DE4323083A1 - Multifunktionsschalter zur Betätigung einer ersten und zweiten elektrischen Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Multifunktionsschalter zur Betätigung einer ersten elektrischen Einrichtung durch Verdrehen eines Betätigungsorgans um seine Längsachse und zur Betätigung zumindest einer zweiten elektrischen Ein­ richtung durch axiales Verschieben desselben Betätigungs­ organs, wobei das Betätigungsorgan durch ein federndes Bauteil in eine Grundstellung vorgespannt ist.

Multifunktionsschalter der vorstehenden Art werden seit einiger Zeit in der Automobilbranche eingesetzt. Dabei ist bei einem bekannten Multifunktionsschalter die erste elektrische Einrichtung oftmals als Drehpotentiometer ausgebildet, während die zweite elektrische Einrichtung ein Tastschalter ist. Zu diesem Zweck besteht das Betä­ tigungsorgan aus zwei teleskopartig ineinandergreifenden Teilen, so daß beim Niederdrücken ein elektrischer Kon­ takt zwischen einem beweglich angeordneten Kontaktelement eines Schleifers des Drehpotentiometers und einem Gegen­ kontakt der Leiterplatte hergestellt wird. Sobald nicht mehr auf das Betätigungsorgan gedrückt wird, führt eine als federndes Bauteil vorgesehene Schraubenfeder dazu, daß das Betätigungsorgan selbsttätig in die Ausgangsstel­ lung zurückkehrt, in der die Betätigung des Potentiome­ ters wieder möglich ist. Der bekannte Multifunktions­ schalter ist verhältnismäßig kompliziert gestaltet und benötigt eine große Anzahl Teile.

Es ist auch schon ein Multifunktionsschalter bekannt, bei dem zur Herstellung einer elektrischen Verbindung durch Niederdrücken eines Betätigungsorgans eine flexible Schaltmatte vorgesehen ist. Diese ist auf einer Leiter­ platte angeordnet und hat leitfähige Bereiche, die der Leiterplatte zugewandt sind und im nicht geschalteten Zu­ stand einen Abstand von der Ebene haben, die durch die Leiterplatte gebildet wird. Ein solcher Multifunktions­ schalter arbeitet weitgehend verschleißfrei und ist ko­ stengünstig herzustellen. Eine Erweiterung eines solchen einfachen Multifunktionsschalters derart, daß mit einem Betätigungsorgan zwei elektrische Einrichtungen oder meh­ rere betätigt werden können, ist bisher jedoch noch nicht bekannt geworden.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Multi­ funktionsschalter der eingangs genannten Art, welcher zu­ mindest zwei elektrische Einrichtungen wahlweise zu betä­ tigen vermag, so auszubilden, daß er möglichst einfach aufgebaut ist und auch im Dauerbetrieb bei den rauhen, in einem Kraftfahrzeug herrschenden Bedingungen zuverlässig und möglichst verschleißarm arbeitet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite elektrische Einrichtung eine topfförmige Schaltmatte aufweist, welche mit einer Stirnseite an ei­ ner gehäusefesten Leiterplatte der zweiten elektrischen Einrichtung abgestützt ist und deren andere Stirnseite gegen einen mit dem Betätigungsorgan axial verschiebbaren Abstützkörper anliegt, daß die Schaltmatte an ihrer der Leiterplatte zugewandten Seite eine elektrische Kontakt­ fläche aufweist und daß diese Schaltmatte zugleich das federnde Bauteil zum Vorspannen des Betätigungsorgans in die Grundstellung bildet.

Ein solcher Multifunktionsschalter ist sehr einfach auf­ gebaut, weil die Schaltmatte zugleich das die Rückstel­ lung des Betätigungsorgans bewirkende, federnde Bauteil bildet. Deshalb kann auf eine Schraubenfeder verzichtet werden, welche bei dem vergleichbaren Multifunktions­ schalter, bei dem zumindest zwei elektrische Einrichtun­ gen mit nur einem Betätigungsorgan zu betätigen sind, bisher stets notwendig war. Die Schaltmatte vermag durch ihre Federkraft auch in der Grundstellung eine ausrei­ chend hohe Kraft zu erzeugen, um eine unbeabsichtigte axiale Verschiebung des Betätigungsorgans auszuschließen.

Für die Anwendung in einem Kraftfahrzeug ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste elektrische Einrichtung ein Drehpotentiometer ist. Ein solches Drehpotentiometer kann beispielsweise zur Helligkeitseinstellung der Armaturen­ beleuchtung eines Kraftfahrzeugs benutzt werden, während die zweite elektrische Einrichtung beispielsweise zum Verstellen einer Uhr dienen kann. Bei der ersten Einrich­ tung könnte es sich allerdings auch um einen Drehschalter handeln.

Die zweite elektrische Einrichtung kann beispielsweise ein bistabiler Schalter sein, wenn man dafür sorgt, daß die Schaltmatte bistabil ausgebildet ist.

Möglich ist es allerdings auch, daß die zweite elektri­ sche Einrichtung ein Schalttaster ist. In einem solchen Fall muß man die Schaltmatte so ausbilden, daß die Schaltmatte auch im die Kontaktierung herbei führenden Zu­ stand auf das Betätigungsorgan eine Rückstellkraft aus­ übt.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Schaltmatte auf der Seite der Leiterplatte koaxial zu der gegen die Leiter­ platte anliegenden Stirnfläche eine hierzu zurücksprin­ gende, ringförmige Kontaktfläche eines umlaufenden Kon­ taktvorsprunges aufweist.

Eine Schalterbetätigung ist in jeder beliebigen Winkel­ stellung des Betätigungsorganes, also in jeder beliebigen Stellung des Drehpotentiometers, möglich, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Kontaktflä­ che einen durchgehenden Kontaktring trägt und die Leiter­ platte zur Kontaktierung durch den Kontaktring eine mehr­ fach unterbrochene, ringförmige Leiterbahn aufweist.

Ein Verschleiß der Schaltmatte durch Reibung zwischen der feststehenden Schaltmatte und dem beim Drehen des Betäti­ gungsorgans sich drehenden Abstützteil kann auf sehr ein­ fache Weise dadurch vermieden werden, daß der gegen die Schaltmatte anliegende Abstützkörper des Betätigungsor­ gans relativ zu dem Betätigungsorgan leicht verdrehbar angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Schalt­ matte nicht gegen sich drehende Teile anliegt, so daß sie nicht durch Relativbewegungen einem Verschleiß ausgesetzt ist.

Der erfindungsgemäße Multifunktionsschalter ist besonders leicht zu montieren, wenn auf dem der ersten elektrischen Einrichtung zugewandten Ende des Betätigungsorgans zu dem Betätigungsorgan unverdrehbar, jedoch axial verschieblich eine mit einem Schleiferring drehfest verbundene Schiebe­ hülse angeordnet ist, welche einen nach außen gerichte­ ten, umlaufenden Bund aufweist, gegen den auf der der Schaltmatte zugewandten Seite leicht verdrehbar ein Ab­ stützkörper anliegt, der einerseits gegen die Schalt­ matte, andererseits auf der der Schaltmatte abgewandten Seite gegen ein gehäusefestes Bauteil anliegt.

Die Montage des Multifunktionsschalters kann ohne Werk­ zeug durch einfaches Aufstecken der erforderlichen Bau­ teile erfolgen, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Neuerung die Schiebehülse mittels einer Rastverbin­ dung mit dem Betätigungsorgan verbunden ist.

Der Multifunktionsschalter kann mit geringem Aufwand er­ weitert werden, indem zur wahlweisen Betätigung der zwei­ ten elektrischen Einrichtung oder einer entsprechend ge­ stalteten, dritten elektrischen Einrichtung die Leiter­ platte auf beiden Seiten Leiterbahnen aufweist und zu beiden Seiten der Leiterplatte jeweils spiegelbildlich zueinander eine Schaltmatte angeordnet ist, welche in beiden Fällen einerseits gegen die Leiterplatte, anderer­ seits gegen das Betätigungsorgan anliegt.

Ein Multifunktionsschalter mit drei zu betätigenden elek­ trischen Einrichtungen ist besonders einfach ausgebildet, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Betätigungsorgan auf der Seite der dritten elektrischen Einrichtung einen umlaufenden Bund hat und der der Schaltmatte dieser dritten Einrichtung zugeordnete Ab­ stützkörper von der Seite der Schaltmatte her gegen die­ sen Bund anliegt.

Bei Ausbildung des Multifunktionsschalters mit nur zwei elektrischen Einrichtungen können Klappergeräusche da­ durch vermieden werden, daß das Betätigungsorgan von der der Schaltmatte der zweiten elektrischen Einrichtung ab­ gewandten Seite her mit einer Feder gegen die Leiterplat­ te abgestützt ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsge­ mäßen Multifunktionsschalter mit nur zwei elektrischen Einrichtungen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Kontaktring einer Schaltmatte des Multifunktionsschalters,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zu kontaktierende, ringförmige Leiterbahn einer Leiterplatte des Multifunktionsschalters,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs­ form mit insgesamt drei zu betätigenden, elektrischen Einrichtungen.

Die Fig. 1 zeigt eine Leiterplatte 1, in die von einer Seite her ein Gehäuse 2 des erfindungsgemäßen Multifunk­ tionsschalters eingesetzt ist. Das Gehäuse 2 trägt auf seiner in Fig. 1 gesehen linken Stirnseite eine Poten­ tiometerbahn 3, gegen die ein Schleifer 4 eines Schlei­ ferringes 5 anliegt. Dieser Schleiferring 5 ist auf einer Scheibe 6 angeordnet, welche durch Drehen eines Betäti­ gungsorganes 7 zu verdrehen ist. Die Teile 4, 5 und 6 bilden zusammen ein als Drehpotentiometer ausgebildete, erste elektrische Einrichtung 8.

Das Betätigungsorgan 7 hat zum Verdrehen der Scheibe 6 eine Schiebehülse 9, welche axial verschieblich, jedoch relativ zum Betätigungsorgan 7 unverdrehbar auf dem Betä­ tigungsorgan 7 angeordnet und dort mittels einer Rastver­ bindung 10 gehalten ist. Diese Rastverbindung 10 hat sä­ gezahnartige Rastvorsprünge 11 auf der Außenmantelfläche des Betätigungsorganes 7, welche in entsprechende Ausneh­ mungen 12 der Schiebehülse 9 greifen. Möglich wäre es na­ türlich auch, in kinematischer Umkehr die Schiebehülse 9 mit Rastvorsprüngen zu versehen, welche in Rastausnehmun­ gen des Betätigungsorganes 7 greifen.

Die Schiebehülse 9 hat einen flanschartigen, nach außen gerichteten Bund 13, gegen dessen zur Leiterplatte 1 wei­ sende Seite ein topfförmiger Abstützkörper 14 anliegt, welcher sich in der dargestellten Ruhestellung des Multi­ funktionsschalters am Boden des Gehäuses 2 abstützt.

Wichtig für die Erfindung ist eine topfförmige Schaltmat­ te 15, die mit einer Stirnseite am Abstützkörper 14 und mit ihrer anderen Stirnseite an der Leiterplatte 1 an­ liegt und aus einem gummiartigen, elastischen Werkstoff besteht. Diese Schaltmatte 15 bildet zusammen mit der Leiterplatte 1 eine zweite elektrische Einrichtung 16. Zu erkennen ist in der Fig. 1, daß die Schaltmatte 15 ko­ axial zu ihrer äußeren, gegen die Leiterplatte 1 anlie­ genden Stirnfläche einen umlaufenden, axial zur Leiter­ platte 1 hin gerichteten Kontaktvorsprung 18 hat, auf dessen der Leiterplatte 1 zugewandten Stirnfläche eine Kontaktfläche 17 vorgesehen ist, welche in der darge­ stellten Ruhestellung des Multifunktionsschalters die Leiterplatte 1 nicht berührt.

Zur Vermeidung von Klappergeräuschen stützt sich das Be­ tätigungsorgan 7 an der der Schaltmatte 15 gegenüberlie­ genden Seite mit einer topfförmigen Feder 25 an der Lei­ terplatte 1 ab.

Die Fig. 2 zeigt, daß die Kontaktfläche 17 durch die Stirnfläche eines Kontaktringes 19 gebildet ist. In Fig. 3 ist zu sehen, daß auf der Leiterplatte 1 eine an vier Stellen unterbrochene, ringförmige Leiterbahn 20 vorgese­ hen ist, welche durch die Kontaktfläche 17 kontaktiert werden kann.

Dreht man an dem in Fig. 1 gezeigten Betätigungsorgan 7, dann dreht sich auch die Scheibe 6, was dazu führt, daß sich der Schleifer 4 auf der Potentiometerbahn 3 bewegt und es damit zu einer Verstellung des die erste elektri­ sche Einrichtung bildenden Drehpotentiometers kommt.

Unabhängig von dieser Verstellmöglichkeit kann man durch Ziehen am Betätigungsorgan 7 die Kontaktfläche 17 gegen die Leiterbahn 20 der Leiterplatte 1 bewegen und dadurch die zweite elektrische Einrichtung 16 betätigen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 hat der Multifunkti­ onsschalter zusätzlich zur ersten und zweiten elektri­ schen Einrichtung 8 und 16 eine dritte elektrische Ein­ richtung 21, welche vergleichbar ausgebildet ist wie die zweite elektrische Einrichtung 16. Die Leiterplatte 1 weist bei dieser Ausführungsform auf beiden Seiten Lei­ terbahnen 20, 22 auf. Während die Leiterbahn 20 auf der beschriebenen Weise durch Ziehen am Betätigungsorgan 7 von der Kontaktfläche 17 der Schaltmatte 15 kontaktiert werden kann, dient zur Kontaktierung der Leiterbahn 22 eine Kontaktfläche 23 einer weiteren Schaltmatte 24, die auf der der Schaltmatte 15 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Die zweite Schaltmatte 24 kann durch Drücken am Betätigungsorgan 7 derart verformt werden, daß die Kontaktfläche 23 die Leiterbahn 22 kon­ taktiert. Hierzu hat das Betätigungsorgan 7 einen Bund 26, gegen den von der Seite der Leiterplatte 1 her ein Stützkörper 27 anliegt. Gegen diesen Stützkörper 27 stützt sich in Fig. 4 gesehen die rechte Stirnfläche der Schaltmatte 24 ab. Bei einem Verschieben des Betätigungs­ organes 7 nach links verschiebt der Bund 26 über den Stützkörper 27 den Teil der Schaltmatte 24 mit der Kon­ taktfläche 23 entsprechend nach links, so daß es zu der gewünschten Kontaktierung kommt.

In Fig. 4 ist zusätzlich gezeigt, daß auf dem Betäti­ gungsorgan 7 ein Griff 28 aufgeschoben ist, welcher vor­ zugsweise aus einem weichen, gummiartigen Werkstoff be­ steht und durch eine Rastverbindung 29 mit dem Betäti­ gungsorgan 7 verbunden ist.

Claims (12)

1. Multifunktionsschalter zur Betätigung einer ersten elektrischen Einrichtung durch Verdrehen eines Betäti­ gungsorgans um seine Längsachse und zur Betätigung zumin­ dest einer zweiten elektrischen Einrichtung durch axiales Verschieben desselben Betätigungsorgans, wobei das Betä­ tigungsorgan durch ein federndes Bauteil in eine Grund­ stellung vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische Einrichtung (16) eine topfförmige Schaltmatte (15) aufweist, welche mit einer Stirnseite an einer gehäusefesten Leiterplatte (1) der zweiten elektri­ schen Einrichtung (16) abgestützt ist und deren andere Stirnseite gegen einen mit dem Betätigungsorgan (7) axial verschiebbaren Abstützkörper (14) anliegt, daß die Schaltmatte (15) an ihrer der Leiterplatte (1) zugewand­ ten Seite eine elektrische Kontaktfläche (17) aufweist und daß diese Schaltmatte (15) zugleich das federnde Bau­ teil zum Vorspannen des Betätigungsorgans (7) in die Grundstellung bildet.

2. Multifunktionsschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste elektrische Einrichtung (8) ein Drehpotentiometer ist.

3. Multifunktionsschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite elektrische Einrichtung (16) ein bistabiler Schalter ist.

4. Multifunktionsschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite elektrische Einrichtung (16) ein Tastschalter ist.

5. Multifunktionsschalter nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmatte (15) auf der Seite der Leiterplatte (1) ko­ axial zu der gegen die Leiterplatte (1) anliegende Stirn­ fläche eine hierzu zurückspringende, ringförmige Kontakt­ fläche (17) eines umlaufenden Kontaktvorsprunges (18) aufweist.

6. Multifunktionsschalter nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktfläche (17) einen durchge­ henden Kontaktring (19) trägt und die Leiterplatte (1) zur Kontaktierung durch den Kontaktring (19) eine mehr­ fach unterbrochene, ringförmige Leiterbahn (20) aufweist.

7. Multifunktionsschalter nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Schaltmatte (15) anliegende Abstützkörper (14) des Betätigungsorgans (7) relativ zu dem Betätigungsorgan (7) leicht verdrehbar angeordnet ist.

8. Multifunktionsschalter nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf dem der ersten elektrischen Ein­ richtung (8) zugewandten Ende des Betätigungsorgans (7) zu dem Betätigungsorgan (7) unverdrehbar, jedoch axial verschieblich eine mit einem Schleiferring (5) drehfest verbundene Schiebehülse (9) angeordnet ist, welche einen nach außen gerichteten, umlaufenden Bund (13) aufweist, gegen den auf der der Schaltmatte (15) zugewandten Seite leicht verdrehbar ein Abstützkörper (14) anliegt, der ei­ nerseits gegen die Schaltmatte (15), andererseits auf der der Schaltmatte (15) abgewandten Seite gegen ein gehäuse­ festes Bauteil anliegt.

9. Multifunktionsschalter nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schiebehülse (9) mittels einer Rastverbindung (10) mit dem Betätigungsorgan (7) verbun­ den ist.

10. Multifunktionsschalter nach zumindest einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen Betätigung der zweiten elektrischen Einrich­ tung (16) oder einer entsprechend gestalteten, dritten elektrischen Einrichtung (21) die Leiterplatte (1) auf beiden Seiten Leiterbahnen (20, 22) aufweist und zu bei­ den Seiten der Leiterplatte (1) jeweils spiegelbildlich zueinander eine Schaltmatte (15, 24) angeordnet ist, wel­ che in beiden Fällen einerseits gegen die Leiterplatte (1), andererseits gegen das Betätigungsorgan (7) anliegt.

11. Multifunktionsschalter nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (7) auf der Seite der dritten elektrischen Einrichtung (21) einen umlaufen­ den Bund (26) hat und der der Schaltmatte (24) dieser dritten Einrichtung (21) zugeordnete Abstützkörper (27) von der Seite der Schaltmatte (24) her gegen diesen Bund (26) anliegt.

12. Multifunktionsschalter nach zumindest einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung ohne die dritte elektrische Einrichtung (21) das Betätigungsorgan (7) von der der Schaltmatte (15) der zweiten elektrischen Einrichtung (16) abgewandten Seite her mit einer Feder (25) gegen die Leiterplatte (1) abge­ stützt ist.