DE4409108C2 - Elektrischer Vierwegeschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Vierwegeschalter aus.

Derartige elektrische Vierwegeschalter sind z. B. dafür vorgesehen, um in einem Kraftfahrzeug befindliche, in mehrere Richtungen verstellbare elektrische Aggregate bzw. mehrere zu einem Verstellsystem gekoppelte elektrische Aggregate anzusteuern. Solche elektrischen Aggregate können z. B. zur Verstellung von Spiegeln, Sitzen bzw. Sitzteilen usw. vorgesehen sein.

Ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender elektrischer Vierwegeschalter ist durch die DE 31 17 783 A1 bekanntgeworden. Bei diesem elektrischen Vierwegeschalter sind die Schaltkontaktelemente den auf der elektrischen Leiterplatte befindlichen Schaltkontaktbahnen zur Ausführung der verschiedenen Schaltfunktionen direkt zugeordnet. Die Schaltkontaktelemente werden dabei zur Realisierung der Schaltfunktionen mittels Schraubendruckfedern auf die im Gehäuse gehaltene elektrische Leiterplatte gepreßt. Die Übertragungsvorrichtung sorgt da für, daß die hantelartig ausgebildeten Schaltkontaktelemente über die Oberfläche der elektrischen Leiterbahn verschoben und damit in ihre Schaltkontaktposition gebracht werden.

Außerdem ist durch die DE 40 26 425 C1 ein Kontaktfedersatz für hohe Ströme bekannt geworden, der aus zwei langgestreckten Kontaktfedern besteht. Der kontaktgebende Abschnitt der ersten Kontaktfeder ist dabei bügelförmig von dessen Hauptteil abgebogen und umgreift den kontaktgebenden Abschnitt der zweiten Kontaktfeder U-förmig. Die zweite Kontaktfeder kommt dadurch zwischen dem Hauptteil und dem kontaktgebenden Abschnitt der ersten Kontaktfeder zu liegen. Eine solche Anordnung eines Kontaktfedersatzes bedarf jedoch eines beachtlichen Bauraumes, welcher insbesondere bei einem Vierwegeschalter nicht immer zur Verfügung steht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakt aufgebauten elektrischen Vierwegeschalter mit einer hohen Lebensdauererwartung zu schaffen, dessen Schaltkontaktelemente praktisch ohne nennenswerten Abrieb zu betätigen sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einem solchermaßen ausgebildeten elektrischen Vierwegeschalter ist besonders vorteilhaft, daß die Schaltfunktionen einzig über Schaltkontaktelemente realisiert werden, deren Arbeitsweise durch eine abhebende bzw. zusammenführende Bewegung charakterisiert ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen elektrischen Vierwegeschalter,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen elektrischen Vierwegeschalter entsprechend Fig. 1 gemäß der Linie A-A,

Fig. 3 einen elektrischen Vierwegeschalter gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht ein elektrischer Vierwegeschalter hauptsächlich aus einem am Gehäuseoberteil 1 in vier Richtungen verschwenkbar gelagerten Betätigungselement 2, mehreren einer elektrischen Leiterplatte 3 zugeordneten Schaltkontaktelementen sowie einem Gehäusesockelteil 4.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, sind die mit der elektrischen Leiterplatte 3 in Verbindung stehenden Schaltkontaktelemente als im wesentlichen U-förmig gebogene Blattfedern 5, 6 ausgeführt. Jede der zwölf Blattfeder 5, 6 besteht aus Federbronze und ist zur haltenden Aufnahme einem Trägerteil 7 zugeordnet. Das aus Kunststoff hergestellte Trägerteil 7 ist in zwei Aufnahmeebenen unterteilt, wobei die erste dem Betätigungsglied 2 zugewandte Aufnahmeebene sechs Befestigungskammer 8 umfaßt, die zur clipsenden Befestigung von sechs inneren Blattfedern 6 vorgesehen sind. Die zweite, dem Gehäusesockelteil 4 zugewandte Aufnahme ebene umfaßt sechs weitere Befestigungskammern 9, die zur clipsenden Befestigung von sechs äußeren Blattfedern 5 vorgesehen sind. An die Blattfedern 5, 6 angeformte Clipszungen kommen beim Einbringen hinter entsprechend ausgebildete Clipskanten der Befestigungskammern 8 bzw. weiteren Befestigungskammern 9 zu liegen. Das Trägerteil 7 wird zusammen mit den daran befestigten Blattfedern 5, 6 der elektrischen Leiterplatte 3 zugeordnet, dabei kommen die an die Blattfedern 5, 6 angeformten Kontaktbeine 10 in den Lochungen 11 der elektrischen Leiterplatte 3 zu liegen. Ein Kontaktbein 10 ist jeweils an den der elektrischen Leiterplatte 3 zugeordneten Endbereich einer Blattfeder 5, 6 angeformt. Durch Verlöten werden die Kontaktbeine 10 jeweils in ihrer zugeordneten Lochung 11 gesichert festgelegt. Gleichzeitig wird durch das Verlöten jede Blattfeder 5, 6 über ihr Kontaktbein 10 an zumindest eine Leiterbahn der elektrischen Leiterplatte 3 angeschlossen.

Durch die Unterteilung des Trägerteiles 7 in zwei jeweils sechs Befestigungskammern 8, 9 aufweisende Aufnahmeebenen, wird immer eine äußere Blattfeder 5 im Zusammenspiel mit einer inneren Blattfeder 6 zu einer Schaltkontakteinheit zusammengefaßt. Somit entstehen für den elektrischen Schalter sechs Schaltkontakteinheiten. Zur Realisierung der verschiedenen Schaltfunktionen können durch die Betätigung des Betätigungsgliedes 2, die innenliegenden Kontaktflächen 12 der freien Endbereiche der sechs äußeren Blattfedern 5 kontaktgebend an die außenliegenden Kontaktflächen 13 der freien Endbereiche der sechs inneren Blattfedern 6 gebracht werden. Für eine sichere, einwandfreie Übertragung von elektrischem Strom sind sowohl die Kontaktflächen 12, als auch die Kontaktflächen 13 der Blattfedern 5, 6 mit aus Edelmetall bestehenden Kontaktstücken versehen. Durch die langen freien Federschenkel der zwölf Blattfeder 5, 6 ergeben sich darüber hinaus gute, die Funktionssicherheit gewährleistende Federeigenschaften.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, besteht die auf die Blattfeder 5, 6 einwirkende Übertragungsvorrichtung des elektrischen Schalters aus vier L-förmig gestalteten, aus Kunststoff hergestellten Stößeln 14. Die Stößel 14 sind jeweils über den Endbereich ihres ersten Schenkels 15 gelenkig an die Unterseite des ebenfalls aus Kunststoff hergestellten Betätigungsgliedes 2 angebunden. Die Endbereiche der ersten Schenkel 15 der vier Stößel 14 sind jeweils kugelsegmentförmig ausgebildet und werden durch jeweils eine an die Unterseite des Betätigungsgliedes 2 angeformte Clipsklaue 16 gelenkig aufgenommen. Damit sich bei der Verstellung des Betätigungsgliedes 2 für die vier Stößel 14 ein ausreichend großer Betätigungshub ergibt, sind diese dem Randbereiche des Betätigungsgliedes 2 zugeordnet. Über vier in der Kopfwandung 17 des Gehäuseoberteiles 1 vorhandene Löcher 18 gelangen die Stößel 14 in den Innenraum des Gehäuses. Die ersten Schenkel 15 der Stößel 14 werden durch die Wandungen der Löcher 18 geführt, wohingegen die zweiten Schenkel 19 der Stößel 14 zum Zweck der Betätigung an den äußeren Blattfedern 5 zur Anlage kommen. Aus schaltungstechnischen Gründen ist ein zweiter Schenkel 18 zumindest eines der vier Stößel 14 zwei äußeren Blattfedern 5 zu deren gleichzeitiger Betätigung zugeordnet.

Wie desweiteren insbesondere aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, befindet sich in der Kopfwandung 17 eine kugelsegmentförmige Vertiefung 20 die zur schwenkbeweglichen Lagerung des Betätigungsgliedes 2 dient. An die Unterseite des Betätigungsgliedes 2 sind zentrumsnah vier kreuzförmig verlaufende Stege 21 angeformt, deren gekrümmt verlaufende Stegflächen an den Außenseite der kugelsegmentförmigen Vertiefung 20 zur Anlage kommen. Desweiteren ist im Zentrum der kugelsegmentförmigen Vertiefung 20 eine Öffnung 22 vorhanden, durch die ein Befestigungselement 23 in den Innenraum des Gehäuses ragt. Einerseits ist das Befestigungselement 23 an dem Betätigungsglied 2 festgelegt und andererseits steht das Befestigungselement 23 mit einem Gleitstück 24 in Verbindung, dessen dem Betätigungsglied 2 zugewandte Seite als Lagerschale ausgebildet ist. Das Gleitstück 24 kommt mit seiner Lagerschale an der Innenseite der kugelsegmentförmigen Vertiefung 20 zur Anlage, so daß zur schwenkbeweglichen Halterung des Betätigungsgliedes 2 die kugelsegmentförmige Vertiefung 20 zwischen dem Gleitstück 24 und den vier Stegen 21 des Betätigungsgliedes 2 zu liegen kommt.

Das aus Kunststoff hergestellte Gleitstück 24 ist in seiner Gesamtheit kreuzartig ausgebildet, so daß dessen Außenwandung vier Führungsnuten 25 aufweist. An die Innenseite der Kopfwandung 17 sind Führungsnasen 26 angeformt, die beim Betätigen des Betätigungsgliedes 2 mit den Führungsnuten 25 bzw. dem Randbereich des Gleitstückes 24 zusammenwirken. Zur Erzielung von vier definierten Betätigungsrichtungen für das Betätigungsglied 2 wird eine Führungsnut 25 beim Betätigen des Betätigungsgliedes 2 nur den zugehörigen Führungsnasen 26 zugeordnet. In die dem Betätigungsglied 2 abgewandten Fußfläche des Gleitstückes 24 ist eine mit kreuzförmig verlaufenden Gleitbahnen versehenen Mulde 27 eingeformt. Die Mulde 27 arbeitet mit einem Druckstück 28 zusammen, das unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder 29 gegen die Mulde 27 des Gleitstückes 24 gepreßt wird. Somit ist gewährleistet, daß das Betätigungsglied 2 aus seinen vier Funktionsstellungen automatisch in seine Ruhestellung zurückgeführt und in dieser definiert gehalten wird.

Die Schraubendruckfeder 29 befindet sich zu diesem Zweck in einer Aufnahmekammer 30 eines an das Gehäusesockelteil 4 angeformten Führungsdomes 31. Der Führungsdom 31 greift zur längsverschieblichen Führung des Druckstückes 28 in eine im Druckstücke 28 vorhandene Führungsausnehmung 32 ein. Dabei kommt die Schraubendruckfeder 29 mit Vorspannung zwischen dem Kopfteil des Druckstückes 28 und dem Boden des Gehäusesockelteiles 4 zu liegen. Über an das Druckstück 28 angeformte Rastnasen 33 und an das Trägerteil 7 angeformte Rastarme 34, wird das Druckstück 28 mit Vorspannung unverlierbar in seiner Bereitschaftsposition gehalten. Außerdem ist an das Druckstück 28 ein Betätigungsbügel 35 angeformt, der beim Betätigen des Betätigungsgliedes 2 zur Erzielung einer bestimmten Schaltfunktion in einer der Funktionsstellungen des Betätigungsgliedes 2 schaltend an einer der äußeren Blattfedern 5 zur Anlage kommt.

An das Gehäusesockelteil 4 ist eine Aufnahmetasche 36 angeformt, die zur Aufnahme von mehreren, mit ihren zweiten Enden aus dem Gehäuse nach außen geführten Steckkontaktelementen 37 vorgesehen ist. Die Steckkontaktelemente 37 werden über einen aus Kunststoff bestehenden Halteblock 38 zu einer Einheit zusammengefaßt. In der Aufnahmekammer 36 ist ein kammartiger Stützsteg 39 vorhanden, welcher mit seinen Ausnehmungen die einzelnen Steckkontaktelemente 37 haltend aufnimmt. Darüber hinaus sind die durch den Halteblock 38 zu einer Einheit zusammengefaßten Steckkontaktelemente 37 mit ihren ersten Enden der elektrischen Leiterplatte 3 zugeordnet und dort über durchkontaktierte Lochungen jeweils an zumindest eine der Leiterbahnen angeschlossen. Auch der Halteblock 38 steht mit der elektrischen Leiterplatte 3 in Verbindung, wobei die angeformte Haltedome zur Befestigung in entsprechende Lochungen der elektrischen Leiterplatte 3 greifen.

Zur besseren Montage läßt sich der elektrische Vierwegeschalter in zwei getrennt händelbare Baugruppen aufteilen. Die erste Baugruppe besteht dabei aus dem Betätigungsglied 2, dem Gehäuseoberteil 1, dem Befestigungselement 23, dem Gleitstück 24 sowie den vier Stößeln 14 und zwei den klapperfreien Einbau des elektrischen Schalters in eine Aufnahmeblende gewährleistenden Federelementen 40. Die zweite Baugruppe besteht aus dem Gehäusesockelteil 4, den zu einer Einheit zusammengefaßten Steckkontaktelementen 37, der elektrischen Leiterplatte 3, dem Trägerteil 7 sowie den zwölf Blattfedern 5, 6 und dem Druckstück 28 mit zugeordneter Schraubendruckfeder 29.

Zum Erhalt eines kompletten elektrischen Vierwegeschalters werden die beiden Baugruppen lediglich zusammengeführt und dabei letztendlich haltend miteinander verclipst. Beim Zusammenführen der beiden Baugruppen kommen an das Gehäuseoberteil 1 angeformte Fixierelemente 41 zur Anlage an die Blattfedern 5, 6. Zur Einstellung des Kontaktabstandes wirken die Fixierelemente 41 mit Anschlagarmen 42 zusammen die an die Blattfedern 5, 6 angeformt sind. Somit wird beim Zusammenführen der beiden Baugruppen der Kontaktabstand zwischen den sechs äußeren Blattfedern 5 und den sechs inneren Blattfedern 6 auf einen einheitlichen definierten Wert eingestellt.

Claims (12)

1. Elektrischer Vierwegeschalter insbesondere zur Ansteuerung eines in mehrere Richtungen verstellbaren elektrischen Aggregates bzw. mehreren zu einem Verstellsystem gekoppelten elektrischen Aggregaten, mit einem Gehäuse, in welchem eine elektrische Leiterplatte festgelegt ist, der mehrere Schaltkontaktelemente zur Realisierung der verschiedenen Schaltfunktionen zugeordnet sind, wobei die Schaltkontaktelemente über eine Übertragungsvorrichtung beeinflußt werden, die mit dem in vier Richtungen auslenkbaren Betätigungsglied in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktelemente als mehrere an einem Trägerteil (7) gehaltene, im wesentlichen U-förmig ausgestaltete Blattfedern (5, 6) ausgebildet sind, welche jeweils mit ihrem einen Endbereich in einer Lochung (11) der elektrischen Leiterplatte (3) so festgelegt und an deren Leiterbahnen angeschlossen sind, daß jeweils zwei ineinander verschachtelt angeordnete Blattfedern (5, 6) zu einer Schaltkontakteinheit zusammengefaßt sind, wobei die innenliegenden Kontaktflächen (12) der freien Endbereiche der äußeren Blattfedern (5) durch die Beeinflussung der Übertragungsvorrichtung kontaktgebend an die außenliegenden Kontaktflächen (13) der freien Endbereiche der inneren Blattfedern (6) bringbar sind.

2. Elektrischer Vierwegeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung aus vier L-förmig ausgestalteten durch das Betätigungsglied (2) linear verstellbaren Stößeln (14) besteht, die jeweils mit dem Endbereich ihres ersten Schenkels (15) gelenkig an die Unterseite des Betätigungsgliedes (2) angebunden sind und die jeweils mit der Außenfläche ihres zweiten Schenkels (19) an die außenliegende Fläche des freien Endbereiches zumindest einer äußeren Blattfeder (5) zur Anlage bringbar sind.

3. Elektrischer Vierwegeschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel (14) über jeweils eine Clipsklaue (16) im Randbereich gelenkig an die Unterseite des Betätigungsgliedes (2) angebunden und über vier in der Kopfwandung (17) des Gehäuseoberteiles (1) vorhandene Löcher (18) in den Innenraum des Gehäuses hineingeführt sind, und daß an die Unterseite des Betätigungsgliedes (2) im Bereich dessen Zentrums kreuzförmig verlaufende Stege (21) angeformt sind, deren gekrümmt verlaufende Stegflächen an einer in der Kopfwandung (17) vorhandenen, kugelsegmentförmigen Vertiefung (20) zur Anlage kommen, wobei im Zentrum der kugelsegmentförmigen Vertiefung (20) eine Öffnung (22) vorhanden ist, durch die ein Gleitstück (24) über ein Befestigungselement (23) am Betätigungsglied (2) befestigt ist, wobei die dem Betätigungsglied (2) zugewandte Seite des Gleitstückes (24) die Form einer Lagerschale aufweist, so daß die kugelsegmentförmige Vertiefung (20) der Kopfwandung (17) zwischen dem Gleitstück (24) und den Stegen (21) zu liegen kommt.

4. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (24) zur Bildung von vier Führungsnuten (25) kreuzartig ausgebildet ist und daß an die Innenseite der Kopfwandung (17) im Bereich deren kugelsegmentförmigen Vertiefung (20) Führungsnasen (26) angeformt sind, die beim Betätigen des Betätigungsgliedes (2) in einer der zugeordneten Führungsnuten (25) des Gleitstückes (24) zu liegen kommen.

5. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die dem Betätigungsglied (2) abgewandte Fußfläche des Gleitstückes (24) eine Mulde (27) eingeformt ist, in deren Muldenwand kreuzförmig verlaufende Gleitbahnen eingeformt sind, wobei der Mulde (27) des Gleitstückes (24) ein unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder (29) stehendes Druckstück (28) zugeordnet ist, durch daß das Betätigungsglied (2) nach dem Betätigen automatisch aus einer seiner vier Schaltstellungen in seine Neutralstellung zurückgebracht und in dieser definiert gehalten wird.

6. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Betätigungsglied (2) gegenüberliegend angeordnete Gehäusesockelteil (4) einen Führungsdom (31) aufweist, in dessen Aufnahmekammer (30) die mit dem Druckstück (28) zusammenwirkende Schraubendruckfeder (29) vorhanden ist und welcher zur längsverschieblichen Führung in eine Führungsausnehmung (32) des Druckstückes (28) eingreift.

7. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Umfangsfläche des Druckstückes (28) ein Betätigungsbügel (35) angeformt ist, der beim Betätigen des Betätigungsgliedes (2) an die außenliegende Fläche des freien Endbereiches einer äußeren Blattfeder (5) zur Anlage kommt.

8. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (5, 6) über angeformte Kontaktbeine (10) und anschließendes Verlöten in den Lochungen (11) der elektrischen Leiterplatte (3) festgelegt sind und das an die den Blattfedern (5, 6) abgewandte Seite der elektrischen Leiterplatte (3) ein Block mit Steckkontaktelementen (37) befestigt ist, wobei die ersten Enden der Steckkontaktelemente (37) jeweils mit zumindest einer Leiterbahn der elektrischen Leiterplatte (3) in Verbindung stehen, wo hingegen die zweiten Enden der Steckkontaktelemente (37) jeweils zum Anschluß eines Gegensteckkontaktelementes aus dem Gehäuse nach außen geführt sind.

9. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrischen Leiterplatte (3) sechs äußere Blattfedern (5) und sechs innere Blattfedern (6) zugeordnet sind.

10. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusesockelteil (4) eine Aufnahmetasche (36) aufweist, die zur Aufnahme der zu einer Einheit zusammengefaßten Steckkontaktelementen (37) vorgesehen ist, wobei in der Aufnahmetasche (36) ein kammartig ausgebildeter Stützsteg (39) vorhanden ist, der mit seinen Ausnehmungen die einzelnen Steckkontaktelemente (37) haltend aufnimmt.

11. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (7) aus Kunststoff besteht und in zwei Aufnahmeebenen unterteilt ist, wobei die erste dem Betätigungsglied (2) zugewandte Aufnahmeebene zur clipsenden Befestigung der sechs inneren Blattfedern (6) in sechs Befestigungskammern (8) aufgegliedert und wobei die zweite dem Betätigungsglied (2) abgewandte Aufnahmeebene zur clipsenden Befestigung der sechs äußeren Blattfedern (5) in sechs weitere Befestigungskammern (9) aufgegliedert ist.

12. Elektrischer Vierwegeschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an die freien Endbereiche der Blattfedern (5, 6) Anschlagarme (42) angeformt sind, die beim Zusammenführen des Gehäuseoberteiles (1) und des Gehäusesockelteiles (4) zur Erzeugung eines definierten Kontaktabstandes zwischen den äußeren Blattfedern (5) und den inneren Blattfedern (6), mit an die Innenseite der Kopfwandung (17) des Gehäuseoberteiles (1) angeformte Fixierelemente (41) zur Anlage kommen.