DE102006061121B4

DE102006061121B4 - Elektrischer Schalter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006061121B4
Application number: DE102006061121A
Authority: DE
Inventors: Karl Göb; Anton Rüttiger; Andreas Stengel
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: DE102006061121A1

Abstract

Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen in einer Blende (2) eines Gehäuses des Schalters (1, 18) schwenkbar aufgenommenen Hebel (4), wobei der Hebel (4) einerseits ein Wippenoberteil (3) und andererseits einen Hebelarm (5) aufweist und der Hebelarm (5) zwischen in der Blende (2) aufgenommenen, federnden Schaltelementen (7, 8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (7, 8) mittels lösbarer Kontakte (11, 13; 12, 14) mit einer im Gehäuse des Schalters (1) angeordneten Leiterplatte (15) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem in einer Blende eines Gehäuses des Schalters schwenkbar aufgenommenen Hebel, wobei der Hebel einerseits ein Wippenoberteil und andererseits einen Hebelarm aufweist.
In Kraftfahrzeugen werden häufig Schalter eingesetzt, die mit mehreren Funktionen versehen sind. So werden beispielsweise für das Öffnen der Seitenscheiben Schalter eingesetzt, die mit einer Wippfunktion ausgestattet sind, wobei die Wippfunktion derart ausgebildet ist, dass ein aus dem Schalter herausragendes Wippenoberteil aus einer Ruhestellung heraus in mindestens zwei Bewegungsrichtungen, die zumeist gegensinnig angeordnet sind, betätigbar ist. Die Schalter sind derart angeordnet, dass sie beispielsweise mittels Drücken und Ziehen zu betätigen sind. Wird ein derartiger Schalter für eine Betätigung der Seitenscheibe gedrückt, so öffnet sich die Seitenscheibe und wird an diesem Schalter gezogen, so schließt sich die Scheibe wieder.
Ein Wippschalter für ein Kraftfahrzeug ist in der älteren DE 10 2005 030 239 A1 beschrieben. Der Schalter besteht aus einem Betätigungsorgan, das schwenkbar in einem Gehäuse aufgenommen ist und einem Schaltstößel, der einerseits mit dem Betätigungsorgan und andererseits mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten Schaltelement in Wirkverbindung steht. Eine Schaltgabel greift hierbei um eine Leiterplatte herum, so dass mittels eines Ziehens ein auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnetes Schaltelement und beim Drücken auf die Schaltgabel ein auf einer Oberseite der Leiterplatte befestigtes Schaltelement betätigbar ist.
Ein weiterer Schalter, mit einer schwenkbar gelagerten Schaltwippe, die manuell zwischen zwei Schaltstellungen betätigbar ist, ist in der DE 103 589 46 beschrieben. Hierbei besitzt die Schaltwippe zwei mit Abstand voneinander angeordnete, seitlich hervorstehende bolzenartige Verlängerungen, die in Führungen eines Gehäuse des Schalters gehalten sind, wobei in der Mitte zwischen den Verlängerungen ein Schaltelement angeordnet ist, dass mittels der Schaltwippe betätigbar ist. Mittels des beschriebenen Schalters, ist es möglich, beim Drücken oder Ziehen der Schaltwippe dasselbe Schaltelement zu betätigen.
Aus der EP 0 257 139 A1 ist ein Schalter der einen in einer Blende eines Gehäuses des Schalters schwenkbar aufgenommenen Hebel bekannt, wobei der Hebel einerseits ein Wippenoberteil und andererseits einen Hebelarm aufweist und der Hebelarm zwischen in der Blende aufgenommenen, federnden Schaltelementen angeordnet ist. Aus der DE 38 43 650 A1 ist ein Schalter mit einem Hebelarm bekannt, wobei der Hebelarm mit einem Gummischaltelement zusammenwirkt.
Ein Problem, das sich bei mit Schaltwippen versehenen Schaltern ergibt, ist das, dass aufgrund der geforderten Einbautoleranzen der Schaltwippen des Schalters die Kontaktierung zur Leiterplatte schwierig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schalter bereitzustellen, der eine Schaltwippe aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das mechanische Schalten unabhängig von der elektrischen Auswertung des Schaltens beziehungsweise der Kontaktierung mit der Leiterplatte erfolgt. Darüber hinaus soll ein Schalter bereitgestellt werden, der konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Hebelarm zwischen einer Blende aufgenommenen Federelementen angeordnet ist und mit einem Schaltelement, das berührungslos und mittels lösbarer Kontakte mit einer im Gehäuse des Schalters angeordneten Leiterplatte zusammenwirkt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters ist nun die Möglichkeit geschaffen, die herstellungsbedingten Toleranzen zu eliminieren und gleichzeitig ein hohes Mail an Schaltsicherheit zu realisieren. Darüber hinaus ist es durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters leicht möglich, die von der Automobilindustrie geforderten Einbautoleranzen der Wippe, beziehungsweise des aus dem Schalter herausragenden Wippenoberteils in Bezug auf eine Blende des Gehäuses des elektrischen Schalters, leicht einzuhalten. Darüber hinaus ist durch den konstruktiven Aufbau der Lagerung des Hebels der Schaltwippe die Haptik leicht beeinflussbar. Ein wesentlicher Vorteil aber ist, dass die Toleranzen zwischen dem mechanischen Schalter und der elektrischen Kontaktierung, beziehungsweise der Auswertung der Schaltbewegung, leicht einzuhalten sind. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass die Position der Leiterplatte unabhängig von der Position des aus der Blende herausragenden Wippenoberteils ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele an prinzipiellen Skizzen erläutert.
Es zeigt
1 den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wippschalter in der Seitenansicht,
2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Wippschalter in einer alternativen Ausführungsform und
3 eine Ansicht gemäß der Linie III-III aus der 2.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Schalter 1 im Schnitt, in einer seitlichen Ansicht wiedergegeben. Aus einer Blende 2 ragt ein Wippenoberteil 3 heraus, das an einem die Schaltwippe bildenden Hebel 4 befestigt ist. Der Hebel 4 wird hierbei aus dem Wippenoberteil 3 und einem Hebelarm 5 gebildet. Der Hebel 4 schwenkt dabei um einen in der Blende 2 gelagerten Drehpunkt 6. Der Schalter 1 besitzt in dieser Ausführungsform zwei gegenüberliegende mit Kontakten versehene und aus federndem Kunststoff gebildete Kontaktelemente 7, 8. Die Kontaktelemente 7, 8 wiederum werden über Leiterbahnen 9, 10 und über lösbare Kontakteinheiten 11, 12 mit Kontaktflächen 13, 14 elektrisch verbunden. Die Kontaktflächen 13, 14 sind auf einer dem Schalter 1 zugehörigen Leiterplatte 15 befestigt oder aufgebracht. Neben den Kontaktflächen 13, 14 ist auf der Leiterplatte mindestens ein Leuchtmittel wie beispielsweise eine LED befestigt. Wie aus der 1 ersichtlich, ist der Hebel 4, sowie die Kontaktelemente 7, 8 mit den dazugehörigen Leiterbahnen 9, 10 fest mit der Blende 2 verbunden. Die Leiterplatte 15 hingegen ist im Schaltergehäuse befestigt, wobei die Blende 2 das Gehäuse des Schalters zumindest teilweise in Richtung des Bedieners verschließt.
Das Wippenoberteil 3 des Hebels 4 ist um den Drehpunkt 6 in Richtung des Pfeils P bewegbar. Durch die Bewegung des Wippenoberteils 3 wird der Hebelarm 5 gegen die Kontaktdome der Kontaktelemente 7, 8 bewegt, wodurch die elektrischen Kontakte in den Kontaktelementen 7, 8 betätigbar sind. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Wippschalters 1 ist durch die Lage des Drehpunkts 6 in der Blende 2, der Länge des Hebelarms 5 sowie der Federkonstanten der Kontaktmatten 7, 8 die Haptik des Schalters 1 je nach Ausführung und Kundenwunsch sehr leicht einstellbar. Die Wippe 4 mit den Kontaktelementen 7, 8, die fest in der Blende 2 positioniert sind, bilden ein Schaltelement, das in Bezug auf die Einbauposition zur Leiterplatte 15 zwar derart angeordnet sein muss, dass die Kontakteinheiten 11, 12 die Kontaktflächen 13, 14 der Leiterplatte 15 kontaktieren, es sind aber Fertigungstoleranzen in Bezug auf die Blende 2 zur Leiterplatte 15 ausgleichbar. Dies bildet einen erfindungswesentlichen Vorteil, da hierdurch die Lage des Wippenoberteils 3 in Bezug auf die Blende 2 stets in einer definierten Position zueinander angeordnet sind. Das Wippenoberteil 3 ist somit in seiner Lage zur Blende 2 definiert ist, wohingegen Toleranzen zur Leiterplatte 15 ausgleichbar sind.
Eine auf der Leiterplatte 15 angeordnete Lichtquelle 16 bietet einerseits die Möglichkeit, das Wippenoberteil 3, sowie Teile der Blende 2 auszuleuchten, es ist aber erfindungsgemäß ebenso vorstellbar, das Wippenoberteil 3 direkt auszuleuchten, wobei auch ein in das Wippenoberteil 3 eingebrachtes Symbol 17 ausleuchtbar ist. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Hebel 4 aus einem lichtleitenden Werkstoff, wie beispielsweise Polycarbonat PC zu fertigen. Somit kann das von der Lichtquelle 16 emittierte Licht L in den Lichtleiter 4 und somit in das Wippenoberteil 3 geleitet werden, so dass das Symbol 17 hinterleuchtbar ist.
Das Wippenoberteil 3 ist hierbei ebenfalls aus Polycarbonat oder einem weissen Kunststoff fertigbar. Das Wippenoberteil ist dabei lackiert und mit einem eingelaserten Symbol 17 ausführbar. Darüber hinaus ist es vorstellbar, dass Wippenoberteil 3 als separates Bauteil auszuführen und auf den Hebel 4 aufzuclipsen.
In der 2 ist eine weitere, nicht erfindungsgemäße Ausführungsform des Schalters 18, die ebenfalls in einer Seitenansicht dargestellt ist, wiedergegeben. Der Aufbau des Schalters 18 entspricht im Wesentlichen, in Bezug auf eine am Schalter 18 einzustellende Haptik, dem Aufbau des Schalters 1 aus der 1. Hierbei wird die Haptik am Wippenoberteil 21 ebenfalls über die Lage des Drehpunkts 22 sowie die Länge des Hebelarms 23 und den Federcharakteristiken der Federelemente 19, 20 realisiert. Federelemente 19, 20 sowie Hebel 24 und Wippenoberteil 21 sind in der Blende fest positioniert. Der Toleranzausgleich zwischen dem Wippenoberteil 21 mit der Blende zur Leiterplatte 25 erfolgt jedoch über eine optoelektrische Auswertung.
Auf der Leiterplatte 25 ist eine lichtemittierende Diode 26 montiert. Vorzugsweise wird Licht im infrarotenbereich emittiert. Das Licht der LED 26 gelangt in ein erstes Lichtleitelement 27 und wird entsprechend von dem Lichtleitelement 27 in Richtung benachbarter Lichtführung 28, 29 emittiert und zielgerichtet geleitet. Das zielgerichtete Leiten des Lichtes L erfolgt hierbei über an den Lichtführungen 27, 28, 29 ausgebildeten zueinander gerichteten Schrägen, wobei lediglich zwei Schrägen 30, 31 aus Gründen der Übersichtlichkeit mit Bezugszeichen versehen sind. Das Licht gelangt aus der Lichtführung 27 in die Lichtleitelemente 28, 29 und von dort auf Fototransistoren 32, 33, die eine eingeschaltete LED detektieren. Der Hebelarm 23 besitzt im Bereich der Lichtführungen 27, 28, 29 eine Verlängerung 34, die zwischen die Lichtführungen 27, 28, 29 hinein erstreckt. Wird nun der Hebelarm 23 in Richtung des Pfeils P1 bewegt, so bewegt sich die Verlängerung entweder zwischen die Lichtführung 27 und 28 oder zwischen die Lichtführung 27 und 29, was wiederum als Bewegung des Wippenoberteils 21 elektrisch auswertbar ist, da entweder der Fototransistor 32 oder der Fototransistor 33 kein Licht empfängt, so dass ein elektrisches Signal erzeugbar ist. Die Federelemente 19, 20 besitzen hierbei die Aufgabe, die Haptik einzustellen und den Schaltpunkt zu definieren.
Durch den in den 2 und 3 dargestellten Aufbau des Wippschalters 18 ist eine Ausführungsform bereitgestellt, die eine unabhängig von der Leiterplatte 25 detektierbare Stellung des Wippenoberteils 21 ermöglicht.

Claims

Elektrischer Schalter, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen in einer Blende (2) eines Gehäuses des Schalters (1, 18) schwenkbar aufgenommenen Hebel (4), wobei der Hebel (4) einerseits ein Wippenoberteil (3) und andererseits einen Hebelarm (5) aufweist und der Hebelarm (5) zwischen in der Blende (2) aufgenommenen, federnden Schaltelementen (7, 8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (7, 8) mittels lösbarer Kontakte (11, 13; 12, 14) mit einer im Gehäuse des Schalters (1) angeordneten Leiterplatte (15) verbunden sind.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (7, 8) aus Federelemente bildenden Kontaktmatten (7, 8) gebildet sind.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (7, 8) über Leiterbahnen (9, 10) und mindestens je einem federnden Metallkontakt (11, 12) mit je einer Kontaktfläche (13, 14) auf der Leiterplatte (15) verbunden sind.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (5) aus einem lichtleitenden Kunststoff gefertigt ist und ein Leuchtmittel (16) auf der Leiterplatte (15) befestigt ist, so dass Licht (L) des Leuchtmittels (16) durch den Hebel (4) leitbar und am Wippenoberteil (3) austretbar ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wippenoberteil (3) lackiert und gelasert ausgeführt ist, so dass ein Symbol (17) am Wippenoberteil (3) anzeigbar ist.