DE19948723A1

DE19948723A1 - Elektrischer Kipptastschalter

Info

Publication number: DE19948723A1
Application number: DE19948723A
Authority: DE
Inventors: Andreas Trein
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1999-10-09
Filing date: 1999-10-09
Publication date: 2001-04-12
Also published as: EP1091376B1; EP1091376A2; DE50009006D1; EP1091376A3

Abstract

Ein elektrischer Kipptastschalter (6) umfaßt eine an einem Gehäuse (9) gelagerte Taste (10), der ein Betätiger (24) zur Beaufschlagung eines Schaltelementes zugeordnet ist. Der Betätiger (24) ist als Blattfeder (40) ausgebildet, deren eines Ende gehäuseseitig festgelegt ist und deren anderes freies, mit dem Schaltelement zusammenwirkendes Ende unter Vorspannung an der Taste (10) anliegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kipptast schalter mit einer an einem Gehäuse gelagerten Taste, der ein Betätiger zur Beaufschlagung eines Schaltelementes zugeordnet ist.

Aus der DE-A-195 11 878 ist ein elektrischer Tastschalter be kannt, der mit einem Schaltelemente aufnehmenden Gehäuse mit mindestens einer selbsttätig rückstellenden sowie außermittig gelagerten Taste versehen ist. Zur Beaufschlagung entspre chender Schaltkontakte ist an der Taste ein Betätiger ange formt, der mit einer zugeordneten Schnappscheibe zusammen wirkt, die sowohl die Rückstellung der Taste bewirkt als auch zur Verbindung von Strompfaden auf einer Leiterplatte dient. Als nachteilig erweist sich hierbei, daß durch den begrenzten Federweg der Schnappscheibe lediglich ein relativ kurzer Schaltweg der Taste realisierbar ist und bei einem Überhub der Taste die Leiterplatte aufgrund einer überhöhten Beauf schlagungskraft beschädigt werden kann.

Im weiteren offenbart das DE-U-76 34 027 einen Momenttasten schalter, dessen elektrische Kontakte über eine einseitig ge lagerte Taste mit einem zugeordneten, verschiebbar gelagerten Betätigungsansatz beaufschlagbar sind. Somit ist der Betäti gungsweg der Taste von dem Schaltweg der zugeordneten Kontak te abhängig. Ebenso besteht eine Abhängigkeit zwischen den Kontakten und der Gegenkraft, die der Betätiger der Betäti gungskraft der Taste entgegengesetzt.

Ferner zeigt die DE-A-197 26 529 einen elektrischen Tast schalter mit einem Gehäuse, in dem eine Schaltelemente auf weisende Kontakteinheit angeordnet ist, und mit mindestens einer selbsttätig rückstellenden sowie außermittig gelagerten Taste mit einem auf die Schaltelemente einwirkenden Betäti ger, der an der Taste angeformt ist. Bei dem Tastschalter soll eine Beschädigung oder Zerstörung der Schaltelemente auch bei größerer Belastung verhindert werden. Dazu ist die Kontakteinheit im Gehäuse federnd gelagert und, gegen übermä ßigen Kraftangriff durch den Betätiger auf die Schaltelemente nachgiebig, wobei zwischen der Kontakteinheit und dem Sockel des Gehäuses eine Federeinheit angeordnet ist. Eine Gegen kraft zur Betätigungskraft der Taste wird durch eine Druckfe der erzeugt, die sich zwischen dem Betätiger bzw. der Taste und der Kontakteinheit abstützt. Aufgrund der Anordnung der Federeinheit zwischen der Kontakteinheit und dem Sockel des Gehäuses weist dieser Tastschalter einen relativ komplizier ten Aufbau auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Kipptast schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Betätigungskraft und der Betätigungsweg der Taste vom zuge ordneten Schaltelement unabhängig sind und der darüberhinaus einen kostengünstigen Aufbau aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Be tätiger als Blattfeder ausgebildet ist, deren eines Ende ge häuseseitig festgelegt ist und deren anderes freies, mit dem Schaltelement zusammenwirkendes Ende unter Vorspannung an der Taste anliegt.

Aufgrund dieser Maßnahmen ist die Betätigungskraft der Taste von der Federwirkung des Betätigers abhängig, der gleichzei tig eine Rückstellung der Taste nach ihrer Beaufschlagung be wirkt und die Taste in ihrer Ausgangsstellung hält. Der Betä tiger stellt eine erwünschte Gegenkraft zur Betätigungskraft der Taste zur Verfügung, wodurch ein entsprechendes taktiles Schaltempfinden erzeugt wird. Dadurch, daß das freie Ende des als Blattfeder ausgebildeten Betätigers auf das Schaltelement einwirkt, ist das Schaltelement vor einer durch einen Überhub der Taste bedingten Überlast, die bei Beaufschlagung der Ta ste aufgeprägt werden kann, geschützt, da die Blattfeder im elastischen Bereich nachgiebig ist.

Bevorzugt ist das Schaltelement als Mikroschalter ausgebildet und auf einer senkrecht zu einem Boden des Gehäuses angeord neten Leiterplatte befestigt, wobei sich die Leiterplatte in das Innere der hohlen Taste erstreckt. Somit weist der Kipp tastschalter einen sehr kompakten Aufbau bei zuverlässiger Funktionsweise auf.

Um eine relativ einfache Montage der Leiterplatte zu ermögli chen und diese dabei in ihrer Position sowohl zur Taste als auch zum Gehäuse exakt zu fixieren, ist vorzugsweise die Lei terplatte zwischen Führungsansätzen des Gehäuses gehalten.

Die Führungsansätze sind einstückig am Gehäuse angeformt und werden gemeinsam mit diesem im Spritzgußverfahren gefertigt.

Zweckmäßigerweise ist die Taste mittels gegenüberliegender sowie zueinander beabstandeter Lagerlaschen, die sich in das Innere der Taste erstrecken, gelagert. Die Lagerlaschen sind ebenfalls einstückig am Gehäuse angeformt und wirken, da sie sich im Inneren der Taste befinden, optisch nicht störend.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Taste ein Ansatz angeformt, an dem das freie Ende des Be tätigers anliegt. Der Ansatz stellt eine exakte Übertragung der auf die Taste einwirkenden Betätigungskraft auf den Betä tiger und somit auch auf das Schaltelement sicher.

Bevorzugt ist der Betätiger im wesentlichen U-förmig ausge bildet, wobei der eine Schenkel an der Leiterplatte befestigt ist, der andere, den Mikroschalter beaufschlagende Schenkel sich an dem Ansatz der Taste abstützt und der die Schenkel verbindende Steg in Richtung des Mikroschalters geneigt ist. Der Abstand zwischen den parallelen Schenkeln der U-Form ist zum einen an die Bauhöhe des Mikroschalters und zum anderen an den Betätigungsweg der Taste angepaßt. Die Neigung des Steges beeinflußt im wesentlichen die Gegenkraft, die der Be tätiger der Betätigungskraft der Taste entgegengesetzt.

Zur Erzielung einer relativ großen Auflagefläche des entspre chenden Schenkels des Betätigers auf der Leiterplatte, weist vorzugsweise der an der Leiterplatte festgelegte Schenkel zwei zueinander beabstandete, über einen Flansch verbundene Arme auf, wobei von dem Flansch der Steg abgeht.

Um eine schnelle, kostengünstige Montage des Betätigers an der Leiterplatte sicherzustellen, sind an den Armen abgewin kelte Fortsätze zur Festlegung des Betätigers in korrespon dierenden Bohrungen der Leiterplatte angeformt. Durch das Einsetzen der Fortsätze in die entsprechenden Bohrungen der Leiterplatte ist der Betätiger exakt positioniert. Die Fort sätze stehen geringfügig über die Leiterplatte über und wer den nach dem Einsetzen in die Bohrungen verklipst, womit die Befestigung des Betätigers sichergestellt ist. Diese Art der Festlegung kann vollautomatisch erfolgen, weshalb eine ko stengünstige Montage in großen Stückzahlen gewährleistet ist.

Zweckmäßigerweise ist das freie Ende des Betätigers mit einer Abwinklung zur linienförmigen Berührung des Mikroschalters versehen. Im weiteren erstreckt sich vorzugsweise das freie Ende des Betätigers über den Ansatz der Taste hinaus. Bei ei nem Überhub der Taste biegt sich der dem Mikroschalter zuge ordnete Schenkel im Auflagebereich des Ansatzes der Taste durch, weshalb die Gefahr einer Beschädigung des Mikroschal ters sowie der zugeordneten Leiterplatte relativ gering ist.

Zur Sicherstellung einer wirtschaftlichen Produktion des Be tätigers in relativ großen Stückzahlen ist bevorzugt der Be tätiger einstückig gestanzt und entsprechend umgeformt. Diese Fertigung des Betätigers kann mittels eines Folgeverbundwerk zeuges unter Einhaltung relativ kleiner Toleranzen erfolgen.

Da Kipptastschalter dieser Art in den seltensten Anwendungs fällen in Alleinstellung zur Verwendung kommen, sind bevor zugt an der Leiterplatte mehrere Kipptastschalter nebeneinan der angeordnet. Aufgrund dieser Maßnahme reduziert sich der Installationsaufwand von mehreren Kipptastschaltern erheb lich, da lediglich die Anschlußkontakte der gemeinsamen Lei terplatte elektrisch verbunden werden müssen. Zweckmäßiger weise sind die Tasten parallel sowie zueinander beabstandet an dem Gehäuse gelagert. Hierdurch ist eine erleichterte tak tile Erkennung der einzelnen Tasten der Kipptastschalter ge währleistet.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachste hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinatio nen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfin dung zu verlassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen nä her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit erfindungsgemäßen elektrischen Kipptastschaltern,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf aus elektrischen Kipptastschaltern zusammengesetzte Schaltereinheiten,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Einzelheit III nach Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht durch den Kipptast schalter entlang der Linie IV-IV nach Fig. 2 und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V nach Fig. 3.

Ein Lenkrad 1 umfaßt einen Lenkradkranz 2, der über Speichen 3 mit der Lenkradschüssel 4 in Verbindung steht. Auf jeder Seite des Lenkrades 1 ist zwischen benachbarten Speichen 3 eine jeweils aus mehreren Kipptastschaltern 6 bestehende Schaltereinheit 5 in die Lenkradschüssel 4 eingesetzt. Die Schaltereinheiten 5 stehen über Verbindungsleitungen 7 mit gemeinsamen Anschlußsteckern 8 zur Kopplung der Kipptast schalter 6 mit einem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges in Ver bindung.

Jeder Kipptastschalter 6 ist mit einer an einem gemeinsamen Gehäuse 9 gelagerten Taste 10 versehen, die auf der dem Be diener zugewandten Seite ein hinterleuchtbares Symbol 11 trägt und deren dem Bediener abgewandte Seite endseitig als Betätigungsfläche 18 ausgebildet ist. Zur Lagerung der Taste 10 weist das Gehäuse 9 gegenüberliegende sowie zueinander be abstandete Lagerlaschen 12 auf, die sich in das Innere der hohlen Taste 10 erstrecken, wobei die Lagerlaschen 12 an ih ren freien Enden in korrespondierende Bohrungen 14 der Taste 10 eingreifende Zapfen 13 tragen. Unterhalb der Tasten 10 ist eine Blende 15 vorgesehen, die mittels eines angeformten Ste ges 16 in entsprechende Führungsnuten 17 des Gehäuses 9 ein gesetzt wird. Weiterhin ist das Gehäuse 9 mit Führungsansät zen 19 zur Halterung einer Leiterplatte 20 versehen, die im Bereich der Taste 10 des mittleren Kipptastschalters 6 von einem oberseitigen und im Bereich jeder Taste 9 der Kipptast schalter 6 von einem unterseitigen Anschlag 21 gehalten ist. Die Anschläge 21 verhindern eine Durchbiegung der Leiterplat te 20 in die eine oder andere Richtung. Die Führungsansätze 19 weisen jeweils eine Nut 22 zur Aufnahme der Leiterplatte 20 auf. Die Leiterplatte 20 ist senkrecht zu einem Boden 41 des Gehäuses 9 angeordnet und trägt im Bereich jeder Taste 10 ein als Mikroschalter 23 ausgebildetes Schaltelement sowie einen dem Mikroschalter 23 zugeordneten Betätiger 24, wobei sich die Leiterplatte 20 mit dem den Mikroschalter 23 sowie den Betätiger 24 tragenden Bereich 25 in das Innere der Taste 10 erstreckt.

Der als Blattfeder 40 ausgebildete Betätiger 24 ist im we sentlichen U-förmig, wobei der eine Schenkel 26 an der Lei terplatte 20 befestigt ist, der andere, den Mikroschalter 23 beaufschlagende Schenkel 27 sich unter Vorspannung an einem Ansatz 28 der Taste 10 abstützt und der die Schenkel 26, 27 verbindende Steg 29 in Richtung des Mikroschalters 23 geneigt ist. Der an der Leiterplatte 20 festgelegte Schenkel 26 des Betätigers 24 umfaßt zwei zueinander beabstandete, über einen Flansch 30 miteinander verbundene Arme 31, an denen abgewin kelte Fortsätze 32 zur Festlegung des Betätigers 24 in korre spondierenden Bohrungen der Leiterplatte 20 angeformt sind. Das freie Ende des Schenkels 27 des Betätigers 24 ist mit ei ner Abwinklung 33 zur linienförmigen Berührung des Mikro schalters 23 versehen und erstreckt sich über den Ansatz 28 der Taste 10 hinaus.

Im unbeaufschlagten Zustand des Kipptastschalters 6 liegt der Schenkel 27 des Betätigers 24 unter Vorspannung an dem Ansatz 28 der Taste an und hält diese in ihrer Ausgangsstellung, die durch in entsprechende Öffnungen 35 der Taste 10 eingreifende gehäuseseitige Anschläge 34 bestimmt ist. Bei einer Beauf schlagung der Taste 10 des Kipptastschalters 6 erfolgt eine Einleitung der Betätigungskraft über den Ansatz 28 der Taste 10 auf den Betätiger 24, indem an der Betätigungsfläche 18 angegriffen wird. Hierbei erfolgt eine Kippbewegung der Taste 10 um die Zapfen 13 der Lagerlaschen 12 und der Schenkel 29 wird im Bereich seiner Anbindung an den Flansch 30 elastisch verformt, bis die Abwinklung 33 des Schenkels 27 des Betäti gers 24 auf dem Mikroschalter 28 zur Anlage kommt und diesen betätigt. Diese beaufschlagte Endlage der Taste 10 wird eben falls durch das Zusammenwirken der gehäuseseitigen Anschläge 34 sowie der Öffnungen 35 der Taste 10 bestimmt.

Aufgrund der vorhandenen Toleranzen innerhalb des Kipptast schalters 6 ist das Einwirken eines Überhubes der Taste 10 auf den Mikroschalter 23 nicht vollständig durch das Zusam menwirken der Anschläge 34 und der Öffnungen 35 auszuschlie ßen. Ein eingeleiteter Überhubes wird allerdings durch eine entsprechende Verformung des Betätigers 24 abgefangen. Hier bei verbiegen sich sowohl der Steg 29 als auch das freie, über den Anschlag 28 der Taste 10 hinausragende Ende des Schenkels 27 im elastischen Bereich und die Abwinklung 33 des Schenkels 27 wirkt mit einer Kraft auf den Mikroschalter 23 ein, die diesen nicht beschädigt. Nach dem Loslassen der Ta ste 10 des Kipptastschalters 6 kehrt diese aufgrund der Wir kung des als Blattfeder 40 ausgebildeten Betätigers 24 in ih re Ausgangslage zurück.

Die dargestellten Schaltereinheiten 5 dienen zur Fernbedie nung eines nicht dargestellten Radios eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Kipptastschalter 6 als Speicherabfrage-Schalter 36 des Radios, zwei Kipptastschalter 6 als Sendersuchlauf- Schalter 37 zur Suche eines Radiosenders in unterschiedlichen Richtungen, ein Kipptastschalter 6 als Umschalter 38 zur Um schaltung zwischen Radio- und Kassettenbetrieb und zwei Kipp tastschalter 5 als Lautstärke-Schalter 39 zur Regelung der Lautstärke des Radios vorgesehen sind. Der Bediener des Ra dios kann somit sämtliche Funktionen steuern, ohne seine Hän de vom Lenkrad 1 nehmen zu müssen, indem er mittels der ent sprechenden Finger der rechten bzw. linken Hand die zugeord neten Betätigungsflächen 18 an der Taste 10 der Kipptast schalter 6 beaufschlagt. Um eine erleichterte taktile Erken nung der einzelnen Tasten 10 zu gewährleisten, sind diese be abstandet zueinander an dem gemeinsamen Gehäuse 9 gelagert.

Bezugszeichenliste

1

Lenkrad

2

Lenkradkranz

3

Speiche

4

Lenkradschüssel

5

Schaltereinheit

6

Kipptastschalter

7

Verbindungsleitungen

8

Anschlußstecker

9

Gehäuse

10

Taste

11

Symbol

12

Lagerlasche

13

Zapfen

14

Bohrung

15

Blende

16

Steg

17

Führungsnut

18

Betätigungsfläche

19

Führungsansatz

20

Leiterplatte

21

Anschlag

22

Nut

23

Mikroschalter

24

Betätiger

25

Bereich

26

Schenkel

27

Schenkel

28

Ansatz

29

Steg

30

Flansch

31

Arm

32

Fortsatz

33

Abwinklung

34

Anschlag

35

Öffnung

36

Speicherabfrage-Schalter

37

Sendersuchlauf-Schalter

38

Umschalter

39

Lautstärke-Schalter

40

Blattfeder

41

Boden

Claims

1. Elektrischer Kipptastschalter (6) mit einer an einem Ge häuse (9) gelagerten Taste (10), der ein Betätiger (24) zur Beaufschlagung eines Schaltelementes zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betäti ger (24) als Blattfeder (40) ausgebildet ist, deren ei nes Ende gehäuseseitig festgelegt ist und deren anderes freies, mit dem Schaltelement zusammenwirkendes Ende un ter Vorspannung an der Taste (10) anliegt.

2. Kipptastschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schaltelement als Mi kroschalter (23) ausgebildet und auf einer senkrecht zu einem Boden (41) des Gehäuses (9) angeordneten Leiter platte (20) befestigt ist, wobei sich die Leiterplatte (22) in das Innere der hohlen Taste (10) erstreckt.

3. Kipptastschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (20) zwischen Führungsansätzen (19) des Gehäuses (9) ge halten ist.

4. Kipptastschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Taste (10) mittels gegen überliegender sowie zueinander beabstandeter Lagerla schen (12), die sich in das Innere der Taste (10) er strecken, gelagert ist.

5. Kipptastschalter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Taste (10) ein An satz (28) angeformt ist, an dem das freie Ende des Betä tigers (24) anliegt.

6. Kipptastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß der Betätiger (24) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei der eine Schenkel (26) an der Leiterplatte (20) befestigt ist, der andere, den Mikroschalter (23) beaufschlagende Schenkel (27) sich an dem Ansatz (28) der Taste (10) ab stützt und der die Schenkel (26, 27) verbindende Steg (29) in Richtung des Mikroschalters (23) geneigt ist.

7. Kipptastschalter nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der an der Leiterplatte (20) festgelegte Schenkel (26) zwei zueinander beabstandete, über einen Flansch (30) verbundene Arme (31) aufweist, wobei von dem Flansch (30) der Steg (29) abgeht.

8. Kipptastschalter nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß an den Armen (31) abgewinkel te Fortsätze (32) zur Festlegung des Betätigers (24) in korrespondierenden Bohrungen der Leiterplatte (20) ange formt sind.

9. Kipptastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Betätigers (24) mit einer Abwinklung (33) zur lini enförmigen Berührung des Mikroschalters (28) versehen ist.

10. Kipptastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß sich das freie Ende des Betätigers (24) über den Ansatz (28) der Taste (10) hinauserstreckt.

11. Kipptastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betäti ger (24) einstückig gestanzt und entsprechend umgeformt ist.

12. Kipptastschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lei terplatte (20) mehrere Kipptastschalter (6) nebeneinan der angeordnet sind.

13. Kipptastschalter nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tasten (10) parallel so wie zueinander beabstandet an dem Gehäuse (9) gelagert sind.