DE10028247C2 - Schalteranordnung mit mehreren Betätigungstasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung mit mehreren Betätigungstasten aufweisende Kontaktverstelleinrichtungen, wobei die Vorderflächen der Betätigungstasten in Ruhestellung von dieser Ebene abweichen. Die Betätigungstasten werden durch eine Rückstellkraft über ein Kraft- und Betätigungsmittel entgegen der Kraft, die die Betätigungstaste in die vorgeschobene Stellung drückt, in die Ruhestellung zurückgebracht.

Bekannt ist aus der DE 36 34 309 A1 eine Tastenschalteranordnung, bei der die betätigte Taste, welche in einer gegenüber den in Ruhstellung befindlichen Betätigungstasten vorgerückten Betätigungsstellung sich befindet, wieder in die Ruhestellung zurückgebracht werden kann.

Bei der Einstellung einer bestimmten Funktion mit Hilfe einer der Betätigungstasten wird durch Ausübung eines Verstelldrucks auf die Betätigungsfläche in der Kontaktverstelleinrichtung der bzw. die Verstellkontakte in die Betätigungsstellung gebracht, wobei die Verschiebebewegung der zugeordneten Betätigungstaste auf den Verstellkontakt übertragen wird.

In der Betätigungsstellung kann der Verstellkontakt durch eine Rasteinrichtung arretiert werden. In der Betätigungsstellung kann der Verstellkontakt mit einem stationären Kontakt in Verbindung gebracht werden, um einen bestimmten Stromkreis zur Auslösung der gewünschten Funktion zu schließen. Die Ruhe- und Betätigungsstellung des Verstellkontaktes kann durch zwei entlang der Verschiebebewegung des Verstellkontaktes in unterschiedlichen Höhenlagen bzw. Stellungen befindliche Anschläge bestimmt werden. Durch die entsprechende Ausbildung der Betätigungsanschläge und von Rastvorsprüngen, die mit dem Verstellkontakt verbunden sind und mit diesem mitbewegt werden, kann gewährleistet werden, daß ein jeweiliger in Betätigungsstellung arretierter Verstellkontakt durch Betätigung einer anderen Betätigungstaste bzw. beim Verstellen dieser anderen Betätigungstaste in die Betätigungsstellung aus der arretierten Betätigungsstellung gelöst wird und aufgrund der Wirkung der Rückstellfeder in seine Ruhelage zurückkommt, wobei auch die zugeordnete Betätigungstaste in die Ruhestellung zurückgebracht wird.

Eine der Kontaktverstelleinrichtungen kann als Nullsteller ausgebildet sein, der ebenfalls mit dem gemeinsamen Schieber zusammen wirkt. Durch diesen Nullsteller kann ein in der Betätigungsstellung arretierter Verstellkontakt freigegeben werden durch entsprechende Verschiebung des Anschlagschiebers. Dieser Anschlagschieber wirkt als Falle für den jeweils in der Betätigungsstellung zu arretierenden Verstellkontakt. Beim Eindrücken der ihm zugeordneten Nullstellertaste wird der Anschlagschieber zur Freigabe des jeweils arretierten Verstellkontakts verschoben.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß eine Sperrung der Tasten gegen Umschalten nicht vorgesehen ist. Das heißt, wenn mit dieser Tastenschalteranordnung gegenläufige Bewegungen geschaltet werden sollen, ist es möglich, sofort von einer in an die andere Bewegung zu schalten.

Des weiteren ist ein Tastenschalter der Firma Robert Seuffer GmbH & Co bekannt, bei dem mehrere Betätigungstasten in Reihe angeordnet sind. Dieser Schalter dient als Getriebevorwahlschalter in Kraftfahrzeugen.

Zur gegenseitigen mechanischen Verriegelung und Rastung der Betätigungstasten werden insgesamt 3 Blechschienen mit speziellen Profilausschnitten verwendet. Die Schienen sind in Richtung Längsachse des Tastenstreifens gegen Federkräfte verschiebbar.

Die Tasten besitzen Führungsstöße aus Blech. Schienen und Stößel sind in einem Rahmen aus Blechprofilelementen gelagert.

Bei der Betätigung der R-Taste (Rückwärts) wird eine erste Sperrschiene über eine an dieser vorhandenen Schrägfläche vom Stößel der Taste quer zur Betätigungsrichtung der Taste verschoben. Dadurch werden die Vorwärtsgang- Tasten gesperrt. Bei Betätigung einer Vorwärtsgang-Taste - eine zweite Sperrschiene ist analog den Vorwärtsgang-Tasten zugeordnet - erfolgt eine Sperrung der R-Taste. Die dritte Schiene (Rastschiene) realisiert in Verbindung mit den dazugehörigen Konturen an den Stößeln der einzelnen Tasten die Rastfunktion. Das Entrasten der R-Taste durch eine der Vorwärts-Tasten und umgekehrt ist wegen der Sperrwirkung der Schienen nicht möglich. Zum Entrasten dient die N-Taste. Aufgrund von Freilegungen in den Sperrschienen im Bereich der N-Taste kann diese nicht blockiert werden. Bei Betätigung wird die Rastschiene in Entraststellung verschoben und die vorher gerastete Taste entrastet.

Die Nachteile dieser Lösung liegen zum einen in dem hohen Montageaufwand und damit in hohen Herstellungskosten und zum anderen in einer schlechten Haptik bei der Betätigung. Aufeinander reibende Blechteile verhindern einen kontinuierlichen Bewegungsablauf. Infolge von Stößen in Bewegungsrichtung der Blechschienen kann es zum unbeabsichtigten Entrasten der Tasten kommen. Des weiteren ist keine Abdichtung des Funktionsraumes gegenüber der Bedienebene vorgesehen, so daß Flüssigkeiten eindringen können.

Zusätzlich ist aus der DE 16 65 824 B eine Schalteranordnung von Drucktasten bekannt, bei der nach Betätigung einer Taste weitere Tasten gegen eine Betätigung so lange gesperrt sind, bis die Taste wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt ist, um bei einer Anläge einen bestimmten Betriebszustand gegen Veränderungen in dieser Anlage durch Betätigen anderer Schalter zu schützen, wobei die Sperrwirkung aus einer Schiene (A) mit unterschiedlichen Ausnehmungen besteht.

Ausgehend vom Stand der Technik stellt sich die Erfindung daher die Aufgabe, eine Schalteranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gute Haptik bei Betätigung der einzelnen Tasten gewährleistet und deren Tasten gegenseitig verriegelbar und jeweils einrastbar sind.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird bei der Schalteranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils gelöst. Besondere bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schalteranordnung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Zur gegenseitigen Tastenverriegelung dient eine Sperrvorrichtung, die aus zwei in Längsachse des Tastenstreifen drehbar gelagerten Wellen besteht. Beide Wellen sind zur Platzeinsparung vorzugsweise zentrisch als äußere und innere Nockenwelle zueinander angeordnet. Jede der beiden Wellen enthält mindestens einen Sperr- und einen Schaltnocken.

Durch die Betätigung des Schaltnockens durch eine Taste an einer der Nockenwellen wird diese ausgelenkt und sperrt die übrigen Tasten. Zum Einrasten der Tasten in Betätigungsstellung dient eine drehbare Rastklappe, deren Drehachse parallel zu der der beiden Nockenwellen angeordnet ist. Die an der Rastklappe angeordnete Rastkante greift hinter den Rastnocken der jeweilig bestätigten Taste.

Zur Erreichung der Ruhestellung der Nockenwellen und der Rastklappe nach Wegfall der Auslenkkräfte sind diese jeweils mit mindestens einer tangential angreifenden Feder versehen. Bei der Rastklappe bewirkt die Feder die Einrastfunktion. Ein Entrasten der betätigten Taste ist über eine sogenannte N(Nullsteller)-Taste möglich. Diese ist immer betätigbar, da ihr keine an der inneren oder äußeren Nockenwelle angeordneten Sperr- und Schaltnocken zugeordnet sind.

Die N-Taste lenkt die Rastklappe aus und gibt dadurch die betätigte Taste wieder frei. Durch die Federwirkung der tangential angreifenden Federn wird die ausgelenkte Nockenwelle in ihre Ruhestellung zurückbewegt.

Eine neue Taste kann nun gedrückt werden. Um die Schalt- und Sperrnocken der beiden Nockenwellen in einer Ebene anzuordnen, ist die äußere Nockenwelle mit Ausnehmungen versehen, in die die Schalt- und Sperrnocken der inneren Nockenwelle eintauchen können.

Die erfindungsgemäße Schalteranordnung kann vorzugsweise eingesetzt werden, um gegenläufige Bewegungen zu steuern. Durch die Sperrung der übrigen Tasten - außer der N-Taste- kann, beispielsweise bei einem Getriebevorwahlschalter, nicht vom Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang geschalten werden.

Das Entrasten der Rückwärts-Taste durch eine der Vorwärts-Tasten und umgekehrt ist wegen der Sperrwirkung der Sperrnocken an den inneren und äußeren Nockenwellen nicht möglich.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben und zwar anhand eines Getriebevorwahlschalters zur Verwendung in Nahverkehrs- bzw. Stadtbussen.

Es zeigen:

Fig. 1 - Schalteranordnung mit einem Tastenstreifen

Fig. 2 - Sperr- und Rasteinrichtung

Fig. 3 - Schnitt durch die Schalteranordnung

Fig. 4 - Zusammenwirken von Nockenwelle und Kontaktbrückenträger im betätigten/gesperrten Zustand

Fig. 5 - Zusammenwirken von Sperrnocken und Kontaktbrückenträger im unbetätigten/entsperrten Zustand

Fig. 6 - Zusammenwirken von Sperrnocken und Kontaktbrückenträger im betätigten/gesperrten Zustand

Die in der Fig. 1 gezeigte Schalteranordnung ist in einem nicht näher dargestellten Gehäuse angeordnet. Auf dem Boden des Gehäuses ist eine Leiterplatte 7 befestigt. Der Rahmen 4 nimmt die Sperreinrichtung, bestehend aus der inneren 2 und der äußeren Nockenwelle 1 sowie die Rastklappe 3, auf. Diese sind in den Seitenwänden des Rahmens 4 drehbar gelagert.

Die an der Vorderseite des Rahmens 4 angeordneten Tasten 8 bestehen aus der Kalotte 5, der LED 12, dem Kalottenträger 17 mit der Rückdrück- und Kontaktfeder 13 und einem Kontaktbrückenträger 9. (Fig. 2; Fig. 3)

An diesem sind Sperrflächen (26), die mit den Sperrflächen 26 an den Sperrnocken 22, und Schrägflächen 16, die mit den Schrägflächen 16 an den Schaltnocken 23 korrespondieren, angeordnet. Zur Abdichtung gegenüber eindringender Feuchtigkeit sind an jeder Taste 8 Manschetten 6 angeordnet. Der Tastenstreifen bei einem Getriebevorwahlschalter besteht aus einer Rückwärtstaste (R-Taste) 8a, einer Nullstellertaste (N-Taste) 15, einer Automatiktaste (D-Taste) 8b und drei Vorwärtstasten (V-Tasten) 8c.

Die Fig. 2 zeigt die Sperr- und Rasteinrichtung. Diese besteht aus einer inneren Nockenwelle 2, einer äußeren Nockenwelle 1 und einer Rastklappe 3. Die äußere Nockenwelle 1 ist als Hohlwelle ausgelegt und nimmt die innere Nockenwelle 2 auf.

Darüber ist die Rastklappe 3 angeordnet. Die äußere Nockenwelle 1 weist Ausnehmungen 18 auf, in die die Schaltnocken 23a und der Sperrnocken 22a der inneren Nockenwelle 2 eintauchen. Damit wird gewährleistet, dass die Sperrnocken 22b und der Schaltnocken 23b der äußeren Nockenwelle 1 sowie der Sperrnocken 22a und die Schaltnocken 23a der inneren Nockenwelle 2 in Ruhestellung in einer Ebene liegen.

Die Schaltnocken 23a und b der inneren 2 und äußeren Nockenwelle 1 weisen jeweils eine Schrägfläche 16 auf. Die Rastklappe 3 ist derart ausgebildet, daß ihr Schwerpunkt in der Drehachse liegt und an ihrer den Tasten zugewandten Seite mit einer Rastkante 24 versehen ist.

In der Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Schaltertaste dargestellt.

Dieser zeigt eine Taste 8 im ausgerasteten und gegen Betätigen nicht gesperrten Zustand. Die Sperrfläche 26 des Sperrnockens 22a liegt neben der Sperrfläche 26 des Kontaktbrückenträgers 9, so daß beide Sperrflächen 26 ungehindert bei Betätigung der Taste aneinander vorbeigleiten können) (Fig. 5)

Die Rastkante 24 liegt am Rastnocken 25 des Kontaktbrückenträgers 9 an. Bei Betätigung der Taste wird dadurch die Rastklappe verdreht. Über die Kontaktbrücken 10 des Kontaktbrückenträgers 9 sind in Verbindung mit den zugehörigen Schaltflächen der Leiterplatte 7 die Ruhekontakte der Tasten geschlossen. Die Kontaktbrücken 10 werden mittels Kontaktdruckfedern 11 an die Leiterplatte gedrückt.

In der Kalotte 5 der Taste 8 ist eine LED 12 angeordnet. Diese ist elektrisch über die Rückdruck- und Kontaktfedern 13 mit den Kontaktblechen 14 verbunden.

Die LED 12 bewegt sich beim Betätigen der Taste 8 immer mit, so daß eine gleichbleibende Ausleuchtung der Tasten 8 gewährleistet ist.

Die innere 2 und die äußere Nockenwelle 1 sowie die Rastklappe 3 weisen Aufnahmen 19 für die tangential angreifenden Druckfedern für die Rastklappe 3, 20 für die innere Nockenwelle 2 und 21 für die äußere Nockenwelle 1 auf. Diese stützen sich gegenüber dem Gehäuse ab und dienen dazu, die Sperr- und Rasteinrichtung in Ruhelage zu halten bzw. die ausgelenkten Nockenwellen 1, 2 sowie die Rastklappe 3 nach Rückführung der Tasten in die unbetätigte Stellung wieder in die Ruhestellung zu drücken.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist das Zusammenwirken von Nockenwellen 1, 2, Rastklappe 3 und Kontaktbrückenträger 9 im entsperrten und im gesperrten Zustand dargestellt. Bei Betätigung einer Taste, beispielsweise der R-Taste 8a, stoßen die Schrägflächen 16 des Schaltnockens 23b der äußeren Nockenwelle 1 und des Kontaktbrückenträgers 9 aneinander. Sie gleiten aufeinander ab und die äußere Nockenwelle 1 wird ausgelenkt. Die Sperrnocken 22b der äußeren Nockenwelle werden dadurch ebenfalls ausgelenkt.

Die Rastkante 24 gleitet hinter den ersten Rastnocken 25 und die Taste 8a wird gerastet. Durch die Auslenkung der Sperrnocken 22b ist es nun nicht möglich, die weiteren Tasten 8b und 8c zu drücken. Bei gerasteter R-Taste 8a ist es nur möglich, die N-Taste 15 zu drücken und damit den Schaltzustand aufzuheben, da in deren Bereich beide Nockenwellen weder Sperr- noch Schaltnocken enthalten. Die R-Taste 8a, die innere Nockenwelle 2, die äußere Nockenwelle 1 und die Rastklappe 3 kehren in ihre Ruhestellung zurück. Dies wird durch tangential angreifende Federkräfte realisiert.

Im entrasteten Zustand - Fig. 5 - befinden sich die innere Nockenwelle 2, die äußere Nockenwelle 1 und die Rastklappe 3 in ihrer Ausgangsstellung. Das Halten in der Ausgangsstellung wird ebenfalls durch tangential angreifende Federkräfte erreicht. Durch die Schwerpunktlage in der Drehachse der Rastklappe 3 zusammen mit den Federkräften wird die erfindungsgemäße Schalteranordnung unempfindlich gegen Stöße und Schwingungen, d. h. die Rastfunktion kann auch bei diesen Zuständen gewährleistet werden.

In der Fig. 6 ist der gesperrte Zustand, beispielsweise für die R-Taste 8a, dargestellt. Beim Betätigen der D-Taste 8b oder einer der V-Tasten 8c wird die innere Nockenwelle 2 ausgelenkt und damit der Sperrnocken 22a.

Die Sperrfläche 26 am Sperrnocken 22a korrespondiert mit der Sperrfläche 26 am Kontaktbrückenträger 9. Die R-Taste 8a ist gesperrt gegen unbeabsichtigtes Betätigen. Dieser Zustand kann nur durch Betätigung der N-Taste 15 wieder aufgehoben werden.

Da im Bereich der N-Taste 15 sowohl an der äußeren Nockenwelle 1 als auch an der inneren Nockenwelle 2 keine Sperr- 22 oder Schaltnocken 23 angeordnet sind, kann die N-Taste 15 jederzeit gedrückt werden, um einen Schaltzustand zu beenden. Durch die N-Taste 15 wird die Rastklappe 3 ausgelenkt und die betätigten Tasten entrastet, so daß sie in ihre Ausgangslage zurückkehren können.

Im Fall, daß zusammen mit der N-Taste die R-Taste oder eine oder mehrere Vorwärtsgangtasten gerastet sind, können diese durch zusätzliches Drücken der N- Taste über die gerastete Stellung hinaus, ausgerastet werden, da bei der N-Taste der Endanschlag erst bei einem größeren Tastenhub als bei den übrigen Tasten erfolgt.

In diesem Fall bewirkt ein zweiter Rastnocken (25) am Kontaktbrückenträger 9 die Auslenkung der Rastklappe zum Ausrasten der übrigen gerasteten Tasten.

Bezugszeichen

1

äußere Nockenwelle

2

innere Nockenwelle

3

Rastklappe

4

Rahmen

5

Kalotte

6

Manschette

7

Leiterplatte

8

Tasten

8

a R-Taste

8

b D-Taste

8

c V-Tasten

9

Kontaktbrückenträger

10

Kontaktbrücke

11

Kontaktdruckfeder

12

LED

13

Rückdruck- und Kontaktfeder

14

Kontaktblech

15

N-Taste

16

Schrägflächen

17

Kalottenträger

18

Ausnehmungen

19

(Aufnahme für) Druckfeder - Rastklappe

20

(Aufnahme für) Druckfeder - innere Nockenwelle

21

(Aufnahme für) Druckfeder - äußere Nockenwelle

22

Sperrnocken

22

a Sperrnocken innere Nockenwelle

22

b Sperrnocken äußere Nockenwelle

23

Schaltnocken

23

a Schaltnocken innere Nockenwelle

23

b Schaltnocken äußere Nockenwelle

24

Rastkante

25

Rastnocken

26

Sperrfläche

Claims (10)

1. Schalteranordnung mit mehreren Betätigungstasten aufweisenden Kontaktverstelleinrichtungen, wobei die Bedienflächen der Betätigungstasten (8a-8c) in Ruhestellung in einer Ebene angeordnet sind und die Betätigungstasten (8a-8c) in Betätigungsstellung gegenseitig durch eine Sperreinrichtung rast- und verriegelbar sind und die Sperrung durch eine Nullsteller-Taste (15) aufhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung aus zwei ineinander drehbar gelagerten Nockenwellen (1, 2) und einer drehbaren Rastklappe (3) besteht, wobei beim Betätigen einer Betätigungstaste (z. B. 8a) eine Nockenwelle (1 oder 2) derart verdreht wird, daß die anderen Betätigungstasten (z. B. 8b-8c) verriegelt sind und wobei die Betätigungstaste (z. B. 8a) mittels der Rastklappe (3) in Betätigungsstellung einrastet.

2. Schalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere (1) und die äußere Nockenwelle zentrisch ineinander drehbar gelagert sind.

3. Schalteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Nockenwellen 1; (2) mindestens ein Sperrnocken (22) und mindestens ein Schaltnocken (23) angeordnet sind.

4. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Nullsteller-Taste (15), keine Sperr- (22) und Schaltnocken (23) an den Nockenwellen (1; 2) vorhanden sind.

5. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch tangential wirkende Druckfedern die Ruhestellung der Nockenwellen (1, 2) und die Ruhe- und Raststellung der Rastklappe (3) erreichbar ist.

6. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schaltnocken (23) und am Kontaktbrückenträger (9) der Tasten (8) Schrägflächen (16) angeordnet sind.

7. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Kontaktbrückenträger (9) der Tasten (8) im Abstand zu den Schrägflächen (16) Rastnocken (25), die bei Betätigung von Rastkante (24) der Rastklappe (3) hintergriffen werden, angeordnet sind.

8. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastklappe (3) derart ausgebildet ist, daß der Massenschwerpunkt in der Drehachse der Rastklappe (3) liegt und an den Tasten (8) zugewandten Seite eine Rastkante (24) angeordnet ist.

9. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrflächen (26) der Sperrnocken (22) durch Auslenkung der Nockenwellen (1; 2) über ihre Drehachse mit den Sperrflächen (26) des Kontaktbrückenträgers (9) der Tasten (8) in Eingriff bringbar sind.

10. Schalteranordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer einheitlichen Ebene von Sperr- (22) und Schaltnocken (23) der inneren (2) und äußeren Nockenwelle (1) Ausnehmungen (18) in der äußeren Nockenwelle (1) angeordnet sind.