-
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Solche Schalter, die mit einem Kontaktsystem sowie mit einem bewegbaren Betätigungsorgan zur schaltenden Einwirkung auf das Kontaktsystem versehen sind, besitzen vielfältige Verwendungsmöglichkeiten. Beispielsweise können die Schalter in Bedienfeldern für Kraftfahrzeuge, Hausgeräte o. dgl. zum Einsatz kommen.
-
Bedienfelder enthalten neben elektrischen Schaltern im allgemeinen weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile, die gemeinsam auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Bei der Montage des Bedienfeldes bietet es sich an, die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile, die häufig in SMD(Surface Mounted Device)-Technik zu verarbeiten sind, mittels eines sogenannten ”Pick-and-Place”-Systems auf der Leiterplatte zu bestücken. Eine solches Pick-and-Place-System, das beispielsweise aus der
DE 101 30 015 A1 bekannt ist, besitzt einen eine Saugpipette o. dgl. aufweisenden Greifer, um die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile entsprechend handzuhaben. Nachteilig ist dabei, daß herkömmliche elektrische Schalter mit einer solchen Saugpipette nur sehr schwer handzuhaben sind, so daß das Pick-and-Place-System mit einem zusätzlichen zangenartigen Greifer ausgerüstet werden muß, was die Flexibilität des Pick-and-Place-Systems einschränkt. Deshalb werden die elektrischen Schalter oft manuell auf der Leiterplatte bestückt, was jedoch wenig befriedigend ist.
-
Aus der
DE 199 01 974 A1 ist ein elektrischer Schalter mit einem Kontaktsystem und mit einem bewegbaren Betätigungsorgan zur schaltenden Einwirkung auf das Kontaktsystem bekannt, wobei am Betätigungsorgan ein vorübergehend montiertes Bauteil lösbar angeordnet ist. Das Bauteil weist an der dem Kontaktsystem abgewandten Seite eine im wesentlichen ebene Fläche auf, derart daß die ebene Fläche eine Ansaugfläche zur Pick-and-Place-Bestückung des Schalters bildet. Nach der Bestückung des Schalters wird das Bauteil entfernt und anschließend ein Betätigungselement am Betätigungsorgan angebracht.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen weiteren zur Verarbeitung mit einem Pick-and-Place-System geeigneten Schalter bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Schalter ist am Betätigungsorgan an der dem Kontaktsystem abgewandten Seite eine im wesentlichen ebene Fläche angeordnet. Die ebene Fläche bietet eine genügend große Ansaugfläche für das Aufsetzen der Saugpipette am Greifer, um eine Pick-and-Place-Bestückung des Schalters in derselben Art und Weise wie für die übrigen elektrischen und/oder elektronischen Bauteile zu gestatten.
-
Zur Herstellung eines kleinbauenden Schalters empfiehlt es sich, wenn die ebene Fläche nach der Bestückung des Schalters entfernt wird, womit die ebene Fläche keinen zusätzlichen Platzbedarf mehr nach der Montage des Schalters benötigt. In platzsparender Weise bereits für den zu bestückenden Schalter kann die ebene Fläche lösbar am Betätigungsorgan angeordnet sein. Anschließend an das Bestücken und Entfernen der ebenen Fläche läßt sich dann ein Betätigungselement für den Benutzer am Betätigungsorgan anbringen, beispielsweise indem es in der Art einer Betätigungsachse auf das Betätigungsorgan aufgesteckt wird.
-
Während die ebene Fläche lösbar am Betätigungsorgan befestigt ist, ist hingegen das Betätigungselement bevorzugterweise im wesentlichen unlösbar am Betätigungsorgan befestigbar, so daß das Betätigungselement dann mit dem Betätigungsorgan eine Einheit bildet. In einfacher Art und Weise kann hierfür das Betätigungsorgan eine Aufnahme aufweisen, wobei die ebene Fläche in der Aufnahme mittels Rast-Schnapp-Verbindungen eingerastet ist. In diese Aufnahme läßt sich dann das Betätigungselement nach Entfernen der ebenen Fläche einstecken.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Anstelle von Rast-Schnapp-Verbindungen kann die ebene Fläche mit einer Sollbruchstelle am Betätigungsorgan angeordnet sein, so daß die ebene Fläche nach der Bestückung durch einfaches Abreissen entfernbar ist. Beispielsweise kann die ebene Fläche bei der Herstellung des Betätigungsorgans aus Kunststoff durch Spritzgießen mit angespritzt werden. Vorteilhafterweise läßt sich dann bei der Vormontage des Schalters ein Einzelteil sowie ein Montageschritt einsparen.
-
Der Schalter besitzt im allgemeinen ein Gehäuse, das mit einem Gehäuseoberteil ausgestattet ist. Als Gehäuseunterteil kann eine Leiterplatte dienen, auf der Teile des Kontaktsystems angeordnet sind, so daß das ansonsten benötigte separate Gehäuseunterteil entfallen kann. Der einfachen Vormontage des Schalters halber kann die Leiterplatte am Gehäuseoberteil, insbesondere mittels warmverstemmter Zapfen, befestigt sein. Diese Zapfen können vorteilhafterweise gleichzeitig in der Art einer Montagesicherung als Fixierung bei der Bestückung des Schalters auf einem Träger dienen, wobei es sich bei dem Träger beispielsweise um eine Kundenleiterplatte für das Bedienfeld handelt.
-
Zweckmäßigerweise ist die ebene Fläche als Adapter, Deckel, Kappe o. dgl. ausgestaltet. Handelt es sich beispielsweise beim Schalter um einen Drehschalter, so wird also der Drehschalter bei dessen Vormontage an Stelle mit einer Schalterachse als Betätigungselement mit einer Kappe o. dgl. versehen. Die mit einer lösbaren Verbindung befestigte Kappe o. dgl. bietet eine große ebene Fläche für das Aufsetzen der Saugpipette am Pick-and-Place-System. Nach dem Bestück- und Lötvorgang des Drehschalters auf der Kundenleiterplatte wird die Kappe o. dgl. entfernt und durch die eigentliche Schalterachse ersetzt, wobei die Schalterachse mit einer unlösbaren Verbindung am Drehschalter befestigt wird.
-
Die ebene Fläche kann in verschiedener Ausrichtung am Schalter angeordnet sein. Der guten Handhabbarkeit mittels des Pick-and-Place-Systems halber, ist bevorzugterweise die ebene Fläche in etwa senkrecht zur Einsteckrichtung des Betätigungselements sowie in etwa parallel zum Gehäuseoberteil ausgerichtet. Dabei kann das Betätigungsorgan von einem Gehäuseansatz am Gehäuseoberteil umgeben sein, wobei der Gehäuseansatz wiederum von der ebenen Fläche überdeckt ist, so daß das Betätigungsorgan seinerseits auch von der ebenen Fläche bis nach Bestückung des Schalters weitgehend geschützt ist. Dadurch ist ein Eindringen von Schadstoffen in den Schalter, beispielsweise während des Verlötens, wirksam verhindert.
-
Wie bereits erwähnt, sind die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile für ein Bedienfeld häufig in SMD(Surface Mounted Device)-Technik zu verarbeiten. Es bietet sich somit an, daß der Schalter in derselben Technik bestück- und/oder lötbar ist. Zur Bereitstellung eines derart in SMD(Surface Mounted Device)-Technik auf dem Träger, beispielsweise der Kundenleiterplatte, bestück- und/oder lötbaren Schalters, führen die elektrischen Anschlüsse für das Kontaktsystem flach am Gehäuseunterteil aus dem Gehäuse. Die Anschlüsse können ihrerseits an der als Gehäuseunterteil dienenden Leiterplatte widerstandsgeschweißt befestigt sein.
-
Der Schalter an sich kann als Tast-, Drücker-, Wipp-, Dreh- o. dgl. Schalter ausgestaltet sein. Handelt es sich um einen Drehschalter, so ist das Betätigungsorgan in der Art eines Rotors ausgestaltet. Das Kontaktsystem besteht aus in der Art eines Schalterlayouts auf der Leiterplatte befindlichen Festkontakten und einem federartigen, am Rotor befestigten Schleifer als Schaltkontakt. Der Rotor kann mittels eines Zentrierstiftes auf der Leiterplatte drehbar gelagert sein.
-
Bei einem als Drehrastschalter ausgestalteten Schalter ist weiterhin am Rotor eine Rastkulisse angeordnet. Diese Rastkulisse ist in der Art einer Verzahnung ausgestaltet. Eine Rastfeder ist gehäusefest, ringartig am Rotor angeordnet und wirkt mittels eines in etwa V-förmigen Rastnockens mit der Rastkulisse derart zusammen, daß der Rotor in bestimmten Drehstellungen Rastpositionen besitzt. Weiterhin können Anschlagstifte in Bohrungen im Gehäuse variabel einsetzbar sein. Die Anschlagstifte wirken mit einem Gegenanschlag am Rotor zusammen, so daß die Anschlagstifte eine Drehwinkelbegrenzung für die Drehung des Rotors bewirken. Dadurch läßt sich in modularer Weise ein Drehschalter mit unterschiedlichen Drehwinkeln realisieren.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein solcher Schalter mit einem Pick-and-Place-System, wie dieses zur Verarbeitung der sonstigen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente verwendet wird, handzuhaben ist, womit ein zusätzlicher Aufwand in der Fertigung von Bedienfeldern o. dgl. vermieden ist. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Schalter kleinbauender ausgestaltet sein als es bei einem für die manuelle Handhabung geeigneten Schalter erforderlich ist.
-
Konventionelle Schalter, die beispielsweise als Bedienschalter zum Einbau in eine Kundenleiterplatte, eine Frontplatte o. dgl. vorgesehen sind, werden meist mit Lötkontakten in Durchstecktechnik ausgeführt. Mit Hilfe der Erfindung kann ein Schalter mit anderen SMD-Bauteilen in einem Arbeitsgang bestückt und gelötet werden. Ein weiterer, beispielsweise von Hand durchzuführender Lötvorgang entfällt. Damit verkürzen sich sowohl die Bestückungszeit als auch der Lötvorgang und Fehlerquellen, die sich durch Handlötung ergeben können, werden vermieden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
-
1 einen Drehschalter in perspektivischer Ansicht vor dem Bestücken,
-
2 den Drehschalter wie in 1 nach dem Bestücken,
-
3 den Drehschalter von der Unterseite entsprechend Richtung III in 1,
-
4 den Drehschalter ohne Gehäuseunterteil entsprechend Richtung III in 1,
-
5 den Drehschalter ohne Gehäuseoberteil,
-
6 das Gehäuseoberteil aus Richtung III in 1 gesehen und
-
7 einen Schnitt entlang der Ebene 7-7 in 1.
-
In 1 ist ein elektrischer Schalter 1, der mittels eines Pick-and-Place-Systems handhabbar ist, in perspektivischer Ansicht zu sehen. Ein solcher Schalter 1 ist für ein Kraftfahrzeug-Schalterbedienfeld geeignet, wobei mehrere Schalter 1 zusammen mit weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen auf einem Träger, beispielsweise einer Leiterplatte für das Schalterbedienfeld, angeordnet sind.
-
Der Schalter 1 besitzt ein in 7 gezeigtes Kontaktsystem 2 und ein bewegbares Betätigungsorgan 3 zur schaltenden Einwirkung auf das Kontaktsystem 2. Weiter besitzt der Schalter 1 elektrische Anschlüsse 14 für das Kontaktsystem 2. Am Betätigungsorgan 3 ist an der dem Kontaktsystem 2 abgewandten Seite eine im wesentlichen ebene Fläche 4 angeordnet, derart daß die ebene Fläche 4 eine Ansaugfläche zur Pick-and-Place-Bestückung des Schalters 1 bildet.
-
Nach der Bestückung des Schalters 1 wird die ebene Fläche 4 nicht mehr benötigt und kann daher entfernt werden. Anschließend kann dann anstelle der ebenen Fläche 4 ein Betätigungselement 5 am Betätigungsorgan 3 angebracht werden, wie in 2 gezeigt ist. Das Betätigungselement 5 ist vorliegend in der Art einer Betätigungsachse ausgestaltet und wird vom Benutzer zum Schalten des Kontaktsystems 2 manuell bedient.
-
Zweckmäßigerweise ist hierzu die ebene Fläche 4 lösbar am Betätigungsorgan 3 angeordnet, während das Betätigungselement 5 anschließend im wesentlichen unlösbar am Betätigungsorgan 3 befestigbar ist. Wie anhand der 5 zu erkennen ist, weist das Betätigungsorgan 3 eine Aufnahme 6 auf, in die die ebene Fläche 4 lösbar einrastbar ist. Zum Einrasten in die Aufnahme 6 dienen in 7 gezeigte Rast-Schnapp-Verbindungen 7. Nach Entfernen der ebenen Fläche 4 ist dann das Betätigungselement 5 in die Aufnahme 6 einsteckbar. Anstelle mittels Rast-Schnapp-Verbindungen 7 kann die ebene Fläche 4 auch mit einer Sollbruchstelle am Betätigungsorgan 3 angeordnet sein, beispielsweise indem die ebene Fläche 4 bei Herstellung des aus Kunststoff bestehenden Betätigungsorgans 3 einteilig an dieses angespritzt wird, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Aufgrund der Sollbruchstelle kann dann die ebene Fläche 4 nach der Bestückung des Schalters 1 durch Abreissen entfernt werden.
-
Der Schalter 1 besitzt ein zweiteiliges Gehäuse 8, das aus einem Gehäuseoberteil 9 und einem Gehäuseunterteil 10 besteht. Als Gehäuseunterteil 10 dient eine Leiterplatte, die insbesondere in 5 zu sehen ist. Das Gehäuseoberteil 9 weist seinerseits in 6 sichtbare Zapfen 11 auf, an denen die Leiterplatte 10 durch Warmverstemmung am Gehäuseoberteil 9 befestigt ist, wie auch aus 3 näher hervorgeht. Die Zapfen 11 können gleichzeitig in der Art einer Montagesicherung als Fixierung bei der Bestückung des Schalters 1 auf einem nicht weiter gezeigten Träger, wie einer Kundenleiterplatte o. dgl., dienen.
-
Wie näher aus 7 hervorgeht, ist die ebene Fläche 4 als Adapter, Deckel, Kappe o. dgl. ausgestaltet. Die ebene Fläche 4 ist in etwa senkrecht zur Einsteckrichtung des Betätigungselements 5, die entsprechend dem in 2 eingezeichneten Pfeil 12 verläuft, sowie in etwa parallel zum Gehäuseoberteil 10 ausgerichtet. Das Betätigungsorgan 3 ist von einem Gehäuseansatz 13 am Gehäuseoberteil 9 in etwa ringförmig umgeben. Damit ist der Gehäuseansatz 13 von der ebenen Fläche 4 überdeckt, so daß das Innere des Gehäuses 8 im Bereich der Öffnung für das Betätigungsorgan 3 geschützt ist.
-
Es bietet sich an, daß die elektrischen Anschlüsse 14 flach am Gehäuseunterteil 10 aus dem Gehäuse 8 geführt sind, wie insbesondere der 3 entnommen werden kann. Dadurch ist der Schalter 1 mitsamt weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen in SMD(Surface Mounted Device)-Technik auf dem Träger, wie einer Kundenleiterplatte o. dgl., mittels eines Pick-and-Place-Systems bestückbar. Die Anschlüsse 14 können an der Leiterplatte 10 widerstandsgeschweißt befestigt sein.
-
Bei dem Schalter 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Drehschalter, wie anhand des Betätigungselements 5 in 2 zu sehen ist. Das Betätigungsorgan 3 ist hier in der Art eines Rotors ausgestaltet, wie näher in 5 zu erkennen ist. Der Rotor 3 ist mittels eines Zentrierstiftes 16 auf der Leiterplatte 10 drehbar gelagert, wie anhand von 7 zu sehen ist, so daß der Rotor 3 mit Hilfe des Betätigungselements 5 zum Schalten des Kontaktsystems 2 vom Benutzer gedreht werden kann. Das Kontaktsystem 2 besteht aus in der Art eines Schalterlayouts auf der Leiterplatte 10 befindlichen, nicht weiter gezeigten Festkontakten und einem federartigen, in 4 gezeigten Schleifer 15 als Schaltkontakt. Der Schleifer 15 ist schließlich am Rotor 3 befestigt.
-
In weiterer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Schalter 1 um einen Drehrastschalter. Hierzu ist am Rotor 3 eine Rastkulisse 17 angeordnet, wie in 5 zu sehen ist. Die Rastkulisse 17 ist in der Art einer Verzahnung ausgestaltet. Eine Rastfeder 18, die gehäusefest sowie ringartig am Rotor 3 angeordnet ist, wirkt mittels eines in etwa V-förmigen Rastnockens 19 mit der Rastkulisse 17 zusammen. Dadurch besitzt der Rotor 3 in bestimmten Drehstellungen von den Vertiefungen in der Rastkulisse 17 bewirkte Rastpositionen. Zur Drehwinkelbegrenzung für die Drehung des Rotors 3 dient ein Anschlagstift 20. Der Anschlagstift 20 ist in Bohrungen 21 im Gehäuse 8, wie insbesondere in 6 zu sehen ist, je nach gewünschtem Drehwinkel für den Rotor 3 variabel einsetzbar. Der Anschlagstift 20 wirkt dann mit einem in 5 sichtbaren Gegenanschlag 22 am Rotor 3 zur entsprechenden Begrenzung des Drehwinkels zusammen.
-
Der erfindungsgemäße Schalter 1 kann nicht nur in Kraftfahrzeugen sondern auch in Hausgeräten, Werkzeugmaschinen o. dgl. Verwendung finden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- elektrischer Schalter
- 2
- Kontaktsystem
- 3
- Betätigungsorgan/Rotor
- 4
- ebene Fläche
- 5
- Betätigungselement
- 6
- Aufnahme
- 7
- Rast-/Schnapp-Verbindung
- 8
- Gehäuse
- 9
- Gehäuseoberteil
- 10
- Gehäuseunterteil/Leiterplatte
- 11
- Zapfen
- 12
- Pfeil (für Einsteckrichtung von Betätigungselement)
- 13
- Gehäuseansatz
- 14
- elektrischer Anschluß
- 15
- Schleifer
- 16
- Zentrierstift
- 17
- Rastkulisse
- 18
- Rastfeder
- 19
- Rastnocken
- 20
- Anschlagstift
- 21
- Bohrung (im Gehäuse)
- 22
- Gegenanschlag
