiparallel auf dem jeweiligen Grundkörper 1a bzw. 1a' angeordnete und mit diesen gelenkig verbundene Ansteuerelemente 1b bzw. 1b' auf. Die gelenkigen Verbindungen 1c, 1c' werden vorzugsweise wiederum als Achsverbindungen ausgelegt, wobei die Ansteuerelemente 1b, 1b' vorteilhafterweise - wie bereits dargelegt - mit Hilfe einer Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik (in demselben Werkzeug) quasi in den jeweiligen Grundkörper 1a, 1a' eingespritzt werden.

Weiterhin ist das über zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Achsen verschwenkbare Betätigungselement 2 dargestellt. Am daran befestigten Führungszapfen 2c kann ein Bedienelement (beispielsweise eine Bedien­ kappe) angebracht werden.

Das Betätigungselement 2 besteht hierbei aus zwei beweglich miteinander verbundenen, inneren und äußeren Steuerteilen 2a und 2b, welche ebenfalls vorzugsweise durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik ineinander eingespritzt werden können. Das Betätigungselement 2 selbst wird über eine weitere Achsverbindung drehbeweglich im Schalterbaustein 1 gehaltert, so daß der Führungszapfen 2c kardanisch aufgehängt ist. Auch diese Achs­ verbindung wird vorzugsweise in einer Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik hergestellt, so daß eine Baugruppe bestehend aus Schalterbaustein 1 mit dem darin beweglich gelagerten Betätigungselement 2 entsteht.

Unterseitig an den Steuerteilen 2a und 2c befinden sich Steuernocken 2d, 2d' (in der Darstellung 3a ist allerdings nur einer von den vier Steuernocken sicht­ bar), wobei zwei auf dem inneren Steuerteil 2a sich gegenüberliegend angeordnete Steuernocken 2d mit den Ansteuerflächen 1g der Ansteuer­ elemente 1b und zwei auf dem äußeren Steuerteil 2b sich gegenüberliegend angeordnete Steuernocken 2d' mit den Ansteuerflächen 1g' der Ansteuer­ elemente 1b' zusammenwirken (siehe auch Fig. 3b). Weiterhin ist in Fig. 3a ein am Grundkörper 1a angeformtes Befestigungselement 1f erkennbar. Das Befestigungselement ist beispielsweise als Hülse ausgestaltet, in welche eine selbstschneidende Schraube eingedreht werden kann, wodurch die Vierwege-Schalteranordnung S beispielsweise an einer Unterlage fixiert wird.

Die Grundkörper 1a, 1a' der jeweiligen Schalterbausteine 1, 1' sind in dem Verbindungsbereich III nach Art des Nut - und Feder Prinzips derart komplementär zueinander ausgestaltet, daß die Ansteuerflächen 1g, 1g' der Ansteuerelemente 1b, 1b' im wesentlichen in einer Ebene und die Grundflächen der Grundkörper im wesentlichen in einer (anderen) Ebene liegen. Die "Nut-Feder"-artig ausgestalteten Passelemente sind in Fig. 3a mit den Bezugszeichen 1e, 1e' versehen.

Die den Ansteuerelementen 1b, 1b' zugeordneten Schaltelemente 3a, 3a' sind vorzugsweise als elastische, in ein gemeinsames elastisches Formteil (z. B. aus Silikon) eingebettete Kontaktelemente ausgeführt (Schaltmatte). Jedes Kontaktelement besteht aus einem elastischen, näherungsweise konusförmigen Bereich, welcher einen elektrischen Kontakt beinhaltet, beispielsweise eine Karbonpille oder ein Kontakt aus einem elastischen, leitfähigen Verbundmaterial. Dieser elastisch bewegliche Kontakt kann durch das jeweilige Betätigungselement mit Druck beaufschlagt und dadurch mit zugeordneten - beispielsweise auf einer (hier nicht dargestellten) Leiterplatte angeordneten - Gegenkontakten in Wirkverbindung gebracht werden.

An der Schaltmatte 3 sind Rastmittel 3b angeformt, die mit zugehörigen Gegen-Rastmitteln (Rastaufnahmen) 1h' zusammenwirken, so daß der Schalterbaustein 1' an vorgegebenen Positionen auf die Schaltmatte 3 aufgeklipst werden kann.

Weiterhin sind in Fig. 3b Anschlagelemente 1j, 1j' für die Ansteuerelemente 1b, 1b' erkennbar. Die Anschlagelemente 1j, 1j' sorgen dafür, daß bei Betätigung des einen auf einem Grundkörper 1a angeordneten Ansteuer­ elementes 1b das jeweils andere Ansteuerelement 1b durch das jeweils zugeordnete (elastische) Schaltelement 3a gegen den entsprechenden Anschlag 1j gedrückt wird, wodurch ein Klappern des jeweils freigegebenen Ansteuerelementes 1b verhindert wird.

Zusammen mit den inhärenten, mechanischen Eigenschaften eines elastischen, ein "Knackgefühl" erzeugenden Kontaktelementes kann durch geeignete Wahl der Hebelverhältnisse der Ansteuerelemente (z. B. Lage der Druckpunkte der Steuernocken 2d, d' auf den hebelartigen Ansteuerelementen 1b, 1b') eine besonders vorteilhafte Haptik der erfindungsgemäßen Mehrwege- Schalteranordnung erzielt werden.

Weiterhin vorteilhaft bei dieser Vierwege-Schalteranordnung ist zudem die raumsparende Ausnutzung des verfügbaren Bauraums. Im Zentrum der Schalteranordnung S wird ein nutzbarer Freiraum erzeugt. In dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel wird ein Fortsatz 2e des Führungszapfens 2c durch diesen Freiraum geführt. Der Fortsatz 2e kann somit in einer (hier jedoch nicht dargestellten) vorzugsweise kreuzförmig ausgebildeten Kulis­ senführung geführt werden, so daß eine Bewegung des Betätigungs­ elementes nur entlang vorgegebener Kulissenbahnen möglich ist.

Die Anordnung kann auch so ausgestaltet werden, daß der Fortsatz 2e durch die Schaltmatte 3 bzw. eine zugeordnete Leiterplatte (nicht dargestellt) hindurch geführt wird, so daß auch der Bauraum unterhalb der Leiterplatte vorteilhaft genutzt werden kann (in Fig. 3a ist hierzu schematisch eine Öffnung 3c in der Schaltmatte 3 dargestellt).

Es ist überdies denkbar dem Betätigungselement 2 weitere (Betätigungs-)­ Funktionen zuzuordnen, beispielsweise kann der mit dem Führungszapfen 2c verbundene Fortsatz 2e dreh- und/oder achsial beweglich im Steuerteil 2a gelagert werden, so daß dieses eine zusätzliche Dreh- und/oder Tastfunktion ausführen kann. Dazu kann ein achsial beweglich gelagerte Fortsatz 2e mit einem Tast-Schaltelement (z. B. ein Mikroschalter) in Wirkverbindung gebracht werden, das am inneren Steuerteil 2a oder an der Leiterplatte befestigt ist. Entsprechend kann die Drehbewegung eines drehbeweglich gelagerten Fortsatzes 2e durch ein am inneren Steuerteil 2c befestigtes Drehpotentiometer in ein entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, für die Umsetzung der Dreh- und/oder Tastbewegung des Bedienelementes in ein entsprechendes elektrisches Signal berührungslos arbeitende Signalgeber und -dektoren (z. B. Magnet und Hall-Elemente) einzusetzen.

Desweiteren ist es auch möglich, den Freiraum für die Aufnahme von Beleuchtungselementen vorteilhaft zu nutzen, beispielsweise für Leucht­ dioden oder dergleichen.

Dadurch kann der Schaltzustand der Schaltelemente 3a, 3a' optisch über im Führungszapfen 2c und 2e befindliche lichtleitende Elemente (Lichtwellenleiter) zu Anzeigezwecken in das Bedienelement übertragen werden. Es ist auch möglich, das innere Steuerteil 2a selbst als lichtleitendes Element auszubilden.

Bezugszeichenliste

1

,

1

' Schalterbaustein

1

a,

1

a' Grundkörper

1

b,

1

b' Ansteuerelemente

1

c,

1

c' gelenkige Verbindung

1

d,

1

d' Aufnahmen

1

e,

1

e' Nut-Feder-Elemente

1

f Befestigungselement

1

g,

1

g' Ansteuerflächen

1

h Lager-Aufnahme

1

h' Gegen-Rastmittel

1

i,

1

i' Stege

1

j,

1

j' Anschlagmittel

1

k Paßleiste

1

l senkrecht abgewinkelter Fortsatz

2

Betätigungselement

2

a inneres Steuerteil

2

b äußeres Steuerteil

2

c Führungszapfen

2

d,

2

d' Steuernocken

2

e Fortsatz

3

Schaltmatte

3

a, a' Schaltelemente

3

b Rastmittel

3

c Öffnung

3

d Schaltkontakt

3

e elastischer Hohlkörper
S Vierwege-Schalterelement
B Vierwege-Baugruppe
BR, BR' entgegengesetzte Betätigungsrichtungen des Betätigungs- bzw. Bedienelementes
P Symmetriepunkt
I erster Bereich des Grundkörpers
II zweiter Bereich des Grundkörpers
III dritter Bereich des Grundkörpers

Claims (41)

1. Mehrwege-Schalteranordnung (S), enthaltend zwei Schalterbausteine (1, 1'), welche jeweils einen Grundkörper (1a, 1a') und jeweils zwei durch ein Betätigungselement (2) einander als Paar zugeordnete, mit dem jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') beweglich verbundene Ansteuerelemente (1b, 1b') aufweisen, wobei den Ansteuerelementen (1b, 1b') jeweils zumindest ein Schaltelement (3a, 3a') zugeordnet ist und wobei die Grundkörper (1a, 1a') und Ansteuerelemente (1b, 1b') in der Weise ausgebildet sind, daß die zwei mit einem Teil des jeweiligen Grundkörpers (1a, 1a') in Anlage gebrachten und ineinander verschachtelt angeordneten Schalterbausteine (1, 1') eine Baugruppe (B) bilden, wobei die jeweils paarweise einander zugeordneten Ansteuerelemente (1b, 1b') so ange­ ordnet und derart durch das Betätigungselement (2) betätigbar sind, daß die jeweils entgegen gesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des einen Paares (1b) etwa senkrecht zu den Betätigungsrichtungen (BR') des anderen Paares (1b') stehen.

2. Mehrwege-Schalteranordnung (S), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalterbausteine (1, 1') zumindest nahezu identisch sind.

3. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') und Ansteuerelemente (1b, 1b') der Schalterbausteine (1, 1'), so ausgebildet sind, daß die Kombination der Schalterbausteine (1, 1') eine im wesentlichen ebene Vierwege-Baugruppe (B) bildet, wobei die Ansteuerflächen (1g, 1g') der Ansteuerelemente (1b, 1b') im wesentlichen in einer Ebene und/oder die Grundflächen der Grundkörper (1a, 1a') im wesentlichen in einer anderen Ebene liegen.

4. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') der Schalterbausteine (1, 1') im Verbindungsbereich nach Art des Nut-und-Feder-Prinzips komplementär zueinander ausgebildet sind.

5. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') hebelartig ausgebildet und über eine gelenkige Verbindung (1c, 1c') auf dem jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') schwenkbar angeordnet und antiparallel ausgerichtet sind, wobei sich die gelenkigen Verbindungen (1c, 1c') einerseits parallel und andererseits senkrecht zur Längserstreckung der Ansteuerelemente (1b, 1b') beabstanden, wodurch zwischen den beiden Ansteuerelementen (1b, 1b') eine entlang der Längserstreckung der Ansteuerelemente (1b, 1b') beidseitig durch diese begrenzte, im wesentlichen rechteckige Freifläche ausgebildet wird, und daß der Grundkörper (1a, 1a') aus einem ersten, die gelenkige Verbindung des ersten Ansteuerelementes (1b, 1b') aufnehmenden Bereich (I), einem zweiten, die gelenkige Verbindung des zweiten Ansteuerelementes auf­ nehmenden Bereich (II) und einem diese Bereiche überbrückenden Verbindungsbereich (III) besteht, welcher vollständig innerhalb der Freifläche liegt.

6. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') so ausgebildet sind, daß die Grundkörper von zwei Schalterbausteinen (1, 1') lediglich im Verbindungsbereich (III) der Grundkörper (1a, 1a') zur Überlappung kommen.

7. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') so ausgebildet sind, daß die zwei Schalterbausteine (1, 1') eine im wesentlichen quadratische Vierwege-Baugruppe (B) bilden, wobei die Schalterbausteine (1, 1') jeweils im wesentlichen punktsymmetrisch bezüglich eines Symmetriepunktes (P) ausgestaltet sind.

8. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (I) und/oder der zweite Bereich (II) des jeweiligen Grundkörpers (1, 1') die dem ersten und/oder dem zweiten Ansteuerelement (1b, 1b') zugeordneten Schaltelemente (3a, 3a') aufnimmt.

9. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kontur des ersten und des zweiten Bereiches (I, II) im wesentlichen der Projektion der jeweiligen Ansteuerelemente (1b, 1b') auf dem Grundkörper (1a, 1a') folgt.

10. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') im jeweiligen Verbindungsbereich (III) als Verbindungsstege (1i, 1i') ausgebildet sind.

11. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper (1a, 1a') im Verbindungsbereich (III) mit dünner Materialstärke ausgebildet sind.

12. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') die elastischen Kontaktelemente (3a, 3a') einer Schaltmatte (3) sind.

13. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') mit den freien Enden der Ansteuerelemente (1b, 1b') und/oder mit dem Grundkörper (1a, 1a') form- oder stoffschlüssig verbunden sind.

14. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') Mikroschalter sind.

15. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') Schaltfedern sind.

16. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') einstückig über ein scharnierartiges Gelenk mit dem jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') verbunden sind.

17. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') über eine Achse mit dem jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') verbunden sind.

18. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') durch eine Mehrkom­ ponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in den jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') eingebracht werden, daß die Ansteuerelemente (1b, b') nach Aushärten des Spritzgießmaterials in diesem drehbeweglich gelagert sind.

19. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß am jeweiligen Grundkörper (1a, 1a') den darauf angeordneten Ansteuerelementen (1b, 1b') zugeordnete Anschlagelemente (1j, 1j') vorhanden sind, welche dergestalt angeordnet und ausgebildet sind, daß bei Betätigung des einen Ansteuerelementes (1b, 1b') das jeweils andere Ansteuerelement (1b, 1b') durch das entsprechende Schaltelement (3a, 3a') gegen das zugeordnete Anschlag­ element (1j, j') gedrückt werden.

20. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) ein inneres Steuerteil (2a) enthält, welches durch zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Drehachsen nach Art eines Kardangelenkes beweglich gelagert ist.

21. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-20, da­ durch gekennzeichnet, daß das innere Steuerteil (2a) durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in ein äusseres Steuerteil (2b) eingebracht wird, daß das innere Steuerteil (2a) nach Aushärten des Spritzgießmaterials im äußeren Steuerteil (2b) drehbeweglich gelagert ist.

22. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) in einem der Schalterbausteine (1, 1') drehbeweglich gelagert ist.

23. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungselement (2) durch eine Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik dergestalt in den Schalterbaustein (1, 1') eingebracht ist, daß das Betätigungselement (2a) nach Aushärten des Spritzgießmaterials im Schalterbaustein (1, 1') drehbeweglich gelagert ist.

24. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 12-23, dadurch gekennzeichet, daß an der Schaltmatte Rastmittel (3b) vorgesehen sind, welche mit zugeordneten Gegen-Rastmitteln (1h') an einem der Schalterbausteine (1, 1') kooperieren.

25. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-24, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem inneren Steuerteil (2a) ein Fortsatz (2e) vorgesehen ist, welcher in einem Freiraum zwischen den Ansteuer­ elementen (1b, 1b') führbar ist.

26. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der der Fortsatz (2e) in einer zugeordneten Kulissenführung entlang vorgegebener, kreuzförmig zueinander ausgerichtetn Kulissen­ bahnen führbar ist.

27. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fortsatz (2e) zur Betätigung einer Tast- und/oder Dreh­ funktion achsial und/oder drehbeweglich am inneren Steuerteil (2a) gelagert ist.

28. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Fortsatz (2e) Signalgeber zur Umsetzung der achsialen und/oder der Drehbewegung in elektrische und/oder optische Signale vorgesehen sind.

29. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrwege-Schalteranordnung (S) Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden beinhaltet.

30. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-29, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Betätigungsteil (2a) lichtleitende Elemente vorhanden sind.

31. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß an das innere Betätigungsteil (2a) als lichtleitendes Element ausgelegt ist.

32. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 1-31, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) und die Schalterbausteine (1, 1') durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik in demselben Spritzgießwerkzeug erzeugt werden, wobei das Betätigungselement und die Ansteuerelemente nach Aushärten des Spritzgießmaterials beweglich in der Schalteranordnung gelagert sind.

33. Schalterbaustein (1, 1') mit einem Grundkörper (1a, 1a') und zwei an demselben beweglich gelagerten, durch ein in entgegengesetzte Richtungen (BR) verstellbares Betätigungselement (2) einander paarweise zugeordneten und gegenläufig bewegbaren, hebelartigen Ansteuer­ elementen (1b, 1b'), welchen jeweils zumindest ein Schaltelement (3a, 3a') zugeordnet ist, wobei die Schaltelemente durch das Betätigungselement (2) wechselweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hebelartigen Ansteuerelemente (1b, 1b') antiparallel ausgerichtet und nebeneinander auf dem Grundkörper angeordnet sind und daß die entgegengesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des Betätigungs­ elementes (2) einen vorgegebenen Winkel mit der Längserstreckungs­ richtung der hebelartigen Ansteuerelemente (1b, 1b') einschließen.

34. Schalterbaustein (1, 1') nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkel 90° beträgt.

35. Schalterbaustein (1, 1') nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') durch eine Achsverbindung mit dem Grundkörper (1a, 1a') verbunden sind.

36. Schalterbaustein (1, 1') nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die hebelartigen Ansteuerelemente (1b, 1b') durch eine Mehrkomponenten- Spritzgießtechnik dergestalt in den Grundkörper (1a, 1a') eingebracht sind, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') nach Aushärten des Spritzgieß­ materials in dem Grundkörper (1a, 1a') drehbeweglich sind.

37. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') die elastischen Kontaktelemente (3a, 3a') einer Schaltmatte (3) sind.

38. Schalterbaustein (1, 1') mit einem Grundkörper (1a, 1a') und zwei an demselben beweglich gelagerten, durch ein in entgegengesetzte Richtungen (BR) verstellbares Betätigungselement (2) einander paarweise zugeordneten und gegenläufig bewegbaren Ansteuerelementen (1b, 1b'), welchen jeweils zumindest ein Schaltelement (3a, 3a') zugeordnet ist, wobei die Schaltelemente durch das Betätigungselement (2) wechselweise betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') als mit Ansteuerschrägen (1g, 1g') versehene, axial verschiebliche Schieber ausgebildet sind, welche auf die mit axialer Betätigungsrichtung angeordneten Schaltelemente (3a, 3a') einwirken und, daß die Ansteuer­ elemente (1b, 1b') auf dem Grundkörper (1a, 1a') antiparallel ausgerichtet und nebeneinander angeordnet sind und, daß die entgegengesetzten Betätigungsrichtungen (BR) des Betätigungselementes (2) einen vorgegebenen Winkel mit der Längserstreckungsrichtung der schieber­ artigen Ansteuerelemente (1b, 1b') einschließen.

39. Schalterbaustein (1, 1') nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkel 90° beträgt.

40. Schalterbaustein (1, 1') nach einem der Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die schieberartigen Ansteuerelemente (1b, 1b') durch eine Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik dergestalt in den Grundkörper (1a, 1a') eingebracht sind, daß die Ansteuerelemente (1b, 1b') nach Aus­ härten des Spritzgießmaterials auf dem Grundkörper (1a, 1a') axial ver­ schieblich sind.

41. Mehrwege-Schalteranordnung (S) nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3a, 3a') die elastischen Kontaktelemente (3a, 3a') einer Schaltmatte (3) sind.