DE102007038291B4

DE102007038291B4 - Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE102007038291B4
Application number: DE102007038291.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Bleckmann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: DE102007038291A1

Abstract

Schalteinrichtung mit einer Rastbolzenbaugruppe (1) und einer Schaltkulisse (2), die zur Realisierung von Schaltstellungen in zumindest einer Richtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Rastbolzenbaugruppe (1) einen in Richtung seiner Längserstreckung in einer Rasthülse (3) beweglich gelagerten und durch eine Rastfeder (4) gegen die Schaltkulisse (2) unter axialer Vorspannung gehaltenen Rastbolzen (5) aufweist, wobei der Rastbolzen (5) und die Rasthülse (3) unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastbolzen (5) in jeder relativen Stellung der Rastbolzenbaugruppe (1) und der Schaltkulisse (2) zueinander eine durch die Kontur der Schaltkulisse (2) definierte, quer zu seiner Längserstreckung gerichtete Kraft erfährt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit einer Rastbolzenbaugruppe und einer Schaltkulisse, die zur Realisierung von Schaltstellungen in zumindest einer Richtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Rastbolzenbaugruppe einen in Richtung seiner Längserstreckung in einer Rastbolzenhülse beweglich gelagerten und durch eine Rastfeder gegen die Schaltkulisse unter axialer Vorspannung gehaltenen Rastbolzen aufweist, wobei der Rastbolzen und die Rasthülse unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.
Rastbolzenbaugruppen mit einer Rastbolzenhülse und einem Rastbolzen, der in der Rastbolzenhülse in seiner Längserstreckung beweglich gelagert ist, werden zur Darstellung von Schaltpunkten bei elektrischen Schalteinrichtungen eingesetzt. Der Rastbolzen selbst stützt sich bei einer solchen Schalteinrichtung in einer Schaltkulisse ab und ist darin geführt. Die Abstützung des Rastbolzens in der Schaltkulisse erfolgt federbelastet. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Rastbolzen und dem Rastbolzengehäuse ein Federelement angeordnet. Ein Rastbolzen besteht in aller Regel aus einem zylindrischen Schaft, dessen freies Ende - zum Eingreifen in die Schaltkulisse eine Spitze ausbildend - konisch verjüngt ist. Entsprechend der zylindrischen Ausgestaltung des Schaftes des Rastbolzens ist das Rastbolzengehäuse konzipiert und weist im Allgemeinen einen zylindrischen Führungskanal auf.
Um eine einwandfreie Führung des Rastbolzens in einer Schaltkulisse und eine Schaltstellungsfixierung in bestimmten Schaltpunkten nahe der Schaltkulisse gewährleisten zu können, ist es wesentlich, dass der Rastbolzen auch bei Anliegen von auf den Rastbolzen bei einer Betätigung der Schalteinrichtung wirkenden Querkräften längsaxial zum Rastbolzengehäuse bewegbar ist und bewegbar bleibt. Möglich ist dies jedoch nur mit einem möglichst optimal eingestellten Spiel, mit dem der Rastbolzen in dem Rastbolzengehäuse gelagert ist. Ist das Spiel zu gering bemessen, besteht die Gefahr, dass der Rastbolzen in dem Rastbolzengehäuse verklemmt. Bei zu großem Spiel zwischen dem Rastbolzen und dem Rastbolzengehäuse ist zwar das Problem des Verklemmens des Rastbolzens in dem Rastbolzengehäuse zumindest weitestgehend vermieden, jedoch weist die mit einer solchen Anordnung ausgerüstete Schalteinrichtung ein solches Spiel beim Betätigen der Schalteinrichtung auf, dass aus diesem Grunde ein sicheres Schalten mitunter nicht mehr möglich ist. Im Übrigen ist es unerwünscht, Schalteinrichtungen einsetzen zu müssen, deren Schalthebel zur Gewährleistung einer Funktionsfähigkeit der Schalteinrichtung beim Schalten ein übergroßes Spiel aufweisen.
Die DE 101 48 554 C1 zeigt eine Schalteinrichtung, bei der zur Vermeidung dieser Nachteile Führungsmittel vorgesehen sind, die durch in Längserstreckung des Rastbolzens ausgerichtete, biegeweiche Führungsrippen gebildet sind, durch die der Rastbolzen in seinem vorderen spitzennahen Bereich in dem Rastbolzengehäuse geführt ist. Die Führungsrippen sind mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet und liegen zur Führung des Rastbolzens an der Innenseite des Rastbolzengehäuses an. Die Führungsrippen selbst sind dabei als biegeweiche Elemente aus einem anderen Material als der Rastbolzen selbst vorgesehen, wobei die elastischen Eigenschaften der Führungsrippen aus der Materialnachgiebigkeit bzw. aus der Materialelastizität des eingesetzten Materiales resultieren.
Eine solchermaßen konzipierte Rastbolzenbaugruppe gewährleistet zwar eine weitgehend spielfreie Führung des Rastbolzens in der Rastbolzenhülse, bedingt aber durch den aus unterschiedlichen Materialen bestehenden Rastbolzen einen erhöhten Herstellungsaufwand.
Die DE 10 2004 031 586 A1 zeigt eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Der Rastbolzen und die Rastbolzenhülse weisen bei dieser Schalteinrichtung unterschiedliche Querschnittsformen auf, wobei der Rastbolzen übermaßig gegenüber der Hülse ausgeführt ist. Eine Beweglichkeit des Rastbolzens in der Hülse wird durch eine elastische Verformung der Hülse erreicht, zu deren Ermöglichung letztere eine Aussparung in der Hülse in ihrem endnahen Bereich aufweist.
Die DE 10 2006 001 695 A1 zeigt eine Schalteinrichtung, bei der ein Rastbolzen mit rundem Querschnitt in einer Rastbolzenhülse mit quadratischem Querschnitt aufgenommen ist. Der Rastbolzen selbst ist in diesem Falle untermaßig gegenüber der Rastbolzenhülse, zu seiner Führung dient allerdings ein elastischer Ring, der selbst wiederum übermaßig gegenüber der Hülse ausgeführt ist.
Die Schalteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat demgegenüber den Vorteil ebenfalls eine weitgehend spielfreie Führung des Rastbolzens in der Rastbolzenhülse zu ermöglichen, jedoch mit weitaus einfacheren und damit kostengünstigeren Mitteln.
Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass der Rastbolzen in jeder relativen Stellung der Rastbolzenbaugruppe und der Schaltkulisse zueinander eine durch die Kontur der Schaltkulisse definierte, quer zu seiner Längserstreckung gerichtete Kraft erfährt.
Die quer zur Längserstreckung des Rastbolzens gerichtete Kraft bewirkt in Verbindung mit den unterschiedlichen Querschnittsformen von Rastbolzen und Rasthülse, dass der Rastbolzen stets in definierter Weise an wenigen Punkten der Rasthülse anliegt und somit in keiner Stellung der Schalteinrichtung ein unpräzises oder schwammiges Gefühl vermittelt.
Vorteilhaft ist es, wenn der Rastbolzen im Bereich seiner hinteren Kante an der Innenseite der Rasthülse anliegt und in der Nähe seiner Spitze am Rand der vorderen Öffnung der Rasthülse anliegt.
Eine sehr gute Definition der Anlagepunkte des Rastbolzens an der Rastbolzenhülse wird dadurch erreicht, dass z.B. der Rastbolzen im Querschnitt rund und die Rasthülse im Querschnitt quadratisch ist. Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: eine als Hebelschalter ausgeführte erfindungsgemäße Schalteinrichtung in einem Längsschnitt parallel zur Drehachse des Schalthebels,
2: eine Ansicht des Hebelschalters der 1 senkrecht zur Drehachse des Schalthebels,
3: die Rastbolzenbaugruppe der 1 und 2 in zwei Querschnitten (Linien IIIa und IIIb in 1):
1. a) im Bereich der hinteren Kante des Rastbolzens
2. b) in der Nähe der Spitze des Rastbolzens

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst einen Schalthebel 6, der um eine Achse 7 drehbar gelagert ist, um verschiedene Schaltstellungen einnehmen zu können.
An seinem der Betätigungshandhabe 6' abgewandten Ende ist der Schalthebel 6 mit einer Rastbolzenbaugruppe 1 versehen, die einen in Richtung seiner Längserstreckung in einer Rasthülse 3 beweglich gelagerten Rastbolzen 5 aufweist. Der Rastbolzen 5 umfasst einen zylindrischen Schaft, dessen freies, aus der Rasthülse 3 herausragendes Ende zur Ausbildung einer Spitze abgerundet ist. Durch eine Rastfeder 4 wird der Rastbolzen 5 gegen eine dem Schalthebel 6 in Richtung seiner Längserstreckung gegenüberliegende Schaltkulisse 2 unter axialer Vorspannung gehalten, wobei der Rastbolzen 5 mit seinem abgerundeten Ende in die Schaltkulisse 2 eingreift.
Die Schaltkulisse 2 weist, wie in 2 zu sehen, in Bewegungsrichtung des Schalthebels 6, beim Verschwenken desselben zur Realisierung seiner Schaltstellungen, ansteigende Flanken 2', 2" auf, die im Zusammenspiel mit dem federbelasteten Rastbolzen 5 eine rücktreibende Kraft auf den Schalthebel 6 ausüben.
Wie in 1 erkennbar, ist die Schaltkulisse 2 nicht, wie üblich, parallel zu der Drehachse 7 des Schalthebels 7 ausgerichtet, sondern mit einer leichten Neigung gegenüber dieser. Diese Neigung der Schaltkulisse 2 bewirkt, dass der Rastbolzen 5 unabhängig von der jeweiligen Schaltstellung des Schalthebels 6, also in jeder relativen Stellung der Rastbolzenbaugruppe 1 und der Schaltkulisse 2 zueinander, eine quer zu seiner Längserstreckung gerichtete Kraft erfährt. Da der Rastbolzen 5 mit einem gewissen Spiel in der Rasthülse 3 aufgenommen ist, führt diese Querkraft zu einer leichten Verkippung des Rastbolzens 5 in der Rasthülse 3, so dass die Längsachse der Rasthülse 3 und die Längsachse des Rastbolzens 5 nicht mehr zusammenfallen, sondern einen kleinen Winkel zueinander bilden. In Folge dieser Verkippung des Rastbolzens 5 in der Rasthülse 3 liegt der Rastbolzen 5 in zwei Bereichen an der Innenseite der Rasthülse 3 an, nämlich im Bereich seiner hinteren Kante und in der Nähe seiner Spitze am Rand der vorderen Öffnung der Rasthülse 3.
Um diese Kontaktbereiche zwischen Rastbolzen 5 und Rasthülse 3 besonders definiert zu gestalten, sind Rastbolzen 5 und Rasthülse 3 mit unterschiedlichen Querschnitten versehen. 3 zeigt Querschnitte durch die Rastbolzenbaugruppe 1 der 1 und 2 und zwar in 3a im Bereich der hinteren Kante des Rastbolzens 5 und in 3b in der Nähe der Spitze des Rastbolzens 5.
Im vorliegenden Beispiel ist der Rastbolzen 5 im Querschnitt kreisförmig, während der Querschnitt der Öffnung der Rasthülse 3 quadratisch (mit abgerundeten Ecken) ist. Durch die Verkippung des Rastbolzens 5 in der Rasthülse 3 liegt der Rastbolzen 5, wie in 3a zu sehen, im Bereich seiner hinteren Kante an genau zwei Berührungspunkten 8 und 8' an den zwei unter einem rechten Winkel zueinander stehenden Innenwänden 3.1 und 3.2 der Rasthülse 3 an. In der Nähe seiner Spitze am Rand der vorderen Öffnung der Rasthülse 3 liegt der Rastbolzen 5, wie in 3b zu sehen, ebenfalls an genau zwei Berührungspunkten 9 und 9' an den zwei anderen unter einem rechten Winkel zueinander stehenden Innenwänden 3.3 und 3.4 der Rasthülse 3 an.
Der Rastbolzen 3 liegt also insgesamt an genau vier Punkten 8, 8', 9, 9' an den Innenseiten 3.1, 3.2, 3.3 und 3.4 der Rasthülse 3 an, und wird dort mit einer gewissen Kraft in Anlage gehalten, woraus eine weitgehend spielfreie Führung des Rastbolzens 5 in der Rasthülse 3 resultiert.
Die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellten Querschnittsformen des Rastbolzens 5 und der Rasthülse 3 sind nur als eine mögliche Ausführung anzusehen. Selbstverständlich können hierbei auch andere Kombinationen von Querschnittsformen verwendet werden, die den Zweck, die Anlage zwischen Rastbolzen 5 und Rasthülse 3 an nur wenigen, definierten Anlagepunkten sicherzustellen, erfüllen.

Claims

Schalteinrichtung mit einer Rastbolzenbaugruppe (1) und einer Schaltkulisse (2), die zur Realisierung von Schaltstellungen in zumindest einer Richtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Rastbolzenbaugruppe (1) einen in Richtung seiner Längserstreckung in einer Rasthülse (3) beweglich gelagerten und durch eine Rastfeder (4) gegen die Schaltkulisse (2) unter axialer Vorspannung gehaltenen Rastbolzen (5) aufweist, wobei der Rastbolzen (5) und die Rasthülse (3) unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastbolzen (5) in jeder relativen Stellung der Rastbolzenbaugruppe (1) und der Schaltkulisse (2) zueinander eine durch die Kontur der Schaltkulisse (2) definierte, quer zu seiner Längserstreckung gerichtete Kraft erfährt.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastbolzen (5) im Bereich seiner hinteren Kante an der Innenseite der Rasthülse (3) anliegt und in der Nähe seiner Spitze am Rand der vorderen Öffnung der Rasthülse (3) anliegt.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastbolzen (5) im Querschnitt kreisrund und die Rasthülse (3) im Querschnitt quadratisch ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastbolzen (5) im Bereich seiner hinteren Kante an genau zwei Berührungspunkten (8, 8') an zwei unter einem rechten Winkel zueinander stehenden Innenwänden (3.1, 3.2) der Rasthülse (3) anliegt und in der Nähe seiner Spitze am Rand der vorderen Öffnung der Rasthülse (3) an genau zwei Berührungspunkten (9, 9') an den zwei anderen, unter einem rechten Winkel zueinander stehenden Innenwänden (3.3, 3.4) der Rasthülse (3) anliegt.