DE102006041951B4

DE102006041951B4 - Wippschalter

Info

Publication number: DE102006041951B4
Application number: DE102006041951.0A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Michael (TU) Stoffers; Dipl.-Ing. Rainer (TU) Maurer; Dipl.-Ing. Uwe (TU) Gillmann
Original assignee: Deltatech Controls USA LLC
Current assignee: Deltatech Controls USA LLC
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2022-05-05
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: US7838789B2; FR2905514B1; GB2441403A; DE102006041951A1; GB2441403B; US20080053806A1; FR2905514A1; GB0713900D0

Abstract

Wippschalter (10), mit einer mechanischen Schaltereinheit aus einem Schaltergehäuse (11) aus Kunststoff, einem daran federbelastet hin und her bewegbar gelagerten Schaltelement (14) und einer mit dem Schaltelement (14) verbundenen Betätigungswippe (16), mit Endanschlagelementen (48, 49, 51, 52) zur Begrenzung des Betätigungswinkels der Betätigungswippe (16) und mit einer elektrischen Schaltereinheit, wobei die Betätigungswippe (16) mit einem Drückelement (36) versehen ist, das in einer oder beiden Betätigungsrichtungen mit einem überdrückbaren Zwischenanschlag (46, 47) am Schaltergehäuse (11) in Wirkverbindung kommt, bevor die Endanschlagelemente (51, 52) zur Wirkung kommen,dadurch gekennzeichnet, dass das Drückelement (36) durch einen federbelasteten Stößel (37, 38) oder durch zwei gegenläufig federbelastete Stößel (37, 38) gebildet ist, wobei der Zwischenanschlag (46, 47) durch einen in die vorzugsweise etwa kreisförmige Bewegungsbahn des betreffenden Stößels (37, 38) ragenden Zwischendom (46, 47) gebildet ist, der an einem Innenteil (13) des Schaltergehäuses (11) senkrecht abstehend angeformt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wippschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung eines solchen Wippschalters.
Ein Wippschalter mit diesen Merkmalen ist aus der US 6 642 459 B2 bekannt.
Aus der JP S60 - 123 930 U ist ein Wippschalter bekannt, der eine mechanische Schaltereinheit aus einem Schaltergehäuse, einem daran federbelastet hin und her bewegbar gelagerten Schaltelement und eine mit diesem verbundene Betätigungswippe mit Endanschlagelementen aufweist. Das Drückelement des Wippschalters weist zwei federbelastete Stößel auf, zwischen denen eine Druckfeder angeordnet ist.
Die US 2004 / 0 188 235 A1 zeigt einen Wippschalter mit Stößeln und einem Zwischendom, der senkrecht von einem Innenteil des Schaltergehäuses absteht und in die Bewegungsbahn eines Stößels hineinragt.
Bei einem aus der DE 101 17 597 C1 bekannten Wippschalter ist der Betätigungswinkel nach beiden Bewegungsrichtungen hin ausschließlich durch die Endanschlagelemente am Schaltergehäuse einerseits und an der Betätigungswippe andererseits gebildet. Dies bedeutet, dass in jeder Richtung jeweils nur eine einzige Schaltfunktion besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derartigen Wippschalter mit Hilfe einer Überdrückfunktion für weitere Schaltfunktionen einsetzbar auszugestalten und ein entsprechendes Verfahren für die Herstellung eines solchen Wippschalters anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Wippschalter der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen. Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist bei einem analogen Wippschalter der eingangs genannten Art in einfacher Weise eine Überdrückfunktion nach der einen oder anderen Seite oder nach beiden Seiten hin ermöglicht. Je nach Ausgestaltung von überbrückbaren Zwischenanschlag und/oder Endanschlag können in einfacher Weise verschiedene Betätigungswinkel zwischen Ausgangsstellung und überbrückbaren Zwischenanschlag sowie zwischen überbrückbaren Zwischenanschlag und Endanschlag vorgesehen werden. Dies kann außerdem in beiden Richtungen unterschiedlich sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Drückelementes an der Betätigungswippe ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 oder 3.
Eine konstruktive einfache Unterbringung des Drückelements an der Betätigungswippe ergibt sich durch die Merkmale des Anspruchs 4 und gegebenenfalls denen des Anspruchs 5.
Um unterschiedliche Betätigungswinkel zum Überdrückpunkt hin und danach zu erreichen und um Überdrückfunktionen in die eine oder andere Richtung oder in beiden Richtungen oder gar in keiner Richtung zu erreichen, sind die Merkmale nach Anspruch 7 vorgesehen. Damit ist durch einfaches Ersetzen beispielsweise des Innenteils des Schaltergehäuses eine entsprechen Variabilität in den Betätigungswinkeln und in den Orten der Überdrückfunktionen erreicht. Diese Variabilität ist gemäß dem in Anspruch 8 beanspruchten Verfahren in einfacher Weise dadurch herstellbar, dass das Formwerkzeug, mit dem der Innenteil des Schaltergehäuses aus Kunststoff geformt, beispielsweise spritzgegossen wird, mit Wechselkernen versehen ist, die zum Herstellen der unterschiedlichen Längen der Dome für die Überdrückfunktionsanschläge und/oder der Dome für die Endanschläge eingesetzt werden können.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:

1 in einem schematischen Längsschnitt einen analogen Wippschalter mit Überdrückfunktion und in Ruhestellung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch in einer Endstellung nach der Überdrückstellung und
3 den Wippschalter nach 1 in der Endstellung nach 2, jedoch in einem zur 2 parallelen Schnitt.

Der in der Zeichnung dargestellte analoge Wippschalter 10, der zwischen seiner Ruhe- bzw. Ausgangsstellung (1) und seiner nach einem oder zwei Bewegungsrichtungen sich ergebenden Endstellung(en) mit einer Überdrückfunktion versehen ist, besitzt eine mechanische Schaltereinheit, die aus einem Schaltergehäuse 11 aus Kunststoff, das ein Außenteil 12 und ein Innenteil 13 aufweist, sowie aus einem Schaltelement 14 und einer damit fest verbundenen Betätigungswippe 16, die als Kappe das Schaltelement überdeckt, zusammengesetzt ist.
Das Außenteil 12 des im Querschnitt etwa rechteckförmigen Schaltergehäuses 11 besitzt an seinem oberen Ende eine Abdeckung 18 mit einer etwa rechteckförmigen Aussparung 17, durch die die Betätigungswippe 16, die eine Betätigungsnase 19 aufweist, soweit ragt, dass eine Betätigung der Betätigungswippe 16 in jeweils eine von beiden Richtungen gemäß Doppelpfeil A bis zum jeweiligen Endanschlag beziehungsweise über die jeweilige maximale Betätigungswinkelauslenkung möglich ist. Das Außenteil 12 besitzt in einem bestimmten Höhenbereich einen Innenring 21, an dem ein Zwischenboden 22 des Innenteils 13 anliegt. Das von der Unterseite des Außenteils 12 her eingeschobene Innenteil 13 ist an seinem unteren Ende 23 mit dem Außenteil 12 in nicht im einzelnen dargestellter Weise fest verbunden. Innerhalb des unteren Teils des Innenteils 13 ist eine Leiterplatte 26 und unterhalb des unteren Endes 23 des Innenteils 13 ist innerhalb des Außenteils 12 eine weitere Leiterplatte 27 angeordnet, welche beiden mit elektrischen und elektronischen Bauelementen bestückte Leiterplatten über ein Kabel 28 miteinander elektrisch verbunden sind.
Die Einheit aus Schaltelement 14 und Betätigungswippe 16 ist am Innenteil 13 des Schaltergehäuses 11 mittels einer Schwenkachse 31 in die Richtungen gemäß Doppelpfeil A schwenkbar gehalten. Die Schwenkachse 31 ist von einer Schenkelfeder 32 umgeben, die aus jeder Auslenkung der Betätigungswippe 16 nach deren Loslassen eine Rückstellung in die 1 dargestellte Ruhe- bzw. Ausgangsstellung bewirkt.
An der Innenseite eines etwa halbzylindrischen Mantels 33, der an der Oberseite mit der Betätigungsnase 19 versehen ist, der Betätigungswippe 16 ist am Schaltelement 14 ein Käfig 35 befestigt, der ein Überdrückfunktionselement 36 beinhaltet.
Das Überdrückfunktionselement 36 besitzt zwei diametral gegeneinander gerichtete Stößel 37 und 38, zwischen denen eine Druckfeder 39 angeordnet ist. Die Druckfeder 39 befindet sich jeweils in einer Sacklochbohrung 41 der Stößel 37, 38, wobei die Sacklochbohrungen 41 jeweils weniger tief sind als der halben Länge der gegebenenfalls vorgespannten Druckfeder 39 entspricht. Die beiden Stößel 37 und 38 sind in durch die Druckfeder 39 vorgespannter Weise mit einem der Sacklochbohrung 41 abgewandten Außenringrand 42 gegen einen Anschlagring 43 im Käfig 35 gedrückt, wobei jeweils ein konisch zulaufendes Stößelende 44 der beiden Stößel 37 und 38 über den den Käfigrand bildenden Anschlagring 43 hinausragt. In der Ruhe- bzw. Ausgangsstellung sowohl der Betätigungswippe 16 bzw. des Schaltelementes 14 als auch der beiden gegenläufigen Stößel 37 und 38 besteht zwischen den beiden inneren Enden der Stößel 37 und 38 ein bestimmter Abstand. Soll das Überdrücken nur in einer Richtung wirken, reicht auch ein einziger federbelasteter Stößel aus.
Gemäß 1 ist das Innenteil 13 des Schaltergehäuses 11 mit von seinem Zwischenboden 22 senkrecht, das heißt parallel zu den Außenwänden von Innenteil 13 sowie Außenteil 12 abstehenden Überdrückdomen 46 und 47 versehen, die derart ausgestaltet sind, dass sie in die vorzugsweise kreisförmige Bahn gemäß Doppelpfeil A der Stößelenden 44 des Überdrückfunktionselementes 36 des Schaltelementes 14 bzw. der Betätigungswippe 16 ragen. Die beiden Überdrückdome 46 und 47 können entsprechend 1 gleich lang ausgebildet sein, so dass der Betätigungswinkel zwischen der Ruhe- bzw. Ausgangsstellung der Betätigungswippe 16 und einem Überdrückanschlag an dem einen oder anderen Überdrückdom 46, 47 gleich ist. Es ist aber auch, wie in 2 dargestellt ist, möglich, beispielsweise den Überdrückdom 47 weniger hoch auszugestalten als den Überdrückdom 46. Dies bedeutet, dass der Betätigungswinkel aus der Ruhe- bzw. Ausgangsstellung der Betätigungswippe 16 bis zur Überdrückfunktion in die eine Richtung A' kleiner ist als in die andere Richtung A". Es ist auch möglich, nur in eine der beiden Richtungen gemäß Doppelpfeil A in die Bewegungsbahn des Überdrückfunktionselementes 36 einen Überdrückdom 46 oder 47 anzuordnen.
In 3 ist in einem zur 2 parallelen Längsschnitt der maximale Betätigungswinkel in Richtung des Pfeiles A' dargestellt. Hieraus ergibt sich, dass die eine untere freie Kante 48 des Schaltelements 14 unmittelbar ein Anschlagende bildet, das sich an einem Anschlagdom 51 anlegt, der ebenfalls vom Zwischenboden 22 parallel zum Überdrückdom 46 senkrecht nach oben ragt. Es versteht sich, dass in die andere Bewegungsrichtung A" eine untere freie Kante 49 des Schaltelementes 14 an einem Anschlagdom 52 entsprechender Anordnung zur Anlage kommt. Die beiden Anschlagdome 51 und 52 können gleiche Länge aufweisen, sie können aber auch, wie in 3 dargestellt ist, unterschiedliche Länge aufweisen, beispielsweise dergestalt, dass der Anschlagdom 51 kürzer ist als der Anschlagdom 52. Dies bedeutet, dass der Betätigungswinkel der Betätigungswippe 16 bis zum Endanschlag in die eine Richtung A' größer ist als in die andere Richtung A".
Die Überdrückfunktion des oben beschriebenen Überdrückfunktionselementes 36 ist folgende: Wird die Betätigungswippe 16 mit dem Schaltelement 14 aus der in 1 dargestellten Ruhe- bzw. Ausgangslage in Richtung A' bewegt, kommt das Stößelende 44 des einen Stößels 37 nach beispielsweise einem Betätigungswinkel von 10 bis 15° an den betreffenden Überdrückdom 46 zur Anlage. Wird die Betätigungswippe 16 weiter in Richtung A' bewegt, muss aufgrund der dann zur Wirkung kommenden Druckfeder 39 zur weiteren Bewegung in Richtung A' eine größere den Federdruck zu überwindende Kraft aufgewendet werden. Dieser höhere Kraftaufwand ist bis zum Erreichen des Endanschlags 51 gemäß 2 notwendig. In dieser Position ist die Druckfeder 39 ganz oder teilweise zusammengedrückt, wobei nach wie vor ein axialer Abstand zwischen den inneren Enden die beiden Stößel 37 und 38 vorhanden ist. Dieser Abstand ist dann am geringsten, wenn der Betätigungswinkel zwischen Überdrückdom 46 und Endanschlag am größten ist. Es versteht sich, dass die beschriebene Wirkungsweise bei Betätigung in Richtung A" entsprechend vorhanden ist; dort ist nach der Anordnung der 2 der Betätigungswinkel zwischen Ruhe- bzw. Ausgangsstellung und dem Erreichen des Überdrückdoms 47 größer ist, so dass bei Erreichen des Endanschlags 52 die Druckfeder 39 weniger zusammengedrückt ist.
Um die oben beschriebenen unterschiedlichen Betätigungswinkel zwischen Ruhe- bzw. Ausgangsstellung und Erreichen des Überdrückdoms 46, 47 einerseits und zwischen Überdrückdom 46, 47 und Endanschlag 51, 52 andererseits in konstruktiv und herstellungstechnisch einfacher Weise zu ermöglichen, wird das mit den Domen 46 und 47 sowie 51 und 52 versehene Innenteil 13 des Schaltergehäuses 11 bei der Herstellung mittels Spritzgießen entsprechend den gewünschten Domlängen geformt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Form- bzw. Spitzgusswerkzeug zum Herstellen des Innenteils 13 des Schaltergehäuses 11 mit Wechselkernen versehen werden kann, die einerseits die unterschiedlichen Längen der Überdrückdome 46 und 47 und/oder andererseits die unterschiedlichen Längen der Anschlagdome 51 und 52 berücksichtigen. In entsprechender Weise wird das für den Typ von Wippschalter 10 vorgesehene Innenteil 13 in das Außenteil 12 des Schaltergehäuses 11 eingebracht.
Bei dem beschriebenen Wippschalter 10 erfolgt das entsprechend der Bewegungsrichtung A' oder A" der Betätigungswippe 16 vorgesehene elektrische Schalten eines Bauelementes beispielsweise dadurch, dass die Schwenkachse 31 mit über ihren Umfang beabstandeten Dauermagneten versehen ist, während beispielsweise die Leiterplatte 26 mit Hall-Sensoren bestückt ist, die auf die Winkellage des oder der Dauermagnete reagieren.

Claims

Wippschalter (10), mit einer mechanischen Schaltereinheit aus einem Schaltergehäuse (11) aus Kunststoff, einem daran federbelastet hin und her bewegbar gelagerten Schaltelement (14) und einer mit dem Schaltelement (14) verbundenen Betätigungswippe (16), mit Endanschlagelementen (48, 49, 51, 52) zur Begrenzung des Betätigungswinkels der Betätigungswippe (16) und mit einer elektrischen Schaltereinheit, wobei die Betätigungswippe (16) mit einem Drückelement (36) versehen ist, das in einer oder beiden Betätigungsrichtungen mit einem überdrückbaren Zwischenanschlag (46, 47) am Schaltergehäuse (11) in Wirkverbindung kommt, bevor die Endanschlagelemente (51, 52) zur Wirkung kommen, dadurch gekennzeichnet, dass das Drückelement (36) durch einen federbelasteten Stößel (37, 38) oder durch zwei gegenläufig federbelastete Stößel (37, 38) gebildet ist, wobei der Zwischenanschlag (46, 47) durch einen in die vorzugsweise etwa kreisförmige Bewegungsbahn des betreffenden Stößels (37, 38) ragenden Zwischendom (46, 47) gebildet ist, der an einem Innenteil (13) des Schaltergehäuses (11) senkrecht abstehend angeformt ist.
Wippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden gegenläufigen Stößeln (37, 38) eine Druckfeder (39) angeordnet ist.
Wippschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Stößel (37, 38) und die Druckfeder (39) in einem Gehäusekäfig (35) gehalten sind.
Wippschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekäfig (35) für das Drückelement (36) innerhalb der Betätigungswippe (16) angeordnet ist.
Wippschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekäfig (35) für das Drückelement (36) zwischen der Unterseite eines vorzugsweise etwa halbzylindrischen Mantels (33) und der Schwenkachse (31) der Betätigungswippe (16) im Schaltelement (14) angeordnet ist.
Wippschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endanschlagelemente durch am Schaltelement (14) angeformte untere Kanten (48, 49) und durch Anschlagdome (51, 52) gebildet sind, die vom Innenteil (13) des Schaltergehäuses (11) senkrecht abstehend angeformt sind.
Wippschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der Dome (46, 47; 51, 52) des Drückelementes (36) und der Endanschlagelemente aufeinander abgestimmt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Wippschalters, der die Merkmale des Anspruchs 7 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass variabel vorsehbare Längen der Zwischendome (46, 47) durch erste Wechselkerne unterschiedlicher Höhe und/oder variabel vorsehbare Längen der Anschlagdome (51, 52) durch zweite Wechselkerne unterschiedlicher Höhen in einem Formwerkzeug für das Innenteil (13) des Schaltergehäuses (11) hergestellt werden.