Bild 1: Der Tact Switch und Auswahl an Detektor-Schaltern.

Bild 1: Der Tact Switch und Auswahl an Detektor-Schaltern.Alps

Alps beliefert Kunden aus der Industrie, dem Automobilbau sowie Hersteller von weißer und brauner Ware aus einem stetig wachsenden Portfolio von Schaltern für verschiedene Anwendungen. Seit Beginn der 1980er Jahre liefert das Unternehmen Produkte für den Automobilbau und ist damit heute laut eigenen Angaben in Fahrzeugen nahezu aller Hersteller zu finden. Erfahrung und moderne Entwicklungs- und Produktionstechnologien ermöglichen es Alps, Schalter und Taster zu entwickeln, die verschiedene Anforderungen der Kunden erfüllen.

Individualität im Fahrzeuginnenraum

Unter der Bezeichnung Tact Switch für Automobile rangieren vor allem Produkte für den Fahrzeuginnenraum. Der Tact Switch findet unter anderem Anwendung in der Mittelkonsole, in Klima- und Radiobedienelementen, in Lenkrädern, Türen und Kofferraumklappen sowie in Funkfernbedienungen.

Eckdaten

Bisher galt bei Schaltern mit metallischer Schnappscheibe, dass je höher die Kraft ist, desto lauter in der Regel das Geräusch ist. Im Tact Switch ist der Zusammenhang aufgelöst. Das bedeutet, dass das Schaltgeräusch weitgehend unabhängig von der Betätigungskraft ausfällt. Akustik und Haptik lässt sich so gemäß Kundenanforderungen anpassen.

Um eine Falschbedienung zum

spiel während des Fahrens zu vermeiden, setzt man hier oft Produkte mit hoher Betätigungskraft ein. Diese genügen jedoch nicht immer den Anforderungen der Automobilhersteller. Besonders, aber nicht nur in Europa wünschen sich die Hersteller Schalter mit besonders prägnantem Schaltgeräusch (Akustik) und Gefühl (Haptik).

Für diese Anforderungen hat man Technologien aus verschiedenen Entwicklungsbereichen zusammengeführt und so eine zur jeweiligen Marke passende Akustik und Haptik umgesetzt.

Die Haptik und die Akustik im Tact Switch werden durch die Kombination von verschiedenen Bauteile und Materialien bestimmt, beispielsweise der elastischer Kunststoff für den Stößel und das Metall für die kontaktgebende Schnappscheibe im Inneren des Schalters.

Bei Schaltern mit metallener Schnappscheibe gibt es einen grundlegenden Zusammenhang zwischen der Betätigungskraft und dem Bediengeräusch – je höher die Kraft ist, desto lauter in der Regel das Geräusch. Die Entwicklung bei Alps ermöglicht es jedoch heute, diesen Zusammenhang aufzulösen und das Schaltgeräusch weitgehend unabhängig von der Betätigungskraft zu modellieren.

Japanische Hersteller, aber auch viele europäische Premiumhersteller, bevorzugen lautlose Schalter, die Rückmeldung über den Schaltvorgang lediglich über eine prägnante Haptik, also eine taktile Rückmeldung, geben.

Für die SKST-Schalterserie sind daher mehrere Technologien kombiniert. Mittels eines speziell geformten Stößels aus einem elastischen Kunststoff und einer metallenen Schnappscheibe erreichen die Serien einen Betätigungsweg von 0,9 mm – bei nahezu völliger Lautlosigkeit und trotzdem prägnanter Haptik. Übliche Schaltwege für lautlose sogenannte Schalt- oder Gummimatten liegen sonst bei deutlich über einem Millimeter. Der SKST eignet sich für Bedienkonzepte, bei denen Geräuschlosigkeit und ein mittlerer Betätigungsweg gewünscht sind.

Ein weiterer Schalter mit stark reduziertem Bediengeräusch ist der wasser- und staubabweisende Typ SKSU mit 0,7 mm Betätigungsweg. Auch hier wurden die haptischen und akustischen Eigenschaften durch eine besondere Ausformung und Verarbeitung des Stößels und der Schnappscheibe erreicht.

Beim SKTH handelt es sich um eine Produktreihe, die für den Einsatz in einem staubigen Umfeld geeignet ist. Zum Beispiel eine Schlüsselfernbedienung, die der Benutzer in seiner Tasche aufbewahrt und oft auch von dort aus betätigt. Auch bei der Entwicklung der SKTH-Serie stand eine Haptik mit deutlicher Rückmeldung zum Schaltvorgang im Vordergrund, hier kombiniert mit einer hermetisch abgedichteten Kontaktstruktur um die Staubdichtigkeit sicherzustellen und einer hohen Betätigungskraft.

Die SKRA-Serie wurde wiederum explizit mit einem deutlich vernehmbaren Klick-Geräusch entwickelt. Sie eignet sich für Anwendungen, bei denen neben einer haptischen auch eine akustische Rückmeldung gewünscht ist. Bedienkräfte von 0,6 bis zu 4,8 N und Schaltwege zwischen 0,3 und 0,75 mm ermöglichen die flexible Gestaltung eines solchen Bedienkonzeptes.

Kleiner Detektor-Schalter mit Fail-Safe-Funktion

Detektor-Schalter (Endschalter) für den Automobilmarkt finden vor allem in Tür- oder Kofferraumverriegelungen oder in elektrischen Feststellbremsen (EPB) Anwendung. Erhältlich sind in diesem Bereich zum Beispiel die SPVQ8-, die SPVQ9- und die SPVQC-Serie.

Da für diese Anwendungen eine besonders hohe Zuverlässigkeit gefordert ist, verwendet Alps in den genannten Schaltern beidseitig kontaktierende Schleifkontakte. Diese sind deutlich robuster gegenüber mechanischem Schock, Vibration und Verunreinigungen der Kontaktflächen als Schalter mit einer schnappenden Kontaktfeder (Batting-Kontakt). Durch den Einsatz schleifender Kontakte ist zudem kein sogenannter Weeting-Current nötig, um beispielsweise eine Oxydschicht zu durchdringen. Damit ist auch der Einsatz im µA-Bereich möglich.

Bild 2: Die Kraft-Weg-Verläufe ausgewählter Tact-Switch-Schalter.

Bild 2: Die Kraft-Weg-Verläufe ausgewählter Tact-Switch-Schalter.Alps

Mit den Serien SPVQ9 (THT) und SPVQC (SMD) gibt es erstmalig diese Kontaktart mit einer von der Betätigungsgeschwindigkeit unabhängen Umschaltzeit kombiniert (Snap-Action). Das Ergebnis ist ein laut Alps unter allen Bedingungen sicherer und reproduzierbarer Schaltvorgang, unabhängig vom Benutzerverhalten (langsames oder schnelles Betätigen).

Die durch diese Kombination erreichte Zuverlässigkeit prädestiniert die SPVQ9/SPVQC-Familie für den Einsatz in Bedienmodulen für die elektrische Parkbremse (EPB) mit einem Markanteil von heute bereits über 50 Prozent (laut einer eigenen Erhebung) in Europa. Dies nicht zuletzt durch die Integration zweier galvanisch getrennter Schaltkreise pro Schalter (2 x SPDT = DPDT), die durch nur eine Betätigung synchron innerhalb vom 15 ms umschalten. Die sonst bei einem Einsatz mehrerer Schalter notwendige externe Synchronisation entfällt damit, unter dem Strich stehen eine Platz- und Kostenersparnis.

Bild 3: Beidseitiger Schleifkontakt in Clip-Struktur.

Bild 3: Beidseitiger Schleifkontakt in Clip-Struktur.Alps

Auch die SPVQ8-Serie nutzt den beidseitigen Schleifkontakt (Clip-Struktur) Bild 3. Durch eine besonders ausgefeilte mechanische Konstruktion konnte man bei diesem in einem ausgereiften Fertigungsprozess hergestellten Schalter das Gehäusevolumen um 50 Prozent gegenüber einem funktionsgleichen Detektorschalter verringern. Das Resultat ist die laut Alps kleinste Bauform im Schaltersegment.

Ob in schmutzigen oder staubigen Umgebungen, bei starken Stößen oder Vibrationen, der Schalter arbeitet zuverlässig. Zudem gibt es eine Vielfalt an verschiedenen Anschlüssen – gerade oder abgewinkelte Leiterplatten-Anschlüsse oder mit Verkabelung. Der Schalter kommt unter anderem in Fahrzeugtüren, am Schaltknauf oder an der Gangschaltung beim Motorrad zum Einsatz

Künftige Entwicklungen und Produkte

Alps plant auch zukünftig die Entwicklung von Schaltern (Tact Switch) mit individueller Haptik und Akustik voranzutreiben um so die Anforderungen der Autohersteller zu erfüllen.

Das Unternehmen entwickelt außerdem weitere Detektor-Schalter, bei denen der Sicherheitsaspekt im Fokus steht (Fail-Safe). Zum Beispiel durch die Integration von drei galvanisch getrennten Schaltkreisen in einem Gehäuse oder durch die Integration von elektrischen Widerständen, um eine Diagnosefähigkeit zu ermöglichen. All dies erfolgt in Abstimmung mit den Kunden und unter Berücksichtigung von deren Bedürfnissen und Anforderungen.