[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehschalter, insbesondere einen Stufenschalter für
den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit segmentierter Schleifbahn sowie mit Kontaktelement
zur Schleifkontakterzeugung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Drehbetätigte Schaltelemente, insbesondere Stufenschalter werden bei Kraftfahrzeugen
zur Betätigung unterschiedlicher Aggregate verwendet. Eine übliche Anwendung hierfür
ist die Betätigung des Gebläses und/oder der Heizung. Für das Gebläse in Kraftfahrzeugen
sind unterschiedlich starke Gebläsestufen einstellbar. Hierzu werden in der Regel
Drehschalter verwendet, in welchen zwei Schleifbahnen nebeneinander verlaufend angeordnet
sind. Eine der beiden Schleifbahnen ist durchgehend und bildet die feste Kontaktierung
zu einem elektrischen Potential und die andere Schleifbahn ist segmentiert. Zwischen
den beiden Schleifbahnen wird ein Schleifkontaktelement bewegt, welches auf der besagten
einen Bahn grundsätzlich zu einem elektrischen Potential Kontakt hat, und eine elektrische
Verbindung zum jeweils drehpositionsmäßig eingestellten Segment der anderen Schleifbahn
herstellt. Das Schleifkontaktelement ist dabei auf einer Schaltwelle angeordnet, die
die drehbezogene Lagerung des Schleifkontaktelementes und eines nach außen geführten
Drehknopfes bildet.
[0003] Eine Drehschalteranordnung allgemeiner Art ist aus der DE 24 30 007 bekannt. Aus
dieser Schrift ist bekannt, verschiedene drehpositionsbezogene Schaltstellungen durch
federnde Rastelemente vorzugeben, in denen das Schaltelement in einer verrastbaren,
aber lösbaren Position auch bei Erschütterungen verbleibt und so einen sicheren Kontakt
herstellt.
[0004] Aus der EP 06 44 566 B1 ist ein Drehschalter bekannt, bei welchem eine Vielzahl von
segmentierten kreisringabschnittförmigen Leiterbahnen nebeneinander verlaufend angeordnet
sind. Dabei werden eine Mehrzahl von Kontaktelementen übereinander gesteckt derart,
daß die einzelnen Kontaktelemente unabhängig voneinander bewegbar sind. Ein Schalter
dieser Art ist jedoch relativ aufwendig. Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen werden,
wie oben bereits beschrieben, mechanische Stufenschalter mit sog. Doppelschleifkontakten
verwendet. Hierbei sind dann lediglich zwei Leiterbahnen, d. h. eine segmentierte
und eine unsegmentierte Leiterbahn über einen Kreisabschnitt nebeneinander laufend
angeordnet.
[0005] Nachteilig bei einer solchen allgemein bekannten Anordnung ist, daß hohe Drehmomente
aufgewendet werden müssen, weil am Drehschalter 2 mechanische Schleifkontaktstellen
entstehen, nämlich an der unsegmentierten Basispotentialleiterbahn und der segmentierten
Schaltleiterbahn. Diese besagten höheren Drehmomente entstehen durch die bedingte
hohe Kontaktandruckkraft, die am Schalter dieser Art gleich an zwei Kontaktstellen
entsteht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die Erstellung zweier Kontaktstellen
Übergangswiderstände entstehen, die Verlustleistungen erzeugen.
[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Drehschalter der eingangs genannten
Art dahingehend weiterzubilden, daß die mechanisch notwendigen Betätigungsmomente
sowie die Verlustleistung im Stufenschalter selbst verringert werden.
[0007] Die gestellte Aufgabe wird bei einem Drehschalter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2-5
angegeben.
[0009] Der Kern der Erfindung besteht darin, bei Stufenschaltern für den Einsatz in Kraftfahrzeugen
eine Ausgestaltung zu finden, welche nur noch mit einer Schleifbahn auskommt. Diese
eine verbleibende Schleifbahn ist dann die den einzelnen Schaltstufen zugeordnete
segmentierte Leiterbahn, und der Basiskontakt zum besagten Basispotential wird nicht
durch eine zweite Schleifbahn erzeugt, sondern an den Schleifkontakt mittels einer
hochflexiblen Litze herangeführt.
[0010] Die segmentierte Schleifbahn wird dabei durch ein entsprechend geätztes zuvor flächig
bedecktes Leiterplattenstück gebildet, auf welchem die einzelnen Segmente angeordnet
sind. Die durch die Drehbefestigung des Kontaktelementes erzeugte Kreisbahnbewegung
erfaßt dabei alle Schleifbahn- bzw. Leiterflächensegmente. Dabei sind in vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung die besagten Segmente jedoch nicht mehr entlang einer
Kreisbahn oder eines Kreisbahnabschnittes angeordnet, sondern sie sind flächig verteilt
auf der Leiterplatte angeordnet, jedoch derart, daß über die besagte Drehbewegung
des Kontaktelementes alle Leiterbahnsegmente überstrichen werden können. Vorteilhaft
ist hierbei, daß die einzelnen Kontaktelemente sich über ihre eigentliche Kontaktzone
hinaus erstrecken und quasi einstückig Leiterbahnabschnitte angeformt sind, so daß
die besagten Leiterbahnsegmente schlüssig kontaktiert und die nach außen mit elektrischen
Leitungen zu kontaktierenden Kontaktfahnen an einer Seite des Leiterplattenstückes
plaziert sind.
[0011] Die hochflexible Litze wird lediglich durch Punktschweißung am Schleifkontakt elektrisch
leitend befestigt. Hierbei wird bewußt auf eine sonst übliche Lötkontaktierung verzichtet,
da diese zum einen aufwendig und zum anderen verschleißbehaftet ist. Eine Punktschweißung
dagegen führt zu einer besseren, d. h. auch mechanisch solideren Kontaktierung, die
insbesondere deshalb wichtig ist, weil die hochflexible Litze über die Drehbewegung
des Kontaktelementes über einen gewissen Drehwinkel drehbeansprucht wird.
[0012] Wie bereits oben ausgeführt, ist der besagte erfindungsgemäße Drehschalter in vorteilhafter
Weise als Innenraumgebläseschalter in Kraftfahrzeugen eingesetzt.
[0013] Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
[0014] Es zeigt:
- Figur 1
- : Draufsicht auf die Leiterplatte mit Schleifkontaktsegmenten.
- Figur 2:
- Seitenansicht auf die Drehschalteranordnung.
[0015] Figur 1 zeigt in Draufsicht die segmentierte Schleifkontaktbahnanordnung. Diese ist
auf einer Leiterplatte angeordnet, auf welcher die sichtbare Struktur geätzt ist.
[0016] Hierbei wird deutlich, daß die segmentierte Schleifbahn
10 keinen Kreisbogen mehr beschreibt, sondern daß die Flächenelemente 11 sich weit über
ihren Kontaktiereingriffbereich hinaus erstrecken und sog. Anschlußbahnen oder Kontaktbahnen
12 bilden, die an einer Randseite der Leiterplatte 1 nebeneinanderliegend hingeführt
sind. Dies führt zu einer einfachen und wirtschaftlichen Kontaktierung. Die Flächenelemente
11, d.h. die Leiterbahnsegmente sind jedoch so verteilt, daß durch einen Drehkontakt
alle Leiterbahnsegmente elektrisch leitend erreicht, d. h. überstrichen werden können.
[0017] Figur 2 zeigt in Seitenansicht die Anordnung des Drehschalters, bei welcher die Leiterplatte
1 in der Ebene flach an einem Befestigungselement 2 oder einer Platte anliegt. Durch
die auch in Figur 1 sichtbare Bohrung 20 für die Schalterachse ist die Schalterachse
3 selbst hindurchgeführt. An der Schalterachse 3 ist seitlich ein Drehkontakt bzw.
ein Schleifkontakt 4, welcher beispielsweise federunterstützt wirken kann, angeordnet.
Das Kontaktierelement, d.h. also der Schleifkontakt 4 ist dabei mit der besagten hochflexiblen
Litze 5 verbunden, die eine Kontaktstelle nach außen führt und den sog. Basisanschluß
30, welcher auch in Fig. 1 dargestellt ist, für den Drehschalter bildet. Die Litze
5 ist dabei so in ihrer Länge überschüssig verlegt, daß die gesamte erlaubte Drehbewegung
leicht nachgeführt werden kann. Die Drehbewegung erfolgt über den Drehschalterknopf
40.
[0018] Die gesamte Anordnung ist damit baulich sehr einfach, die aus einer Leiterplatte
gefertigte Schleifbahn läßt sich wirtschaftlich fertigen und bietet zum anderen einen
sicheren und wartungsfreien Betrieb.
1. Drehschalter, insbesondere Stufenschalter, für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit
segmentierter Schleifbahn sowie mit Kontaktelement zur Schleifkontakterzeugung,
dadurch gekennzeichnet,
daß lediglich eine in einer zusammenhängenden Ebene segmentierte Schleifbahn (10) vorgesehen ist und daß das Kontaktelement bzw. der Schleifkontakt (4) mit einer
hochflexiblen Litze (5) zur Vermeidung einer weiteren unsegmentierten Doppelschleifbahn
elektrisch leitend verbunden ist.
2. Drehschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die segmentierte Schleifbahn (10) durch ein entsprechend geätztes, zuvor flächig bedecktes Leiterplattenstück (1)
gebildet ist.
3. Drehschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleifkontaktsegmente derart ausgebildet bzw. geätzt sind, daß sich zum einen
in kontaktierendem Eingriff eine Kontaktierfläche (11) bieten und zum anderen derart
weiter erstrecken, daß die in bzw. an Kontaktfahnen (12) an einer Randseite der Leiterplatte
(1) enden.
4. Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hochflexible Litze (5) lediglich durch Punktschweißung am Schleifkontakt (4)
elektrisch leitend befestigt wird.
5. Drehschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Drehschalter als Innenraumgebläseschalter in Kraftfahrzeugen eingesetzt
wird.