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DE102013200178A1 - Switch with double snap action for operation of electrical equipment, has plastic support which is provided under silicone mat, and actuating keys are arranged under printed circuit board, by which movement of bubbles is pressurized - Google Patents

Switch with double snap action for operation of electrical equipment, has plastic support which is provided under silicone mat, and actuating keys are arranged under printed circuit board, by which movement of bubbles is pressurized Download PDF

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DE102013200178A1
DE102013200178A1 DE201310200178 DE102013200178A DE102013200178A1 DE 102013200178 A1 DE102013200178 A1 DE 102013200178A1 DE 201310200178 DE201310200178 DE 201310200178 DE 102013200178 A DE102013200178 A DE 102013200178A DE 102013200178 A1 DE102013200178 A1 DE 102013200178A1
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Abstract

The switch has a push rods (73,74) whose pressure is acted upon at a position that is not equidistant from the starting points of the effect of silicone bubbles (81,82) on the platelets (71,72), so that the linear movement of pressed-down pressure rods is converted into rotary sliding movement of platelets. A plastic support (9) with through holes (91) is provided underneath the silicone mat (8), in accordance with the overlying bubble pairs, and actuating keys (62) is arranged underneath the printed circuit board (6), by which the movement of the bubbles is pressurized.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit Doppelsprungschaltung, beispielsweise für die Betätigung von Fensterhebern oder anderen Funktionen in einem Fahrzeug, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Vorrichtung zur Betätigung eines solchen Schalters.The invention relates to an electrical switch with a double-jump circuit, for example for the operation of window regulators or other functions in a vehicle, and more particularly, the invention relates to the device for actuating such a switch.

Die aktuellen Schalter mit Doppelsprungschaltung bestehen aus einem Betätigungstaster, der auch eine ästhetische Funktion hat, der mittels einer Scharnierverbindung über einen Trägerkörper gestülpt ist, welche die entsprechende Kippbewegung ermöglicht. Die Umwandlung der Kippbewegung des Tasters in eine lineare Bewegung erfolgt durch das Betätigungssystem, das mit zwei Druckstangen versehen ist, die auf ein Plättchen einwirken, das seinerseits an einem Paar von Auslöseelementen aus Silikonkautschuk, die auch Blasen genannt werden, anliegt. Die Scharnierverbindung zwischen den Druckstangen und dem Plättchen ermöglicht eine Dreh-Schiebebewegung auf dem erwähnten Plättchen. Diese Bewegung wird durch das Eindrücken der Silikonblasen reguliert, zu dem es nacheinander aufgrund der Tatsache kommt, dass die Kontaktstelle zwischen Druckstange und Plättchen nicht im gleichen Abstand zu den Ansatzpunkten der Wirkung der Blasen auf dem Plättchen ist. Im Inneren des Silikons sind an vordefinierten Stellen elektrisch leitende Materialpartikel eingebettet, die bei „ausgelöster” Blase das Schließen der Kontakte der darunter liegenden Leiterplatte ermöglichen.The current switches with double-jump circuit consist of an actuating button, which also has an aesthetic function, which is slipped over a support body by means of a hinge connection, which allows the corresponding tilting movement. The conversion of the tilting movement of the stylus into a linear motion is accomplished by the actuation system provided with two pushrods which act on a platelet, which in turn bears against a pair of silicone rubber activators, also called bladders. The hinge connection between the push rods and the plate allows a rotary-sliding movement on the mentioned plate. This movement is regulated by the indentation of the silicone bubbles, which occurs successively due to the fact that the contact point between the push rod and the plate is not equidistant from the points of application of the action of the bubbles on the plate. In the interior of the silicone electrically conductive material particles are embedded at predefined locations, which allow for "triggered" bubble closing the contacts of the underlying circuit board.

Der Schalter des Standes der Technik weist jedoch Konstruktionsbesonderheiten auf, die sowohl wegen der zahlreicheren Montageschritte als auch wegen empfindlicher und somit kostenintensiveren Bearbeitungen zu erhöhten Kosten führen. Im Speziellen sind die Druckstange und das Plättchen zwei separat hergestellte Teile, die anschließend am Schaltergehäuse in zwei getrennten Schritten zusammengebaut werden. Diese beiden Schritte könnten auf einen einzigen Schritt reduziert werden, wenn die beiden Teile als ein einziges Stück hergestellt würden.The switch of the prior art, however, has design features that lead to increased costs both because of the more numerous assembly steps as well as because of more sensitive and therefore more expensive machining operations. In particular, the push rod and the wafer are two separately manufactured parts that are subsequently assembled on the switch housing in two separate steps. These two steps could be reduced to a single step if the two parts were made as a single piece.

In der Patentanmeldung EP 1294001 des selben Anmelders wird ein Schalter dieses Typs beschrieben, bei dem die erwähnten Druckstangen und Plättchen des Betätigungssystems in einem einzigen Stück aus Kunststoff und mit einem Scharnier, das für die Umwandlung der geradlinigen Schubbewegung auf der Druckstange in eine Dreh-Schiebebewegung des Plättchens geeignet ist, ausgeführt sind. Bei einer derartigen Lösung wirken die Silikonblasen auf eine darunterliegende Folie, die sich auf die Leiterplatte legt und dabei den elektrischen Kontakt schließt.In the patent application EP 1294001 by the same applicant, a switch of this type is described, in which the mentioned push rods and plates of the actuating system in a single piece of plastic and with a hinge which is suitable for the conversion of the linear pushing movement on the push rod in a rotational sliding movement of the plate, are executed. In such a solution, the silicone bubbles act on an underlying film which lays on the circuit board and thereby closes the electrical contact.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit Doppelsprungschaltung mit den Merkmalen aus dem beigefügten Patentanspruch 1. Weitere Nebenmerkmale sind in den beigefügten Unteransprüchen angegeben.One aspect of the present invention relates to a double-jump circuit electrical switch having the features of appended claim 1. Further subsidiary features are set forth in the appended subclaims.

Die Merkmale und Vorteile eines derartigen Schalters werden näher erläutert in der nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten zeichnerischen Darstellungen, die im Detail zeigen:The features and advantages of such a switch will be explained in more detail in the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings, which show in detail:

1 eine Explosionsdarstellung der verschiedenen Teile eines erfindungsgemäßen Schalters, 1 an exploded view of the various parts of a switch according to the invention,

2a–2d Schnittansichten des Schalters in den verschiedenen Betriebsphasen und insbesondere in der Ruhephase in der Phase nach dem ersten Schaltsprung, in der Vorlaufphase des zweiten Schaltsprungs und in der Phase nach dem zweiten Schaltsprung. 2a - 2d Sectional views of the switch in the various phases of operation and in particular in the rest phase in the phase after the first switching jump, in the preliminary phase of the second switching jump and in the phase after the second switching jump.

Mit Bezug auf die genannten Zeichnungen hat der Schalter zum Beispiel für die Betätigung von Fensterhebermotoren einen Deckel 2 und ein Sockelteil 3, das vorzugsweise gehäuseförmig ausgebildet ist, und er ist mit einer Betätigungswippe 4 ausgestattet, die an einem Zapfen 5 mit dem Deckel 2 verbunden ist, sodass die oben erwähnte Kippbewegung ausgeführt werden kann. Das Gehäuse 1 ist mittels Schnappverbindung an einem Teil im Innenraum eines Fahrzeugs befestigt (nicht dargestellt). Der Betätigungstaster 4 kann zwischen zwei Positionen bewegt werden, um wie im dargestellten Beispiel das Schließen oder das Öffnen der Fensterscheiben eines Fahrzeugs zu betätigen.With reference to said drawings, for example, the switch has a lid for operating window regulator motors 2 and a base part 3 , which is preferably formed housing-shaped, and it is with a rocker switch 4 fitted to a pin 5 with the lid 2 is connected so that the above-mentioned tilting movement can be performed. The housing 1 is attached by snap connection to a part in the interior of a vehicle (not shown). The actuating button 4 can be moved between two positions to operate as in the illustrated example, the closing or opening of the windows of a vehicle.

Auf dem Sockelteil 3 des Schaltergehäuses sind zumindest eine Leiterplatte 6 zum Beispiel für die Betätigung der Fensterhebermotoren und zugehörige Steckverbinder für ihren Anschluss an die Elektrik eingebettet.On the base part 3 the switch housing are at least one circuit board 6 embedded, for example, for operating the window regulator motors and associated connectors for their connection to the electrical system.

Der Schalter hat zumindest eine Betätigungsvorrichtung 7 mit einem Paar von Plättchen 71 und 72, die über entsprechende Scharniere mit einem Paar von Druckstangen 73 und 74 verbunden sind; die Plättchen werden in Folge der Betätigung der Betätigungswippe 4 über die Druckstangen mit Druck beaufschlagt.The switch has at least one actuator 7 with a pair of platelets 71 and 72 that have corresponding hinges with a pair of push rods 73 and 74 are connected; the platelets are due to the actuation of the rocker switch 4 pressurized by the push rods.

Unterhalb der Betätigungsvorrichtung befindet sich eine Silikonmatte 8 mit Silikonblasenpaaren 81 und 82, die entsprechend den Plättchen 71 und 72 (ein Blasenpaar je Plättchen) angebracht sind. Jedes Plättchen liegt auf einem Paar von Silikonblasen derselben Mattenseite auf.Below the actuator is a silicone mat 8th with silicone bubble pairs 81 and 82 , according to the tiles 71 and 72 (one pair of bubbles per plate) are attached. Each tile rests on a pair of silicone bubbles on the same side of the mat.

Der erfindungsgemäße Schalter hat unterhalb dieser Matte 8 einen Träger aus Kunststoff 9 mit den entsprechenden Durchgangsöffnungen 91 für die darüber liegenden Blasenpaare 81 und 82 und für die jeweiligen darunter liegenden elektrisch betätigten Mikroschalter 62, die sich auf der Leiterplatte 6 befinden und die durch die Bewegung der Blasen gedrückt werden. The switch according to the invention has below this mat 8th a carrier made of plastic 9 with the corresponding passage openings 91 for the overlying pairs of bubbles 81 and 82 and for the respective underlying electrically actuated microswitches 62 that are on the circuit board 6 which are pressed by the movement of the bubbles.

Aufgabe der Silikonblasen ist es, das Gefühl der Betätigung des Schalters zu liefern. Insbesondere verwirklichen sie einen nicht linearen Kraftverlauf im Verhältnis zum Hub, der bis an den Punkt ansteigt, an dem die Blase einen instabilen geometrischen Zustand erreicht, bei dessen Überschreiten es zum Eindrücken mit unmittelbarem Kraftabfall und sich daraus ergebender Zunahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Systems kommt. Auf diese Weise wird das klassische Klicken des Schalters realisiert, das in englischer Sprache vom Fachmann als „snap” bezeichnet wird.The purpose of the silicone bubbles is to provide the feel of the switch actuation. In particular, they realize a non-linear force curve relative to the stroke, which increases to the point where the bubble reaches an unstable geometric state, beyond which it comes to impress with immediate force drop and consequent increase in the speed of movement of the system. In this way, the classic click of the switch is realized, which is referred to in English by the skilled person as "snap".

Eine zweite Aufgabe der Silikonblasen besteht eben darin, die Druckkraft der Betätigungstasten 62 zu liefern, die für die Realisierung der elektrischen Schalterfunktion erforderlich ist.A second task of the silicone bubbles is precisely the pressure of the actuating buttons 62 to supply, which is required for the realization of the electrical switch function.

Die Wirkung einer solchen Betätigung wird auf die Plättchen mittels der jeweils einem einzelnen Plättchen zugeordneten Druckstangen 73 und 74 übertragen, an einer Stelle, die nicht im gleichen Abstand zu den Ansatzpunkten der Wirkung der Silikonblasen auf den Plättchen ist, so dass die lineare Bewegung der nach unten gedrückten Druckstangen in eine Dreh-Schiebebewegung der Plättchen umgewandelt wird.The effect of such actuation is applied to the platelets by means of the respective push rods associated with a single platelet 73 and 74 transferred, at a location which is not the same distance to the starting points of the effect of the silicone bubbles on the platelets, so that the linear movement of the depressed push rods is converted into a rotational sliding movement of the platelets.

Die Druckstangen 73 und 74 sind mit den Plättchen 71 und 72 durch Scharniere verbunden, die in einer der möglichen erfindungsgemäßen Ausführungsformen flexible Elemente in Form von im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Scharnierstreifen 75 sind.The push rods 73 and 74 are with the tiles 71 and 72 connected by hinges which in one of the possible embodiments of the invention flexible elements in the form of substantially U-shaped hinge strips 75 are.

Ein auf der Druckstange ausgebildeter Keil 76 und eine auf dem Plättchen ausgebildete Rille 77 tragen zur Schaffung des Scharniers zwischen den beiden Teilen bei, wobei sie für die Übertragung des von der Betätigungswippe ausgelösten Schubs auf die Plättchen mittels der Druckstangen sorgen.A trained on the push rod wedge 76 and a groove formed on the wafer 77 Contribute to the creation of the hinge between the two parts, whereby they provide for the transmission of the triggered by the rocker arm thrust on the platelets by means of push rods.

Für die Schaffung des Schalters können andere Verbindungsformen zwischen Druckstange und Plättchen verwendet werden, ohne hierbei den Rahmen der Erfindung, so wie dieser durch die Patentansprüche definiert ist, zu verlassen. Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung hat die Silikonmatte 8 solche Maße, dass sie sich mit dem Rand eines Sockelgehäuses 3 so zusammenfügt, dass sie als Dichtung für den Schalter in seiner Gesamtheit fungiert.For the creation of the switch, other forms of connection between push rod and plate can be used without departing from the scope of the invention as defined by the claims. According to an advantageous feature of the present invention, the silicone mat 8th such dimensions that they are with the edge of a socket housing 3 so that it acts as a seal for the switch in its entirety.

Der erfindungsgemäße Schalter funktioniert in der nachstehend beschriebenen Weise, mit besonderem Bezug auf 2a, 2b und 2c.The switch according to the invention operates in the manner described below, with particular reference to 2a . 2 B and 2c ,

Wird Druck oder Zug auf die Betätigungswippe 4 ausgeübt, durch den die Rotation um den Drehpunkt 5 ausgelöst wird, so wird in jedem Fall der mittlere Abschnitt eines der beiden Plättchen über die Druckstangen mit Druck beaufschlagt. In dem beschriebenen Fall bewegt sich das mit Druck beaufschlagte Plättchen ausgehend von seiner Ruheposition nach unten (2a). Beim Überschreiten des ersten Gleichgewichtspunkts, was dem Eindrücken einer der Blasen entspricht, kommt es zum ersten Schaltsprung (2b), der den Druck auf die unter der ersten eingedrückten Blase liegende Betätigungstaste beaufschlagt und dadurch den ersten Steuerkreis schließt. Wird das Einwirken auf die Betätigungswippe fortgesetzt (2c), so wird das Plättchen weiter mit Druck beaufschlagt, das so den zweiten Eindrückpunkt der anderen Blase des darunter liegenden Paars erreicht und dadurch zum Drücken der zweiten Betätigungstaste führt, wodurch der zweite Steuerkreis geschlossen wird (2d).Will pressure or pull on the rocker switch 4 exercised by the rotation around the fulcrum 5 is triggered, so in each case, the central portion of one of the two platelets is pressurized via the push rods. In the case described, the pressurized wafer moves down from its rest position ( 2a ). When exceeding the first equilibrium point, which corresponds to the impressions of one of the bubbles, it comes to the first switching jump ( 2 B ), which acts on the pressure on the lying under the first indented bladder actuating button and thereby closes the first control circuit. Is the action on the rocker continued ( 2c ), the pad is further pressurized, thus reaching the second indent point of the other bladder of the underlying pair, thereby causing the second actuation key to be pressed, thereby closing the second control circuit ( 2d ).

Verändert man die Maße (zum Beispiel von Durchmesser und Dicke), die Position und die Flexibilität der Silikonblasen, kann man dadurch die für die Durchführung der Schaltsprünge notwendige Kraft bestimmen, wobei ein nicht linearer Kraftverlauf im Verhältnis zum Hub verwirklicht wird. Tatsächlich ist in den zeichnerischen Darstellungen eine Blase des Blasenpaars ein Vollzylinder, während die andere Blase hohl ist, damit sich auf diese Weise deren Festigkeit von der ersten unterscheidet. Durch die Veränderung des Querschnitts der zweiten Blase kann das „feeling” des Schalterklickens verändert werden, wodurch ein konstanter Kraftabschnitt zwischen dem minimalen Kraftpunkt nach dem ersten Klicken und dem Wiederanstieg für das Erreichen der maximalen Kraft für das zweiten Klicken möglich ist.By changing the dimensions (for example of diameter and thickness), the position and the flexibility of the silicone bubbles, one can thereby determine the force necessary for the implementation of the switching jumps, whereby a non-linear force curve in relation to the stroke is realized. In fact, in the drawings, one bubble of the bubble pair is a solid cylinder while the other bubble is hollow so that its strength differs from the first one. By changing the cross-section of the second bladder, the "feel" of the switch click can be changed, allowing a constant force section between the minimum force point after the first click and the re-rise to reach the maximum force for the second click.

Durch die Verwendung von Silikondomen und Mikroschaltern kann das charakteristische Klicken der Silikondome und das charakteristische metallische Klicken der Mikroschalter erreicht werden.By using silicone domes and microswitches, the characteristic click of the silicon dome and the characteristic metallic click of the microswitches can be achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1294001 [0004] EP 1294001 [0004]

Claims (5)

Schalter mit Doppelsprungschaltung für die Betätigung von elektrischen Geräten, mit • einem Deckel (2) und einem Sockelteil (3), • einer Betätigungswippe (4), die mit dem Deckel so verbunden ist, dass die vorstehend genannte Kippbewegung durchgeführt werden kann, • wobei auf dem Sockelteil (3) des Schaltergehäuses zumindest eine Leiterplatte (6) für die Betätigung solcher elektrischer Geräte angebracht ist, • einer Schalterbetätigungsvorrichtung (7) mit einem Paar von Plättchen (71, 72), die über entsprechende Scharniere mit einem Paar von Druckstangen (73, 74) verbunden sind, wobei diese Plättchen in Folge der Betätigung der Betätigungswippe (4) über die Druckstangen mit Druck beaufschlagt sind, • einer unterhalb dieser Betätigungsvorrichtung angebrachten Silikonmatte (8) mit Silikonblasenpaaren (81, 82), die entsprechend den Plättchen (71, 72) angeordnet sind und von diesen mit dem vorstehend erwähnten Druck beaufschlagt werden, • wobei dieser Druck der Druckstangen an einer Stelle beaufschlagt wird, die nicht im gleichen Abstand zu den Ansatzpunkten der Wirkung der Silikonblasen auf den Plättchen ist, so dass die lineare Bewegung der nach unten gedrückten Druckstangen in eine Dreh-Schiebebewegung der Plättchen umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb dieser Matte (8) ein Kunststoffträger (9) befindet, der mit Durchgangsöffnungen (91) versehen ist, die entsprechend den darüber liegenden Blasenpaaren (81, 82) und den darunter auf der Leiterplatte (6) angeordneten elektrischen Betätigungstasten (62), die durch die Bewegung der Blasen mit Druck beaufschlagt werden, positioniert sind.Switch with double jump circuit for the actuation of electrical appliances, with • a cover ( 2 ) and a base part ( 3 ), • a rocker switch ( 4 ), which is connected to the cover so that the aforementioned tilting movement can be performed, wherein on the base part ( 3 ) of the switch housing at least one printed circuit board ( 6 ) is mounted for the actuation of such electrical appliances, • a switch actuating device ( 7 ) with a pair of platelets ( 71 . 72 ), which have corresponding hinges with a pair of push rods ( 73 . 74 ), these platelets due to the actuation of the rocker switch ( 4 ) are pressurized via the push rods, • a silicone mat attached below this actuator ( 8th ) with silicone bubble pairs ( 81 . 82 ) corresponding to the platelets ( 71 . 72 ) and are acted upon by these with the above-mentioned pressure, • wherein this pressure of the push rods is applied at a location which is not at the same distance to the starting points of the effect of the silicone bubbles on the platelets, so that the linear movement of down pressed push rods is converted into a rotational sliding movement of the platelets, characterized in that below this mat ( 8th ) a plastic carrier ( 9 ), which is provided with passage openings ( 91 ) corresponding to the overlying pairs of bubbles ( 81 . 82 ) and the underneath on the circuit board ( 6 ) arranged electrical operating buttons ( 62 ), which are pressurized by the movement of the bubbles, are positioned. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstangen (73, 74) mit den Plättchen (71, 72) durch Scharniere mit im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Scharnierstreifen (75) verbunden sind.Switch according to claim 1, characterized in that the push rods ( 73 . 74 ) with the platelets ( 71 . 72 ) by hinges with substantially U-shaped hinge strips ( 75 ) are connected. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonmatte (8) solche Maße hat, dass sie sich mit dem Rand eines Sockelgehäuses (3) so zusammenfügt, dass sie als Dichtung fungiert.Switch according to claim 1, characterized in that the silicone mat ( 8th ) has such dimensions that it fits with the edge of a base housing ( 3 ) so that it acts as a seal. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckstange über einen Keil (76) verfügt und auf jedem Plättchen eine Rille (77) ausgebildet ist, die zur Schaffung des Scharniers zwischen den beiden Teilen beitragen, wobei sie für die Übertragung des von der Betätigungswippe ausgelösten Schubs auf die Plättchen mittels der Druckstangen sorgen.Switch according to claim 1, characterized in that each push rod is connected via a wedge ( 76 ) and on each tile a groove ( 77 ), which contribute to the creation of the hinge between the two parts, wherein they provide for the transmission of the triggered by the rocker arm thrust on the platelets by means of the push rods. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blase des Blasenpaars ein Vollzylinder, während die andere Blase hohl ist, damit sich auf diese Weise deren Festigkeit von der ersten unterscheidet um das Schaltergefühl zu verändern.A switch according to claim 1, characterized in that one bubble of the bubble pair is a solid cylinder, while the other bubble is hollow, so that their strength differs from the first in this way to change the switch feel.
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