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Elektrischer Drucktastens tenschalter
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drucktastenschalter mit
einem ein Schaltrad bedienenden, um eine Achse schwenkbaren und von einer in einem
Gehäuseteil angeordneten Drucktaste beeinflußbaren Schalthebel, der nach tberwinden
einer Federkraft das Schaltrad fortschaltet, wobei ein mit dem Schaltrad verbundener
Nocken auf eine einen Kontakt tragende Schnappfeder einwirkt, die nach jedem Tastdruck
abwechselnd in zwei verschiedene Schaltstellungen gebracht wird und wobei der Nocken
von einer Sperrfeder in seinen Schaltstellungen festgehalten wird.
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Drucktastenschalter gibt es bereits in verschiedenen Ausführungen,
wie z.B. als Druckknopffolgeschalter (DE-PS 1 105 946), bei dem eine drehbare Klinke
in einem Druckknopf gelagert ist und auf die eine separate Schenkelfeder einwirkt,
während der Druckknopf ebenfalls unter einer separaten Schraubenwindungsfeder steht,
die aB Rückholfeder dient. Die Klinke wirkt auf ein Kronrad, welches eine mit diesem
verbundene Nockenscheibe fortschaltet, die eine Schnappfeder abwechselnd in zwei
verschiedene Schaltstellungen bringt. Eine besondere Sperrfeder, welche an einem
Bügel angeordnet ist der auch zur Lagerung von Nockenscheibe und Kronrad dient,
drückt gegen Seitenflächen des Kronrades zu dessen Sperrung in den einzelnen Schaltstellungen.
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Der bekannte Schalter ist insbesondere nicht für eine Miniaturausbildung
geeignet, wie sie vor allem auch im Automobilbau zur Unterbringung im Armaturenbrett
oder dergleichen erforderlich sind.
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Miniaturschalter zeigt z.B. die DE-AS 1 765 971, bei dem ebenfalls
eine S&nnappfeder in einem Gehäuse auf einem U-förmigen Blech gelagert ist,
wobei die Schnappfeder rechteckförmig ausgebildet ist und eine mittlere Zunge besitzt,
die etwa in der Mitte endet und an einem Querstück des Rahmens angeformt ist, an
dem auch der Kontakt liegt. Auch diese Ausbildung eignet sich insgesamt nicht zum
Einbau in Armaturen von Automobilen oder sonstigen kleinen Geräten, wie z.B. Haushaltsgeräten,
zumal auch die Betätigungstaste gegenüber dem Gerätegehäuse sehr gering bemessen
und dieser bekannte Schalter in seiner Anwendung nicht fielfältig genug ist.
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Außer daß im Automobilbau für die Anordnung der vielen Drucktasten
und Wippenschalter insbesondere auch zum nachträglichen Einbau für Sonderzlfecke
zum Schalten von z.B.
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Zusatzverbrauchern wenig Raum zur Verfügung steht, sind Schalter mit
großem Betätigungshub und erforderlicher großer Betätigungskraft für eine schnelle
Bedienung ungünstig. Evtl. einfach ausgeführte Taster, die lediglich Relais bedienen,
welche an verschiedenen Stellen z.B. eines Autos ihren Platz haben, müssen bei einer
Zentralisierung der Auto elektrik durch Schalter ersetzt werden, die aber dann keinen
größeren Platz als die einfachen Taster im Armaturenbrett einnehmen dürfen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tastschalter mit einer solchen
bistabilen Funktion zu schaffen, deren möglichst einfache Ausführung auf kleinstem
Raum unter An-
wendung von nur wenigen Einzelteilen hohe Verbraucherströme
direkt schaltet. Der Tastendruck soll minimal, der Tastenhub sehr klein und eine
Vielfältigkeit der Anwendung durch eine Grundausbildung gegeben sein.
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Die Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs angeführten bekanten Gerät
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schalt.
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hebel U-förmig ausgebildet ist und auf dem Gehäuseunterteil angeformten
Lagerböcken drehbeweglich derart gelagert ist, daß eine für die Drucktaste und den
Schalthebel gemeinsame Rückholfeder am Schalthebel angelenkt ist, urrd daß der Steg
des Schalthebels einerseits unmittelbar mit der Kurzhubtaste zusammenwirkt und andererseits
einen abgewinkelten, selbstfedernden Arm zur Bedienen$ des Schaltrades aufweist,
welches mit dem als Schaltwelle ausgebildeten Vierkant-Schaltnocken und dem Raststern
aus einem Teil besteht, das in einem zweiten, dem Gehäuseunterteil eingeformten
Lagerbockpaar gelagert ist, und daß eine rahmenförmige Schnappfeder auf einem metallenen
U-StUck zwischen den Lagerböcken so angeordnet ist, daß der Schaltnocken auf den
beiden Längsbalken des Rahmens aufliegt.
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Die Erfindung sieht weitere Ausgestaltungen, wie sie in den Merkmalen
der Unteransprüche dargelegt sind, vor.
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In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung in mehreren
Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Fig. 1- 4 zeigen den Grundaufbau eines einfachen Tastscllalters Fig.
1-10 zeigen einen Aufbau des Tastschalters,bei dem die Lagerachsen von Schalthebel
und Schaltwelle senkrecht zueinander verlaufen.
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Fig. 1 zeigt den Drucktastenschalter mit längs aufgeschnittenem Gehäuse
und Drucktaster gemäß Schnittlinie I-I der Fig. 3.
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Fig. 2 zeigt einen Drucktastensc'lalter mit längs aufgescimittenem
Gehäuse und Drucktaster in einer um 900 gedrehte Lage zu der Ansicht von Fig. 1
gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 4.
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Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Drucktastenschalter nach Fig. 1
ohne Gehäuseoberteil und Drucktaste.
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Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Schalter nach Abnahme von Gehäuseoberteil,
Drucktaste, Schalthebel und Lampenanschlußteile gemäß Fig. 2.
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Fig. 5 zeigt einen Drucktastenschalter mit Zusatz-Taster bei längs
aufgeschnittenen Gehäuseoberteil und Drucktaste.
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Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Schalter mit Zusatz-Taster bei
abgenommenem Gehäuseoberteil und Drucktaste.
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Fig. 7 zeigt eine Ansicht auf einen Drucktastenschalter mit längs
geschnittenem Gehäuseoberteil und Drucktaste mit dem Schalthebel angeformter Rückholfeder.
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Fig. 8 zeigt eine Ansicht auf einen Drucktastenschalter mit längs
aufgeschnittenem Gehäuseoberteil und Drucktaste mit dem Gehäuseunterteil angeformten
Rastlappen für den Raststern und im Schalthebel angeformter Rückholfeder.
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Fig. 9 zeigt eine Ansicht auf den Schalter bei längs aufgeschnittenem
Gehäuseoberteil und Drucktaste mit einer Lagerung des Schalthebels auf den Lagerböcken
angeformaten Lagerzapfen und Anordnuhng der Leuchtdioden.
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Fig. 10 zeigt eine Ansicht auf den Schalter bei längs aufgeschnittenem
Gehäuseoberteil und Drucktaste mit einem Schalthebel, der selbst Lagerzapfen aufweist
und wobei der Raststern Rastlücken zum Eingriff einer profilierten Rastfeder aufweist
und mit der Anordnung der Vorwiderstände am gemeinsamen Laupenansclluß Fig. 11 zeigt
eine Ansicht auf einen Drucktastenschalter mit längs aufgeschnittenem Gehäuseoberteil
und Drucktaste, wobei die Lagerachsen von Schalthebel und Schaltwelle parallel zueinander
angeordnet sind und mit einer Sche-ielfeder für Rückstellung und Rastung.
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Fig. 12 zeigt eine Ansicht auf einen Drucktastenschalter mit längs
aufgeschnittenen Gehäuseoberteil und Drucktaste, wobei der Schalter als Umschalter
ausgebildet ist und die Laprachsen parallel zueinander angeordnet sind.
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Fig. 13 zeigt eine Reihenanordnung der Drucktastenschalter unter einem
gemeinsamen Gehäuseoberteil.
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Zunächst zeigen die Fig. 1-10 Drucktastenschalter-Ausbildungen, bei
denen sämtlichst die Verbindungslinien der Lager für den Schalthebel einerseits
und der Schaltwelle andererseits sekrecht zueinander angeordnet sind. In den Fig.
11-12 sind dagegen die Verbindungslinien der Lager von Schalthebel einerseits und
Schaltwelle andererseits parallel zueinander angeordnet.
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Der Drucktastenschalter besteht im wesentlichen aus einem sockelartigen
Gehäuseunterteil 1, einem etwa hülsenförmige Ge:äuseoberteil 2 und einer Drucktaste
3. Der Grundaufbau des Drucktastenschalters ist bereits aus den Abbildungen 1-4
zu erkennen. Auf dem Gehäuseunterteil 1 ist der gesamte Schaltmechanismus aufgesetzt,
der aus einem U-förmigen Schalthebel 4 und einer Schaltwelle 5 besteht. Der Schalthebel
4 besitzt die beiden U-Schenkel 4a und 4b, mit Hilfe derer er in dem Gehäuseunterteil
angeformten Lagerböcken 1a und Ib gelagert ist. Die Lagerung kann auf verschiedene
Art und Weise erfolgen, z.B., wie in Fig. 9 dargestellt, durch den Lagerböcken angeformte
Lagerzapfen Ic, 1d, welche in Lagerausnehmungen 4c, 4d des Schalthebels 4 eingreifen.
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Die Lagerung kann auch durch umgekehrte Anordnung von Lager zapfen
und Lagerausnehmungen erfolgen, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Dort is der
Schalthebel 4t mit an seinen U-Schenkeln 4'a und 4'b angeformten Lagerzapfen 4'c
und 4'd versehen, welche in Lagerausnehmungen 1'c und 1'd der Lagerböcke 11a und
1'b eingreifen. Die Verbindungslinie dieser Lagerzapfen le und If ist also senkrecht
zu der Verbindungslinie der Lagerzapfen 4c und 4d des Schalthebels angeordnet.
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Vom Steg des Schalthebels 4 ist ein selbstfedernder Schaltarm 6 abgewickelt,
der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1-4 als separates Teil ausgeführt und auf den
Steg 4e des Schalthebels 4 aufgeschweißt ist. Auf dem Steg 4e liegt ferner der Schaltzapfen
3a der Drucktaste 3 auf, bei deren Betätigung der Schaltzapfen 3a den Schalthebel
4 abwärts schwenkt, so daß der Sclialtarm 6, welcher in das Schaltrad Sb eingreift,
letzteres in Pfeilrichtung, d.h. in Uhrzeigerrichtung jeweils um einen Zahn weiterbewegt.
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Bei den Schaltbewegungen trifft einmal eine Kante (Fig. 1) des Schaltnockens
auf die rahmenförmige Schnappfeder 7 auf und einmal die ebene Fläche des vierkant.
Trifft die Kante
des Vierkants auf die Schnappfeder, wird diese
nach unten gegen den Gegenkontakt 8a des Anschlußkontaktes 8 gedrückt und trifft
die Fläche des Vierkant auf, dann löst sich der Kontakt 7f der Schnappfeder von
dem Gegenkontakt 8a.
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Die Schnappwirkung der Schnappfeder 7 kommt zunächst dadurch zustande,
daß beim'Einschaltvorgang die Kante des Vierkants auf die tängsbalken 7a, 7b der
rahmenförmigen Schnappfeder 7 auftrifft und die mit ihrem Querbalken 7d in einem
Schenkel 9a des U-Stückes 9 gelagerte Schnappfeder 7 mit ihrem Querbalken 7e nach
unten gegen den Gegenkontakt 8a verschwenkt. Da die Kante des Vierkants 5a in der
Nähe des anderen Schenkels 9b auf die Schnappfeder 7 drückt, ist eine nicht zu hohe
Druckstärke erforderlich, da der Hebelarm von der Lagestelle des U-chenkels 9a bis
zur Auflage der Kante des Vierkants 5a genügend groß ist.
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Wird das Schaltrad 5b durch den Schaltarm 6 wieder einen Zahn weiterbewegt,
hebt die Schaltzunge 7c der Kontakt 7f von dem Gegenkontakt 8a durch die in der
Schaltzunge 7c aufgespeiherte Schnappkraft ab. Die Schaltzunge 7c is-t in dem U-Schenkel
9b des U-Stückes 9 mit ihrem freien Ende gelagert, wobei sich das Lager etwa in
der Mitte zwischen den beiden Querbalken 7d und 7e der Schnappfeder 7 befindet.
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Die Zunge 7c ist von den Längsbalken 7a und 7b so abgetrennt, daß
kein Schlitz zwischen der Zunge und dem Querbalken im Mittelbereich der Zunge verbleibt,
Die Zunge selbst ist am Querbalken 7e angeformt, wobei der Querbalken 7e den beweglichen
Kontakt 7f trägt.
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An der Schaltwelle 5 ist noch ein Raststern 5c angeordnet, dessen
Sperrung zur Festlegung der Schaltwelle in den veschiedenen Schaltstellungen au9
verschiedene Art und Weise erfolgen kann. So rastet in den jeweiligen Schaltstellungen
eine Rastfeder 10 in den Raststern 5c ein, wobei die Rastfeder 10 entweder separat
auf dem Gehäuseunterteil 1 angeordnet (Fig. 10) oder materialeinheitlich als Rastlappen
dem Genäuseunterteil 1 angeformt ist (vergleiche 10' in
in Fig.
9). Eine weitere Rasthalterung zeigt Fig. 11 mittels einer besonderen Schenkelfeder
11. In den Fig. 9 und 10 sind die Raststerne aufgrund der verschiedenartigen Ausbildung
der Rastfedern unterschiedlich gestaltet.
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T.ie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist der Tastschalter mQ drei Anschlußkontakten
ausgestattet, und zwar mit den Anschlußkontakten 8, 12 und 13. Der Anschlußkontakt
8 führt zu dem Gegenkontakt 8a (Fig. p. Der Anschlußkontakt 12 ist vom U-Stück 9
abgewinkelt, und der Anschlußkontakt 13 ist ein separater Kontakt zum Anschließen
von Lämpchen bzw.
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Leuchtdioden. ;!ie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind zwei
Leuchtdioden 15 und 16 vorhanden, wobei die Leuchtdiode 15 als sogenannte zweite
Leuchtdiode mit den sogenannten zweiten Anschlußkontakt 8 verbunden ist, der als
verlängerte Fahne 8b vom Anschlußkontakt 8 in entgegengesetzter Richtung angeordnet
ist. Die erste Leuchtdiode 16 ist dagegen mit dem einen U-Schenkel 9a des U-Stückes
9 verbunden, ozu der Hauptanschlußkontakt 12 gehört. Beide Lämpchen sind über je
einen Vorwiderstand 17 und 18 an einen separaten Lampenanschlußkontakt 13 angeschlossen,
der mit den anderen Anschlußkontakten 8 und 12 aus dem Boden des Gehäuseunterteils
1 herausgeführt ist (vergleiche Fig. 9 u. 10).
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;r7ie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Schnappkontaktfeder
7 zwischen den Lagerböcken Ig u. Ih unterhalb der Schalterwelle 5 angeordnet. Das
Gehäuseoberteil 2 enthält dio Drucktaste 3 und wird mit dieser mittels elastische
Rastnasen 2a,2b auf das Gehäuseunterteil 1 aufgerastet. Die Drucktaste 3 füllt mit
ihrer Stirnfläche 3b die gesamte obere Öffnung des Gehäuseoberteils 2 aus, das lediglich
einen kurzen umlaufenden Flansch 2b für den Einbau in ein Armaturenbrett besitzt.
Die Stirnfläche 3b der Drucktaste 3 kann entweder völlig transparent ausgebildet
oder, wie in den einzelnen Figuren insbesondere 1, 9 und 10 angegeben, mit zwei
separaten Fenstern 3c und 3d versehen sein, die je-
weils über
einer Leuchtdiode 15, 16 angeordnet sind. Die Leuchtdioden können aus bestimmten
Anzelgegründen unter schiedliche Farbgebungen besitzen, ebenso die Fenster.
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Die Drucktaste 3 ist in dem Gehäuseoberteil 2 gehaltert und an zwei
Führungszapfen 3e, welche sich auf gegenüberliegendenSeiten befinden, in Längslöchern
2c des Gehäuseoberteils 2, die den Rückhub der Taste begrenzen, geführt (Fig. 9).
Die Anordnung von Führungszapfen und Längslöchern kann auch umgekehrt vorgenommen
sein, indem sich die FUiirungszapfen an der Innenwandung des Gehäuseoberteils 2
befinden und die Längslöcher in den Seitenwandungen der Drucktaste 3. Der Drucktaste
angeformte Pfosten 3f und 3g begrenzen den Tasthub d-Drucktaste gegenüber dem Gehäuseunterteil
1 (Fig. 1). Ein am Gehäuseoberteil 2 angebrachter Nocken 2d dient ferner als Begrenzungsanschlag
für die Schnappkontaktfeder 7 in der oberen Stellunux (Fig. 1).
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In den Figuren 5 und 6 ist gezeigt, wie der Tastschalter noch zusätzlich
mit einem Tastkontaktpaar versehen werden kann. So ist an den Schalthebel 4 noch
ein Tasthebel 4e angeformt, dessen Gegenkontakt ein Verlängerungsteil 9d des U-Schenkels
9a des U-Stückes 9 ist. Die Stromzuführung zu dem Tasthebel 4e erfolgt über eine
Schenkelfeder 19, deren einer Schenkel 19a sowohl den Tasthebel 4e als auch den
Schalthebel 4 elektrisch mit dem Tasteranschlußkontakt 20 verbindet. In diesem Falle
ist bei dieser Ausführung keine Lampeneinrichtung vorgesehen. Die Schenkelfeder
19 ist auf einem Lagerzapfen 11 für den Schalthebel 4 gelagert. Zur Begrenzung des
Schaltweges des Schalthebels 4 ist ein Anschlag 1k am Lagerbock Ib vorhanden. Das
Gehäuseoberteil 2 besitzt noch Rastfinger 2f, 2g, die dem Gehäuseoberteil angeformt
und elastisch ausgebildet sind, so daß mit Hilfe dieser Rast finger eine Klemmverrastung
z.B. an einem Armaturenbrett möglich ist.
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In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Schalterausbildung gezeigt, bei
dem am Schaltbebel 4 eine Rückholfeder 4f angeformt ist, welche den Schalthebel
4 be entsprechender Drucktastenbetätigung in die Ausschaltstellung zurückdrückt.
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Die Rückholfeder 4f ist an eier Abstützung 21 angelenkt.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen insbesondere die beiden verschiedenen Lagerausführungen
für den Schalthebel 4, wobei einmal die Lagerzapfen 4'c und 4'd am Schalthebel 4'
angeordnet sind (Fig. 10) und zum anderen die Lagerzapfen lc und ld an den Lagerböcken
1a und Ib angebracht sind (Fig. 9). AuBerdem sind in diese: Ausführungen jeweils
unterschiedliche Rastausbildungen für den Raststern 5c und 5c' gezeigt, wobei beim
Raststern 5c, der etwa vierkantig ausgebildet ist, ein angeformter Rastlappen 10'
die Rastung oder Sperrung des Raststernes 5c vornimmt, während in Fig. 10 eine separat
auf dex Gehäuseunterteil 1 angeordnete Rastfeder 10 mittels eines profilierten Vorsprunges
10a in den Raststern 5c' eingreift.
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Nach den Fig. 11 und 12 ist eine Anordnung getroffen, bei der die
Verbindungslinien der Lagerachsen für den Schalthebel 4 und für die Schalterwelle
5 parallel zueinander liegen. Der Schalthebel 4 ist mit seinen U-Schenkeln 4a und
4b auf einer separaten Achse 22 schwenkbar gelagert, auf der eine Schenkelfeder
11 angeordnet ist. Die Schenkelfeder 11 besitzt die beiden Schenkel 11a und leib,
wobei der Schenkel 11a am Steg 4e des Schalthebels 4 angelenkt ist und als Rückholfeder
für den Schalthebel 4 dient. Der Schenkel 11b ist dagegen am Raststern 5c angelegt
und hält die Schalterwelle 5 in den einzelnen Schaltstellungen fest.
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In Fig. 12 ist schließlich noch eine Ausbildung des Drucktastenschalters
als Umschalter dargestellt, wobei ein separater Anschlußkontakt 23 einen abgewinkelten
Schenkel 23a besitzt,
der über dem ortsfesten Kontakt 8a zu liegen
kommt und mit dem beweglichen Kontakt 7t, der z.B. ein Doppelniet sein kann zusammenwirkt.
Die Lagerbrückn 24 und 25 sind auch hier dem Gehäuseunterteil 1 angeformt und tragen
die Achse 22.. Bei dieser Ausbildung mit Umschaltkontakt ist eine Anordnung von
zwei Lämpchen nicht möglich. Gegebenenfalls kann ein Lämpchen am Lampenanschluß-Kontakt
8b angeordnet werden.
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Sc;ließlich zeigt Fig. 13 eine Reihenanordnung von mehreren Tastschaltern
26, 27, 28, 29 und 30, die lediglich durch ein gemeinsames Gehäuseoberteil 31 abgedeckt
sind.
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Mit Hilfe dieses sehr klein bemessenen Drucktastenschalters, der im
Quadrat in seinem Grundriß nicht m&nr als etwa 20 x 20 mm mißt und dessen Gehäusehöhe
etwa der Breite einer Grundfläche entspricht, ist ein sehr kleines Gerät geschaffen
das viele Variationsmöglichkeiten beinhaltet - so ist es z.B. auch möglich, Drucktaster
durch einfaches Entfernen einiger Bauteile zu verwirklichen - und mittels eines
geringfügigen und leichten Tasthubes, wie er insbesondere in Auto schaltanlagen
oder kleinen Haushaltsgeräten erwünscht ist, eine schnelle Betätigung möglich macht.
Da ein solcher Tastschalter bis zu 15 Amp. schalten kann, hat er auch ein großes
Schaltleistungsvermögen und ist dadurch in der Lage, entsprechend eingesetzt zu
werden. Da eine Reihe von Einzelteilen den Hauptgrundteilen angeformt ist, ist die
Ausbildung weitgehendst vereinfacht und in der Montage sehr günstig zusammensetzbar.
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L e e r s e i t e