-
Die Erfindung betrifft eine Schaltervorrichtung zur Einstellung von wenigstens zwei stabilen elektrischen Schaltzuständen, umfassend wenigstens ein kippbares Bedienelement, wobei unterschiedlichen Kippstellungen des Bedienelementes unterschiedliche Schaltzustände zuordenbar sind.
-
Es ist allgemein bekannt, zur Herstellung von wenigstens zwei stabilen Schaltzuständen Kippschalter einzusetzen. Ein Kippschalter ist ein Bedienelement, das in der Regel zwei stabile Schaltzustände besitzt und bei jeder Betätigung von einem Schaltzustand in den anderen wechselt. Ein konventioneller zweipoliger Kippschalter besteht dabei in der Regel aus einem würfelförmigen Kunststoffgehäuse sowie einem entsprechenden Kipphebel, welcher das eigentliche Bedienelement darstellt. Bedingt durch die bei einem Kippschalter notwendige Kontaktierungsmechanik tritt bei einer Betätigung des Kippschalters ein deutlich hörbares, allgemein bekanntes Schaltgeräusch auf.
-
Aufgrund des mechanischen Wirkprinzips und der dazu notwendigen Bauteile und Bauteilanordnungen fällt das Gehäuse eines herkömmlichen Kippschalters daher vergleichsweise groß aus. Bauteile und Komponenten müssen im Automotive-Bereich heutzutage jedoch immer schärfere Restriktionen erfüllen, vor allem in Bezug auf den Bauraum. Es wird daher zunehmend versucht, Bauteile so klein wie möglich zu halten, bzw. weiter zu miniaturisieren.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass diese im Vergleich zu konventionellen Kippschaltern kompakter aufgebaut werden kann.
-
Die Erfindung geht daher aus von einer Schaltervorrichtung zur Einstellung von wenigstens zwei stabilen elektrischen Schaltzuständen, umfassend wenigstens ein kippbares Bedienelement, wobei unterschiedlichen Kippstellungen des Bedienelementes unterschiedliche Schaltzustände zuordenbar sind.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das kippbare Bedienelement mit einem Tastschalter in Wirkverbindung steht, in der Art, dass unterschiedlichen Kippstellungen des Bedienelementes unterschiedliche Schaltzustände des Tastschalters entsprechen.
-
Durch diese technischen Merkmale lässt sich die Funktion eines herkömmlichen elektromechanischen Kippschalters mit einer äußerst kompakten Bauweise realisieren, wodurch in erster Linie eine Bauraumreduzierung bzw. eine Verringerung der Einbautiefe erreicht wird.
-
Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bedienelement nach Art eines Kipphebels mit dem Tastschalter zusammenwirkt. Ein Kipphebel ist beispielsweise aus der Verbrennungsmotorentechnik bekannt. Dort wird er verwendet, um Kurvenbewegungen eines Nocken von der Nockenwelle auf die Einlass- bzw. Auslass-Ventile zu übertragen. Der Kipphebel funktioniert wie eine Wippe. Die Dreh- oder Kippachse kann beispielsweise in der Mitte zwischen zwei seitlich auskragenden Anformungen des Kipphebels oder auch darunter bzw. darüber liegen. Die Richtung einer auf einen Kipphebel ausgeübten Kraft kann dabei sehr effizient und platzsparend geändert werden. Das Bedienelement wird somit wie ein herkömmlicher Kippschalter betätigt, wobei die Bedienbewegung bzw. die Bedienkraft durch eine seitliche Anformung des Bedienelementes (eben nach Art eines Kipphebels) auf den Tastschalter übertragen wird.
-
Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass Rast- und Gegenrastelemente vorgesehen sind, welche das Bedienelement in wenigstens zwei Positionen halten, wobei jede der Positionen einem der Schaltzustände der Schaltervorrichtung entspricht. Dies trägt dazu bei, dass – obwohl kein herkömmlicher Kippschalter eingesetzt wird – ein ähnliches Bediengefühl (Haptik) wie bei einem herkömmlichen Kippschalter erzielt werden kann.
-
Dabei ist es äußerst zweckmäßig, wenn die Rast- und Gegenrastelemente in der Art ausgebildet sind und zusammenwirken, dass bei Betätigung des Bedienelementes ein hörbares Betätigungsgeräusch erzeugt wird. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die Haptik eines herkömmlichen Kippschalters nachzuempfinden, sondern auch das gewohnte Betätigungsgeräusch eines herkömmlichen Kippschalters nachzubilden.
-
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bedienelement wenigstens eine erste Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Kippachse aufweist, welche mit einem Gehäuse der Schaltervorrichtung verbunden ist und wenigstens eine zweite Durchgangsöffnung, welche zur ersten beabstandet und parallel dazu ausgerichtet ist und zur Aufnahme von Rastelementen dient, welche mit Gegenrastelementen des Gehäuses zusammenwirken. Auch diese Ausgestaltung trägt zu einem kompakten Aufbau der Schaltervorrichtung bei.
-
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Rastelemente als in der zweiten Durchgangsöffnung befindliche Druckelemente ausgebildet sind, welche durch Federkraft nach außen aus der zweiten Durchgangsöffnung gedrückt werden und die Gegenrastelemente als nebeneinander liegende Rastmulden des Gehäuses, in die die Druckelemente einrasten. Auf diese Weise lässt sich einerseits eine sehr stabile Verrastung zwischen Rast- und Gegenrastelementen erzielen, zum anderen wird hierdurch auch die Realisierung eines gewünschten Betätigungsgeräusches erleichtert.
-
Es trägt zu einer kompakten Bauweise der Schaltervorrichtung bei, wenn das Bedienelement und der Tastschalter zumindest zum Teil in einer wannenartigen Ausnehmung des Gehäuses aufgenommen sind.
-
Wenn es gewünscht ist, mehrere Schaltervorrichtungen modulartig zusammenzufassen, ist es sehr zweckmäßig, wenn das Gehäuse mehrere Schaltervorrichtungen aufnimmt, wobei wenigstens zwei Schaltervorrichtungen auf einer gemeinsamen Kippachse gelagert sind. Dies führt zum einen zur Reduzierung der Bauteilevielfalt, zum anderen ermöglicht dies eine bessere gemeinsame Ausrichtung der Schaltvorrichtung.
-
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass das Bedienelement wenigstens eine in etwa quer zu dessen Längserstreckung weisende Anformung aufweist und die Anformung mit wenigstens einer Durchgangsöffnung versehen ist, welche eine stiftartige Schraube aufnimmt. Die Anformung des Bedienelementes wirkt bei dessen Betätigung mit dem Tastschalter zusammen. Wird nun eine solche stiftartige Schraube vorgesehen, so kann diese in der Durchgangsöffnung beliebig verdreht werden, solange, bis die Schraube in Richtung auf den Tastschalter aus der Durchgangsöffnung herausragt oder diesen sogar berührt. Es kann somit mittels der stiftartigen Schraube eine Feinjustierung des Bedienelementes vorgenommen werden. Selbstverständlich ist es denkbar, dass eine in etwa quer zur Längserstreckung des Bedienelementes weisende Anformung auch auf der gegenüberliegenden Seite des Bedienelementes angeordnet ist, welche ebenfalls eine solche stiftartige Schraube aufnimmt und dann einen einstellbaren Anschlag zur anderen Richtung darstellt.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlich, was mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert werden soll. Dabei zeigen
-
1 ein Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs, welches mit erfindungsgemäßen Schaltervorrichtungen ausgestattet ist, in perspektivischer Darstellung und teilweise weggebrochen,
-
2 eine perspektivische Einzeldarstellung der in 1 ersichtlichen vier Schaltervorrichtungen, wobei ebenfalls zwei der Schalter nur zur Hälfte (längs geschnitten) dargestellt sind,
-
3 eine perspektivische Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Schaltervorrichtung in einer ersten Schaltposition, zur besseren Verständlichkeit wiederum in einer Schnittansicht,
-
4 eine Darstellung entsprechend 3, jedoch in einer zweiten Schaltposition,
-
5 die perspektivische Teildarstellung des Gehäuses vom Innenverkleidungsteil, in welchem die Schaltervorrichtungen aufgenommen werden und
-
6 eine Schnittdarstellung gemäß Ansicht VI aus 1, wobei manche Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.
-
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Darin ist ein Innenverkleidungsteil 20 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug ersichtlich. Das Innenverkleidungsteil 20 kann beispielsweise ein im Dach eines Kraftfahrzeugs angebrachtes Schaltermodul zur Betätigung diverser Lichtfunktionen sein. Das Innenverkleidungsteil 20 besteht aus einem Gehäuseunterteil 2, welches vier erfindungsgemäße Schaltervorrichtungen 1 aufnimmt und einem Gehäuseoberteil 3. Im Bereich zweier Schaltervorrichtungen 1 ist das Innenverkleidungsteil 20 zur besseren Darstellbarkeit weggeschnitten. Es ist erkennbar, dass zwei Schaltervorrichtungen 1 mit Hilfe eines Achsbolzens 11 schwenk- bzw. kippbar mit dem Gehäuseunterteil 2 verbunden sind. Ferner weist jede Schaltervorrichtung 1 oberhalb des gemeinsamen Achsbolzens 11 Druckelemente 12a, b auf, die eine Rastverbindung zwischen der Schaltervorrichtung 1 und dem Gehäuseunterteil 2 sicherstellen und deren Funktion noch näher erläutert wird. Als weiterer Bestandteil einer jeden Schaltervorrichtung 1 ist noch der Teil eines Tastschalters 9 erkennbar, welcher ebenfalls im Folgenden näher erläutert wird.
-
2 zeigt nun die in 1 ersichtlichen vier Schaltervorrichtungen 1 in Alleinstellung. Hierbei sind die Schaltervorrichtungen 1 in einer ersten (aufrechten) Schaltstellung gezeigt. Die beiden vorderen Schaltervorrichtungen 1 sind zudem der besseren Darstellbarkeit halber längs geschnitten dargestellt. Außerdem ist für die beiden vorderen Schaltervorrichtungen 1 eine zweite Schaltposition gestrichelt dargestellt. Jede Schaltervorrichtung 1 weist ein Schalterunterteil 5 (eigentliches Bedienelement) und ein Schalteroberteil 4 auf. Das Schalteroberteil 4 kann beispielsweise aus Leder sein und damit der Schaltervorrichtung 1 ein edleres Aussehen verleihen. Das Schalterunterteil 5 weist in seinem unteren Bereich zwei seitlich von dessen Höhen- bzw. Längserstreckung auskragende Anformungen 7a bzw. 7b auf. Die Anformung 7b dient zum kipphebelartigen Zusammenwirken des Schalterunterteils 5 mit einem Tastkontakt 10 des Tastschalters 9. Wie ersichtlich, weist das Schalterunterteil 5 an seinem unteren Ende eine Durchgangsöffnung 8 auf. Die Durchgangsöffnung 8 dient zur Aufnahme des Achsbolzens 11 und sichert damit eine schwenk- bzw. kippbare Befestigung des Schalterunterteils 5 am Gehäuseunterteil 2. Oberhalb der Durchgangsöffnung 8 weist jedes Schalterunterteil 5 eine Durchgangsöffnung 21 auf, die zur Aufnahme der Druckelemente 12a, b dient. Man sieht ohne Weiteres, dass die Durchgangsöffnungen 8 bzw. 21 quer zur Längs- bzw. Höhenerstreckung des Schalterunterteils 5 verlaufen und parallel zueinander ausgerichtet sind. Wird nun eine Schaltervorrichtung 1 betätigt, so nimmt diese eine zweite Schaltposition (vergleiche gestrichelte Linien 1') ein, in der die Anformung 7b des Schalterunterteils 5 auf den Tastkontakt 10 des Tastschalters 9 drückt. Mittels einer rastenden Verbindung zwischen dem Schalterunterteil 5 und dem Gehäuseunterteil 2, welches noch näher erläutert wird, verbleibt die Schaltervorrichtung 1 stabil in der dargestellten, gekippten Position 1'. Der Tastkontakt 10 würde normalerweise wieder in seine ursprüngliche Schaltposition zurückgehen, sobald der Druck auf den Tastkontakt 10 weggenommen wird. Aus der 2 ist ferner noch ersichtlich, dass jede Schaltervorrichtung 1 mit einer Blende 6 versehen ist. Die Blende 6 ist zwischen Gehäuseunterteil 2 und Gehäuseoberteil 3 angeordnet und trägt zu einem angenehmeren Aussehen der Schaltervorrichtung 1 im eingebauten Zustand bei (vergleiche 1).
-
Anhand der 3 bis 5 sollen nun näher erläutert werden, wie die Schaltervorrichtung 1 mit dem Gehäuseunterteil 2 kippbar befestigt ist. 3 zeigt die Schaltervorrichtung 1 dabei in einer ersten Schaltposition, in der die Schaltfunktion der Schaltervorrichtung 1 deaktiviert ist. In 4 ist die Schaltervorrichtung 1 gekippt worden und in ihrer Schaltfunktion aktiviert. Es ist ersichtlich, dass der Achsbolzen 11 durch die Durchgangsöffnung 8 des Schalterunterteils 5 und auch durch die Durchgangsöffnungen 15 des Gehäuseunterteils 2 gesteckt ist, wodurch die kippbare Verbindung der Schaltervorrichtung 1 mit dem Gehäuseunterteil 2 realisiert wird. Die zwischen dem Schalterunterteil 5 und dem Gehäuseunterteil 2 wirkende Rastverbindung wird durch die bereits erwähnten Druckelemente 12a bzw. 12b realisiert, die in der Durchgangsöffnung 21 aufgenommen sind und mittels zweier Schraubenfedern 13 nach außen (also beidseitig aus der Durchgangsöffnung 21 heraus) gedrückt werden. Es ist erkennbar, dass die Druckelemente 12a, b abgerundete Außenseiten aufweisen, mit denen sie in entsprechende Rastmulden 17a, b bzw. 18a, b einrasten. Die Rastmulden 17a, b bzw. 18a, b sind in stegartigen Anformungen 16 des Gehäuseunterteils 2 eingebracht. Die Anformungen 16 sind dabei an den Rändern einer wannenartigen Ausnehmung 14 des Gehäuseunterteils 2 angeordnet, wobei die wannenartige Ausnehmung 14 zur zumindest teilweisen Aufnahme des Schalterunterteils 5 und des Tastschalters 9 dient (vergleiche auch 6). Jeweils zwei im Bereich einer wannenförmigen Ausnehmung 14 gegenüberliegende stegartige Anformungen weisen zwei gegenüberliegende Rastmulden 17a, b bzw. 18a, b auf. Dabei sind die Rastmulden 17a, b größer als die Rastmulden 18a, b und auch der lichte Abstand zwischen den Rastmulden 17a, b ist weiter als der lichte Abstand zwischen den Rastmulden 18a, b. Dies führt dazu, dass in der in 3 dargestellten Position des Schalterunterteils 5 die Druckelemente 12a, b stärker gespannt sind als in der in 4 gezeigten Position. Bei einem Wechsel der Schaltposition des Schaltunterteils 5 insbesondere derjenigen in 3 zu derjenigen in 4 kommt es daher zu einem deutlich hörbaren Betätigungsgeräusch durch die Entspannung und Bewegung der Druckelemente 12a, b in Richtung der Rastmulden 17a, b. Um ein Verkanten der Federn 13 zu verhindern, ist zwischen diesen zusätzlich eine Kugel 23 eingebracht.
-
Schließlich ist in 6 ersichtlich, wie das Schalterunterteil 5 und der Tastschalter 9 in die wannenartige Ausnehmung 14 des Gehäuseunterteils 2 aufgenommen sind. Ferner ist erkennbar, dass die Anformungen 7a, b mit Durchgangsöffnungen 22 versehen sind (vergleiche auch 2). Diese Durchgangsöffnungen 22 sind mit einem Gewinde versehen und nehmen Stiftschrauben 19 auf. Jede der Stiftschrauben 19 kann beliebig verdreht und soweit aus der Durchgangsöffnung 22 herausgedreht werden, dass ein gewünschter Anschlag einstellbar ist. Mit den Stiftschrauben 19 ist somit eine sehr genaue Justierung des Schalterunterteils 5 möglich. Werden (so wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel) mehrere Schaltvorrichtungen 1 in einem Modul angeordnet, so können die Schaltervorrichtungen 1 mittels der Stiftschrauben 19 sehr leicht gemeinsam ausgerichtet werden, so dass sie alle in einer Flucht stehen.
-
Die vorgestellte Konstruktion ermöglicht somit die prinzipielle Funktion eines herkömmlichen Kippschalters, wobei jedoch der elektromechanische, vergleichsweise bauraumintensive Aufbau eines herkömmlichen Kippschalters durch die Kombination eines kippbaren Bedienelementes mit einem Tastschalter ersetzt wurde. Dies führt zur möglichen Reduzierung des Bauraums bzw. der Einbautiefe. Zudem erzeugt das Einrasten der Druckelemente 12a, b in den Rastmulden 17a, b bzw. 18a, b das von einem herkömmlichen Schalter gewohnte, charakteristische Betätigungsgeräusch. Ein weiterer vorteilhafter Nebeneffekt ist zudem, dass durch Ersetzen des elektromechanischen Aufbaus eines herkömmlichen Kippschalters die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 1 im Vergleich zu einem konventionellen Kippschalter um etwa den Faktor 4 erhöht wird. Anzumerken ist noch, dass als Tastschalter jeder handelsübliche zweipolige Tastschalter verwendet werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schaltervorrichtung
- 2
- Gehäuseunterteil
- 3
- Gehäuseoberteil
- 4
- Schalteroberteil
- 5
- Schalterunterteil
- 6
- Blende
- 7a, b
- Anformungen des Schalterunterteils
- 8
- Durchgangsöffnungen im Schalterunterteil
- 9
- Tastschalter
- 10
- Tastkontakt
- 11
- Achsbolzen
- 12a, b
- Druckelemente
- 13
- Schraubenfeder
- 14
- wannenartige Ausnehmung
- 15
- Durchgangsöffnungen im Gehäuseunterteil
- 16
- stegartige Anformungen
- 17a, b
- größere Rastmulden
- 18a, b
- kleinere Rastmulden
- 19
- Stiftschrauben
- 20
- Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs
- 21
- Durchgangsöffnungen im Schalterunterteil
- 22
- Durchgangsöffnungen der Anformungen des Schalterunterteils
- 23
- Kugel
