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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für mindestens einen elektrischen Schalter, welcher der Fahrzeugfeststellbremse zugehörig ist, die üblicherweise als Handbremse bezeichnet wird, des elektronischen Typs, die einen erhöhten Sicherheitsstandard haben. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, ein Umschalten der Schalter zu realisieren, die Kontakte des Zungen-Typs umfassen, mit Schnellauslösung.
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Es sind elektronische Feststellbremsen bekannt, die mittels der Betätigung eines oder mehrerer elektrischer/elektronischer Schalter in der Lage sind, die Bremsen des Fahrzeugs zu aktivieren/deaktivieren und so die Fahrt dieses Fahrzeugs zu gestatten/abzubremsen.
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Diese Schalter werden realisiert, indem Mikroschalter verwendet werden, mit besonderen Merkmalen hinsichtlich Schaltweg und -zeit des elektrischen Kontakts. Diese Mikroschalter werden durch mit der beweglichen Taste oder Kipptaste integrale Druckelemente bestätigt, auf die der Bediener einwirkt. Die Schaltgeschwindigkeit wird von diesem Mikroschalter vorgegeben, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der über die Druckelemente auf den Mikroschalter eingewirkt wird.
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Die Mikroschalter sind mit Kosten verbunden, die im Betrag der endgültigen Kosten der Steuervorrichtung einen beträchtlichen prozentualen Anteil haben; nichtsdestotrotz werden diese Mikroschalter nach dem Stand der Technik zur Realisierung der Steuervorrichtungen für Feststellbremsen massiv eingesetzt.
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Eine weitere technische Aufgabe betrifft die für die Vermarktung des Produkts erforderlichen Sicherheitsstandards. Insbesondere fordern einige Hersteller im Automobilbereich, dass jede Aktivierungsschaltung für die wichtigen Funktionen, wie zum Beispiel die Feststellbremse, für den einwandfreien Betrieb der zugehörigen Schaltung sowohl einen stromlos geöffneten als auch einen stromlos geschlossenen Schalter haben. Dieser Sicherheitsstandard gewährleistet, dass die zentrale Steuereinheit etwaige Fehler erkennen und so verhindern kann, dass etwaige unerwünschte elektrische Signale seitens selbiger zentralen Steuereinheit als Aktivierungsbefehle ausgelegt werden.
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Der stromlos geöffnete Schalter und der stromlos geschlossene Schalter müssen beide innerhalb einer vorher festgelegten Zeit umschalten, um der nachgeschalteten elektronischen Schaltung auf korrekte Weise die Wahrnehmung der Aktivierung/Deaktivierung des Befehls zu gestatten.
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Ferner ist die Aufgabe der Vermeidung von Fehlumschaltungen aufgrund von Erschütterungen des für das Schließen der Schaltungen realisierten Antriebsstrangs bekannt.
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In der Veröffentlichung
DE 10 2013 200 178 A1 ist eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugfeststellbremse offenbart. Die Fahrzeugfeststellbremse offenbart eine Taste, die an einer Aufnahmestruktur in der Form befestigt ist, dass sie sich um eine erste Achse drehen kann. Auch ist eine Spitze offenbart, die an ihrem einen Ende an der Taste befestigt ist und sich so gemeinsam mit dieser in der Form bewegt, dass sie entlang einer zweiten Achse dieser Taste gleitet, wobei ihr ein erstes Federelement entgegenwirkt. Ein erstes Kippelement ist offenbart, das um eine dritte Achse herum schwenkbar ist, wobei das erste Kippelement je nach Einwirkung der Spitze auf sich selbst um eine dritte Achse herum drehbar ist. Zusätzlich wird eine Matte offenbart, die aus einem Elastomermaterial realisiert ist und mindestens eine erste Blase und eine zweite Blase umfasst, wobei die erste Blase in der Lage ist, eine Reaktionskraft auszuüben, die größer als die Reaktionskraft ist, die von der zweiten Blase ausgeübt werden kann.
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Die Fahrzeugfeststellbremse umfasst auch mindestens eine elektronische Schaltung, die in einer gedruckten Schaltung realisiert ist, die einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter umfasst. Die Steuervorrichtung umfasst ein zweites Kippelement, das um eine vierte Achse herum schwenkbar ist. Das zweite Kippelement ist dergestalt über den Blasen angeordnet, dass ein erstes Ende des zweiten Kippelements in Kontakt mit der ersten Blase ist, und dass ein zweites Ende selbigen in Kontakt mit der zweiten Blase ist.
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Eine weitere technische Aufgabe, die im Stand der Technik besteht, ist die Gewährleistung der Schnellauslösung des Umschaltens der Kontakte, die Metallzungen in der Form umfassen, dass ein sicheres Umschalten in einer sehr reduzierten Übergangszeit erreicht wird, um das korrekte Schalten der Kontakte zu gewährleisten. Ferner muss das schnelle Umschalten der Kontakte unabhängig von der Geschwindigkeit der Einwirkung auf die Taste für die Aktivierung eines Befehls gewährleistet sein.
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Die vorliegende Erfindung schlägt die Lösung der obigen Aufgaben durch Realisierung einer Steuervorrichtung vor, in der ein Schnellauslösesystem vorhanden ist, das die Verwendung von beweglichen Kontakten statt Mikroschaltern gestattet und so in jedem Fall neben der Sicherheit beim Umschalten eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit gewährleistet.
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Vorzugsweise ist die vorliegende Erfindung dank eines doppelten Kippsystems in der Lage, die Korrektheit des Umschaltens mit Schnellauslösung eines stromlos geöffneten Schalters und eines stromlos geschlossenen Schalters zu gewährleisten, neben der Tatsache, dass sie hohe Sicherheitsstandards aufweist und so die Implementierungskosten reduziert.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Fahrzeugfeststellbremsen mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1.
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Die zusätzlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen beschrieben.
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Die Merkmale und die Vorteile der Steuervorrichtung treten klarer und deutlicher aus der folgenden Beschreibung einer beispielhaften und nicht ausschließlichen Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Figuren hervor. Es zeigen jeweils konkret:
- • 1 eine Explosionsansicht der Steuervorrichtung für eine Feststellbremse gemäß der vorliegenden Erfindung;
- • die 2A und 2B in verschiedenen Schnittansichten die Steuervorrichtung aus 1 in einem Ruhebetriebszustand; insbesondere zeigt 2A die Vorrichtung in einer ersten Schnittansicht gegenüber einer ersten Seite, in der eine erste Ausführungsform der ersten Kippvorrichtung und der zweiten Kippvorrichtung zu sehen ist; 2B zeigt die Vorrichtung in einer zweiten Schnittansicht gegenüber einer zweiten Seite, in der eine erste Ausführungsform der ersten Kippvorrichtung und der zweiten Kippvorrichtung zu sehen ist;
- • 3 in einer zweidimensionalen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Ruhebetriebszustand;
- • 4 in einer Schnittansicht die Steuervorrichtung aus 1 in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand;
- • 5 in einer zweidimensionalen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand;
- • 6 in einer zweidimensionalen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand;
- • 7 eine Steuervorrichtung in einer Explosionsansicht, in der eine Ausführungsform der Vorrichtungen zu sehen ist, die in der Lage sind, die Schnellauslösung der Kontakte zu realisieren;
- • die 8A, 8B und 8C in Schnittansichten die Steuervorrichtung aus 7 in verschiedenen Betriebszuständen: 8A die Vorrichtung in einem Ruhebetriebszustand, 8B die Vorrichtung in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand, 8C die Vorrichtung in einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand;
- • die 9A, 9B und 9C in einer zweidimensionalen Ansicht die Vorrichtung aus 7 in verschiedenen Betriebszuständen: 9A die Vorrichtung in einem Ruhebetriebszustand, 9B die Vorrichtung in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand, 9C die Vorrichtung in einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand.
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Mit Bezug auf die oben genannten Figuren ist die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere geeignet, für eine Fahrzeugfeststellbremse des elektronischen Typs verwendet zu werden.
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In einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine Taste 2, die an einer Aufnahmestruktur 3 in der Form befestigt ist, dass sie sich um eine erste Achse „O“ drehen kann; und eine Spitze 4. Die Spitze 4 ist an ihrem einen Ende an der Taste 2 befestigt und bewegt sich so gemeinsam mit der Taste 2 und in der Form, dass sie entlang einer zweiten Achse „X“ dieser Taste 2 gleitet. Der Gleitbewegung der Spitze 4 wirkt ein erstes Federelement 41 entgegen. In einer möglichen Ausführungsform ist das erste Federelement 41 eine zum Beispiel spiralförmige Feder, die in einem Hohlraum aufgenommen ist, der in der Taste 2 realisiert ist, wie zum Beispiel in den beigefügten Figuren veranschaulicht.
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Die Steuervorrichtung umfasst ferner ein erstes Kippelement 5, das um eine dritte Achse „P“ herum schwenkbar ist. Die dritte Achse „P“ ist zu der ersten Achse „O“ im Wesentlichen parallel. Das Kippelement 5 umfasst seinerseits einen Schnellauslösemechanismus, der im Folgenden in einer möglichen beispielhaften und nicht ausschließlichen Ausführungsform beschrieben wird.
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Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Begriff Schnellauslösemechanismus ein Mechanismus oder eine Vorrichtung verstanden, der bzw. die in der Lage ist, zwischen einem ersten Betriebszustand, zum Beispiel einem Ruhezustand, und einem zweiten Betriebszustand, zum Beispiel einem Druck- oder „push“-Zustand oder einem Zug- oder „pull“-Zustand umzuschalten, in der Form, dass das Umschalten der elektrischen Kontakte innerhalb eines Zeitintervalls erfolgt, das zwischen etwa 18÷40 ms, zum Beispiel 20 ms, beträgt, unabhängig von der Geschwindigkeit der Einwirkung zur Herbeiführung des Umschaltens.
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Das erste Kippelement 5 ist um eine dritte Achse „P“ herum schwenkbar, je nach Einwirkung der Spitze 4 auf das erste Kippelement 5 während der Drehung der Taste 2, zum Beispiel je nach Drehwinkel und Drehrichtung der Taste 2.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das erste Kippelement 5 an einem Teil der Aufnahmestruktur 3 drehgelagert.
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Die Steuervorrichtung umfasst ferner eine Matte 6, die aus einem Elastomermaterial wie zum Beispiel Silikon realisiert ist. Die Matte 6 umfasst ihrerseits mindestens eine erste Blase 61 und eine zweite Blase 62.
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In der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste Blase 61 in der Lage, eine Reaktionskraft auszuüben, die größer als die Reaktionskraft ist, die von der zweiten Blase 62 ausgeübt werden kann.
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Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Reaktionskraft die Kraft verstanden, welche die Blase aus Elastomermaterial ausüben kann, um ihren Ruhezustand aufrechtzuerhalten, das heißt ausgedehnt und nicht zusammengefallen. Je größer die Reaktionskraft, desto mehr Energie wird benötigt, um die Blase zusammenzudrücken und sie zusammenfallen zu lassen.
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Ferner umfasst die Steuervorrichtung mindestens eine elektronische Schaltung 7, die zum Beispiel in einer gedruckten Schaltung realisiert ist, die einen ersten Schalter 71 mit beweglichen, stromlos geöffneten Kontakten und einen zweiten Schalter 72 mit beweglichen, stromlos geschlossenen Kontakten umfasst.
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Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Schalter mit beweglichen, stromlos geöffneten Kontakten ein Solid-State-Schalter verstanden, der nicht in einem Mikroschalter integriert ist und in seinem Ruhebetriebszustand stromlos geöffnet ist.
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Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Schalter mit beweglichen, stromlos geschlossenen Kontakten ein Solid-State-Schalter verstanden, der nicht in einem Mikroschalter integriert ist und in seinem Ruhebetriebszustand stromlos geschlossen ist.
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In einer möglichen Ausführungsform der Steuervorrichtung umfasst jeder Schalter (71, 72) eine Metallzunge 73. In der bevorzugten Ausführungsform ist jeder Schalter mittels einer Metallzunge 73 realisiert, wie in den beigefügten Figuren veranschaulicht. Die einzelne Zunge 73 ist zwischen der entsprechenden Blase (61, 62) und der elektronischen Schaltung 7 angeordnet, um den jeweiligen Schalter (71, 72) zu realisieren, indem sie sich zwischen die zwei Elemente legt.
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Die Bewegung der Metallzunge 73 gestattet dem entsprechenden Schalter, sich zu schließen oder zu öffnen.
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Die Steuervorrichtung umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung ein zweites Kippelement 9, das um eine vierte Achse „Q“ herum schwenkbar ist.
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Das zweite Kippelement 9 ist ein gegenüber dem ersten Kippelement 5 eigenständiges Element.
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Das erste Kippelement 5 ist in der Lage, auf das zweite Kippelement 9 einzuwirken. Das erste Kippelement 5 bei seiner Drehung, und insbesondere wenn es von einem ersten Betriebszustand, der einem Ruhebetriebszustand der Steuervorrichtung entspricht, in einen zweiten Betriebszustand, der einem Druck- oder „push“-Betriebszustand der Steuervorrichtung entspricht, oder in einen Zug- oder „pull“-Betriebszustand der Steuervorrichtung entspricht, umschaltet, wirkt das erste Kippelement 5 auf das zweite Kippelement 9 ein und versetzt es so in Drehung.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das zweite Kippelement 9 an einem Teil der Matte 6 drehgelagert.
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Das zweite Kippelement 9 befindet sich über den Blasen (61, 62) und insbesondere der ersten Blase 61 und der zweiten Blase 62. Die Anordnung des zweiten Kippelements 9 ist dergestalt, dass ein erstes Ende 91 des zweiten Kippelements 9 in Kontakt mit der ersten Blase 61 ist und dass ein zweites Ende 92 selbigen zweiten Kippelements 9 in Kontakt mit der zweiten Blase 62 ist.
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Das zweite Kippelement 9 ist vorzugsweise in der Form realisiert, dass die Enden (91, 92) selbigen Kippelements 9 in jedem beliebigen Betriebszustand der Steuervorrichtung immer in Kontakt mit der ersten Blase 61 bzw. mit der zweiten Blase 62 sind.
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In einem ersten Betriebszustand, zum Beispiel in einem Ruhebetriebszustand, der Steuervorrichtung ist das zweite Kippelement in der Form ausgebildet, dass es die zweite Blase 62 zusammendrückt, die ihrerseits die Metallzunge 73 auf der elektrischen Schaltung 7 zusammendrückt und so den zweiten stromlos geschlossenen Schalter 72 realisiert.
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In der bevorzugten beispielhaften und nicht ausschließlichen Ausführungsform ist die vierte Achse „Q“ gegenüber dem zweiten Kippelement 9 und insbesondere gegenüber der Längsausdehnung des zweiten Kippelements 9 derart angeordnet, dass die Druckeinwirkung der ersten Blase 61 auf das erste Ende 91 dergestalt ist, dass das zweite Ende 92 des zweiten Kippelements 9 die zweite Blase 62 zusammendrückt und so den zweiten stromlos geschlossenen Schalter 72 realisiert.
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In einer möglichen beispielhaften und nicht ausschließlichen Ausführungsform hat das zweite Kippelement 9 die Form eines Stabs, vorzugsweise eines starren Stabs, der nicht biegsam ist und besonders vorzugsweise einstückig realisiert ist.
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Die Lage oder Positionierung der Achse „Q“ ist dergestalt, dass sie einen vorteilhaften Hebel realisiert. Insbesondere ist der so realisierte Hebel in der Lage, die von der ersten Blase 61 erzeugte Druckkraft zu verstärken. Weiter insbesondere ist der Hebel in der Form realisiert, dass der Abstand zwischen dem ersten Ende 91 und dieser Achse „Q“ größer ist als der Abstand zwischen dem zweiten Ende 92 und dieser Achse „Q“. Daher sind die so erzeugten zwei Arme des Hebels voneinander verschieden, da sie zumindest in ihrer Längsausdehnung nicht zueinander gleich sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Blasen oder Kuppeln in der Form realisiert, dass sie eine Kraft-Weg-Kennlinie des im Wesentlichen linearen Typs haben. Insbesondere fehlt in den Blasen oder Kuppeln der Einrast- oder Schnappeffekt, und der Kraft-Weg-Verlauf ist im Wesentlichen eine Gerade.
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Vorzugsweise haben die erste Blase 61 und die zweite Blase 62 nur die Funktionalität des Drucks auf die jeweiligen Metallzungen 73.
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Die so realisierte Steuervorrichtung ist dergestalt, dass mittels eines Mechanismus des einfachen, nicht integrierten Typs ein stromlos geöffneter Schalter 71 und ein stromlos geschlossener Schalter 72 erhalten werden, von denen jeder eine Metallzunge 73 umfasst, die elektrisch leitfähig ist.
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Insbesondere trägt die Ausgestaltung der Matte 6, insbesondere der ersten Blase 61 und der zweiten Blase 62, dazu bei, einen stromlos geöffneten Schalterzustand zu erhalten.
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Das zweite Kippelement 9, insbesondere die Anordnung der vierten Achse „Q“ gegenüber dem ersten Ende 91 und dem zweiten Ende 92 des zweiten Kippelements 9, trägt dazu bei, einen stromlos geöffneten Schalterzustand und einen stromlos geschlossenen Schalterzustand zu erhalten, ohne dass weitere Elemente oder Vorrichtungen beteiligt sind, die in der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
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Daher gestatten die Ausgestaltung der ersten Blase 61 und der zweiten Blase 62 zusätzlich zu der Anordnung der vierten Achse „Q“ gegenüber dem ersten Ende 91 und dem zweiten Ende 92 des zweiten Kippelements 9, dass ein stromlos geöffneter Schalterzustand, insbesondere des ersten Schalters 71, und ein stromlos geschlossener Schalterzustand, insbesondere des zweiten Schalters 72, erhalten werden, ohne dass weitere Elemente oder Vorrichtungen beteiligt sind.
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Diese Ausgestaltung der Matte 6 und des zweiten Kippelements 9 ist dergestalt, dass sie unabhängig von der Technologie funktioniert, mit der das erste Kippelement 5 implementiert wird, insbesondere von der Technologie, die eingesetzt wird, um das schnelle Auslösen selbigen ersten Kippelements 5 zu erhalten.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Mechanismus zum Erhalten einer Schnellauslösung beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuervorrichtung eine Taste 2, die an einer Aufnahmestruktur 3 in der Form befestigt ist, dass sie sich um eine erste Achse „O“ drehen kann; und eine Spitze 4. Die Spitze 4 ist an ihrem einen Ende an der Taste 2 befestigt und bewegt sich so gemeinsam mit der Taste 2 und in der Form, dass sie entlang einer zweiten Achse „X“ dieser Taste 2 gleitet. Der Gleitbewegung der Spitze 4 wirkt ein erstes Federelement 41 entgegen. In einer möglichen Ausführungsform ist das erste Federelement eine zum Beispiel spiralförmige Feder, die in der Taste 2 aufgenommen ist.
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Das erste Kippelement 5 ist um eine dritte Achse „P“ herum schwenkbar, die zu der ersten Achse „O“ parallel ist. Das erste Kippelement 5 ist infolge der Einwirkung der Spitze 4 um eine dritte Achse „P“ herum drehbar.
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Die Steuervorrichtung umfasst ein erstes Kippelement 5, das seinerseits umfasst: eine aufgeweitete Struktur 51, die geneigte Ebenen 511 umfasst, auf denen die Spitze 4 während der Drehung der Taste 2 gleiten kann; Kontaktteile 52, die sich an den Seiten der aufgeweiteten Struktur 51 befinden. Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Begriff Kontaktteile 52, die sich an den Seiten der aufgeweiteten Struktur 51 befinden, gegenüber einer Längsachse verstanden, die zu der dritten Achse „P“ senkrecht ist.
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Die Kontaktteile 52 sind in der Lage, auf das zweite Kippelement 9 und/oder auf mindestens eine in der Matte 6 umfasste Blase einzuwirken.
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Das erste Kippelement 5 umfasst ferner ein Gleitelement 53. Das Gleitelement 53 umfasst seinerseits eine erste Struktur 531, die V-förmig ausgebildet ist und sich in der Nähe der aufgeweiteten Struktur 51 befindet. Die erste Struktur 531 ist in der Lage, während des Gleitens der Spitze 4 von der Spitze 4 in einem vorab festgelegten Drehwinkel „α“ der Taste 2 abgefangen zu werden.
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Das Gleitelement 53 umfasst ferner einen Anschlagteil 532, der in der Lage ist, in einer Ausnehmung 31 in Anschlag zu kommen. Die Ausnehmung 31 ist in der Aufnahmestruktur 3 ausgebildet, wie in den beigefügten Figuren deutlich zu sehen ist.
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Das Gleitelement 53 ist an der aufgeweiteten Struktur 51 befestigt und bewegt sich so gemeinsam mit ihr. Die Bewegung des Gleitelements 53 ist dergestalt, dass es entlang einer Achse, zum Beispiel einer fünften Achse „R“, des ersten Kippelements 5 gleitet. Der Bewegung des Gleitelements 53 entlang der fünften Achse „R“ wirkt ein zweites Federelement 533 entgegen, zum Beispiel eine Spiralfeder.
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Die Einwirkung des zweiten Federelements 533 ist dergestalt, dass es den Anschlagteil 532 in der Ausnehmung 31 hält, um die Drehung des ersten Kippelements 5 zu verhindern.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das erste Kippelement 5 an einem Teil der Aufnahmestruktur 3 drehgelagert.
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Die Steuervorrichtung umfasst ferner eine Matte 6, die mindestens eine Blase, zum Beispiel eine dritte Blase 63, umfasst, oder eine erste Blase 61 und/oder eine zweite Blase 62.
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Ferner umfasst die Steuervorrichtung mindestens eine elektronische Schaltung 7, die zum Beispiel auf einer gedruckten Schaltung realisiert ist, die einen Schalter, zum Beispiel einen ersten Schalter 71 mit beweglichen Kontakten, oder einen ersten Schalter 71 und einen zweiten Schalter 72 umfasst.
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Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff Schalter mit beweglichen, stromlos geöffneten Kontakten ein Solid-State-Schalter verstanden, der stromlos geöffnet ist.
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In einer möglichen Ausführungsform der Steuervorrichtung umfasst jeder Schalter eine Metallzunge 73. Die einzelne Zunge 73 ist zwischen der entsprechenden Blase (61, 62) und der elektronischen Schaltung 7 angeordnet.
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In einem Ruhebetriebszustand der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die zweite Achse „X“ und die fünfte Achse „R“ im Wesentlichen parallel. Die von dem ersten Federelement 41 und dem zweiten Federelement 533 ausgeübten Gegenwirkungen sind zueinander gegenläufig.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das erste Kippelement 5 in einem Ruhezustand gehalten, in dem es dank des Eingriffs des Anschlagteils 532 des beweglichen Elements 53 mit der Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 nicht schwenkbar ist. Das zweite Federelement 533 bewirkt, dass der Anschlagteil 532 mit der Ausnehmung 31 in Eingriff bleibt, insbesondere indem er in das Innere eintritt. Wenn die Steuervorrichtung in einem Ruhebetriebszustand ist, ist der Anschlagteil 532 mit der Ausnehmung 31 in Eingriff. Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bleibt so lange in dem Ruhebetriebszustand, wie der Anschlagteil 532 mit der Ausnehmung 31 in Eingriff bleibt.
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Die V-förmig ausgebildete erste Struktur 531 realisiert geneigte Ebenen, die sich in der Nähe der geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 befinden, auf denen die Spitze 4 aufgrund der Drehung der Taste 2 gleiten kann.
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In der vorliegenden beispielhaften und nicht ausschließlichen Ausführungsform der Steuervorrichtung gestattet die Drehung der Taste 2 der Spitze 4, entlang der aufgeweiteten Struktur 51 zu gleiten. Die entlang der aufgeweiteten Struktur 51 gleitende Spitze 4 drückt das erste Federelement 41 zusammen. Das Zusammendrücken des ersten Federelements 41 entspricht einer Speicherung von Federenergie.
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Die Bewegung der Spitze 4, insbesondere ihre Gleitbewegung, ist dergestalt, dass sie die erste Struktur 531 abfängt. Das Abfangen der ersten Struktur 531 seitens der Spitze 4 während der Bewegung der Taste 2 erfolgt bei einem vorab festgelegten Drehwinkel „α“. Dieser Effekt kann auf verschiedene Weisen realisiert werden.
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Indem sie die erste Struktur 531 abfängt, bewirkt die Spitze 4, dass das zweite Federelement 533 zusammengedrückt wird. Der von der Spitze 4 auf die erste Struktur 531 ausgeübte Druck ist dergestalt, dass das Gleitelement 53 gleitet, indem es entlang der fünften Achse „R“ gleitet und folglich das zweite Federelement 533 zusammendrückt.
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Die Bewegung des Gleitelements 53 infolge der Einwirkung der Spitze 4 auf die erste Struktur 531 wird durch den Druck der Spitze 4 bewirkt. Der Druck der Spitze 4 bewegt das Gleitelement 53, das entlang der fünften Achse „R“ gleitet. Die Bewegung des Gleitelements 53 entlang der fünften Achse „R“ aufgrund der Einwirkung der Spitze 4 ist dergestalt, dass der Anschlagteil 532 aus der Ausnehmung 31 freigegeben wird. Die Freigabe des Anschlagteils 532 aus der Ausnehmung 31 gestattet das Schwenken des ersten Kippelements 5. Die Wechselwirkung zwischen Anschlagteil 532 und Ausnehmung 31 verhinderte nämlich das Schwenken des ersten Kippelements 5. Da sich das erste Kippelement 5 nun frei um die dritte Achse „P“ drehen kann, ist es in der Lage, einen anderen Betriebszustandeinzunehmen. Durch Einnahme des neuen Betriebszustands wirkt es auf das zweite Kippelement 9 und/oder auf mindestens eine Blase (61, 63) ein. In der Ausführungsform in den 1-7 wirkt das erste Kippelement 5 auf das zweite Kippelement 9 mittels des Kontaktteils 52 ein. Der Kontaktteil 52 wirkt auf das zweite Kippelement 9 in der Nähe des ersten Endes 91 selbigen zweiten Kippelements 9 ein.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das erste Kippelement 5, sobald es sich frei drehen kann, von der von dem ersten Federelement 41 mittels der Spitze 4 freigesetzten Kraft in seiner Drehung beschleunigt.
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Die Freisetzung der von dem ersten Federelement 41 gespeicherten Kraft ist dergestalt, dass ein schnelles Auslösen des ersten Kippelements 5 gewährleistet wird, das sich um die dritte Achse „P“ dreht und so in einer sehr kurzen Zeit einen neuen Betriebszustand erreicht. Die Drehgeschwindigkeit des ersten Kippelements 5 ist unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Taste 2.
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Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung sei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff Schnellauslösevorrichtung oder -mechanismus eine Vorrichtung verstanden wird, die in der Lage ist, zwischen einem Ruhebetriebszustand und einem Druck- oder „push“-Zustand oder einem Zug- oder „pull“-Zustand umzuschalten, mit dem daraus folgenden Umschalten der elektrischen Kontakte innerhalb von Zeiten von weniger als 20 ms, mit einer reduzierten Unsicherheit hinsichtlich des Anfangszeitpunkts des Umschaltens, unabhängig von der Geschwindigkeit der Einwirkung zur Herbeiführung des Umschaltens.
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In der bevorzugten, deswegen jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform des ersten Kippelements 5 bilden das Gleitelement 53, die erste Struktur 531 und der Anschlagteil 532 ein monolithisches Element. Die erste Struktur 531 und der Anschlagteil 532 sind durch ein Verbindungselement 534 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 534 ist in der Lage, in einer komplementären Führung 54 zu gleiten.
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Die Führung 54 ist in dem ersten Kippelement 5 realisiert und insbesondere in einem Vorsprung der aufgeweiteten Struktur 51. Vorzugsweise erstreckt sich die Führung 54 entlang der fünften Achse „R“.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Struktur 531 des Gleitelements 53 neben der aufgeweiteten Struktur 51 angeordnet. Diese räumliche Anordnung gestattet, je nach dem Drehwinkel der Taste 2 mit einer einzigen Spitze 4 sowohl auf die geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 als auch auf die erste Struktur 531 des Gleitelements 53 einzuwirken.
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Weiter eingehend auf die Ausführungsdetails haben die geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 Neigungen, die von den Neigungen der Wände der ersten V-förmigen Struktur 531 verschieden sind. Die vorliegende Lösung gestattet, eine Betätigung des ersten Kippelements 5 nur beim Erreichen eines vorab festgelegten Drehwinkels „α“ zu gewährleisten.
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In einer möglichen Ausführungsform sind die geneigten Ebenen 511 und die Wände der ersten V-förmigen Struktur 531 dergestalt, dass sie bewirken, dass die Spitze 4 die erste Struktur 531 beim Erreichen eines Drehwinkels „α“ abfängt, der zwischen 5° und 15° beträgt, vorzugsweise gleich 8° ist. Zum Beispiel beginnt die Spitze 4 beim Erreichen einer Drehung der Taste 2 um 8°, auf die erste Struktur 531 des Gleitelements 53 einzuwirken. Der von der Spitze 4 auf die erste Struktur 531 ausgeübte Druck ist dergestalt, dass sie verschoben wird und folglich das Gleitelement 53 verschoben wird, indem es entlang der fünften Achse „R“ gleitet. Beim Gleiten entlang der fünften Achse „R“ drückt das Gleitelement 53 das zweite Federelement 533 zusammen. Die Verschiebung der ersten Struktur 531 ist dergestalt, dass der Anschlagteil 532 aus der Ausnehmung 31 freigegeben wird. Die Freigabe des Anschlagteils 532 aus der Ausnehmung 31 gestattet das Schwenken des ersten Kippelements 5, wie oben ausgeführt.
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In einer bevorzugten, deswegen jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform des ersten Kippelements 5 ist das zweite Federelement 533 in der Lage, auf ein erstes Ende des Gleitelements 53 einzuwirken, und der Anschlagteil 532 befindet sich an einem zweiten Ende des Gleitelements 53. In dieser Ausführungsform sind das erste Ende und das zweite Ende des Gleitelements 53 entlang der fünften Achse „R“ ausgerichtet.
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Um auf das zweite Kippelement 9 zurückzukommen, ist das zweite Kippelement 9 in der beispielhaften, nicht ausschließlichen Ausführungsform ein monolithisches Element.
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Das zweite Kippelement 9 ist schwenkbar gelagert, um um die vierte Achse „Q“ herum zu schwenken und so einen ersten Schenkel „L1“ und einen zweiten Schenkel „L2“ zu definieren.
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Der erste Schenkel „L1“ ist derjenige Schenkel des zweiten Kippelements 9, welcher der ersten Blase 61 zugehörig ist; während der zweite Schenkel „L2“ derjenige Schenkel ist, welcher der zweiten Blase 62 zugehörig ist. Daher erstreckt sich der erste Schenkel „L1“ im Wesentlichen von der vierten Achse „Q“ bis zu dem ersten Ende 91 des zweiten Kippelements 9; während sich der zweite Schenkel „L2“ im Wesentlichen von der vierten Achse „Q“ bis zu dem zweiten Ende 92 des zweiten Kippelements 9 erstreckt, wie in den beigefügten Figuren zu sehen ist.
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Die Länge des ersten Schenkels „L1“ ist größer als die des zweiten Schenkels „L2“.
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Die Länge des ersten Schenkels „L1“ und des zweiten Schenkels „L2“ hängt von der Reaktionskraft ab, die von jeder Blase (61, 62) ausgeübt wird.
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In einer möglichen Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden Metallzungen 73 verwendet, die in der Lage sind, eine Reaktions- oder Druckkraft zu erzeugen. Die Reaktions- oder Druckkraft wird durch eine vorab festgelegte Ausgestaltung dieser Zunge erzeugt, die in der Lage ist, sich infolge ihrer Beaufschlagung mit einer Kraft zu verformen und so Federenergie zu speichern. In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Metallzunge 73 mindestens einen gebogenen Teil 731, der in der Lage ist, sich zu verbiegen, wenn er einer Kraft ausgesetzt ist. Selbige Zunge 73 umfasst mindestens einen Abstützteil 732, der in der Lage ist, sich auf der Struktur der elektrischen Schaltung 7 abzustützen, um die Metallzunge 73 zu stabilisieren und so in einer vorab festgelegten Position des gebogenen Teils 731 zu halten.
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Bei der Berechnung der Länge des ersten Schenkels „L1“ und des zweiten Schenkels „L2“ sind vorzugsweise auch die Reaktionskraft, die von den Metallzungen 73 ausgeübt wird, und deren tatsächliche Einwirkung zu berücksichtigen, um einen stromlos geöffneten Schalter und einen stromlos geschlossenen Schalter zu erhalten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem ersten Betriebszustand der Steuervorrichtung, zum Beispiel im Ruhebetriebszustand, keine Wechselwirkung zwischen dem ersten Kippelement 5 und dem zweiten Kippelement 9 vorhanden.
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Diese Ausgestaltung ist dergestalt, dass verhindert wird, dass das zweite Kippelement 9 bereits Fehldrehungen beginnen kann, die das Umschalten der Schalter bewirken. Dieser technische Effekt wird ferner durch die Tatsache sichergestellt, dass das zweite Kippelement 9 ein Element ist, das von dem ersten Kippelement 5 unabhängig ist.
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Zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung ist unter dem Begriff Fehldrehung eine Drehung zu verstehen, die von einem Ereignis verursacht wird, das nicht auf eine willentliche Einwirkung des ersten Kippelements 5 auf das zweite Kippelement 9 zurückzuführen ist, neben Drehungen, die begonnen werden, bevor das Umschalten der Schalter tatsächlich beginnen soll, und insbesondere durch Drehungen der Taste 2, die kleiner als ein vorab festgelegter Winkel „α“ sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bewirkt in mindestens einem aus dem Druck- oder „push“-Betriebszustand und dem Zug- oder „pull“-Betriebszustand die Drehung des zweiten Kippelements 9 um die vierte Achse „Q“, dass die Kraft, die auf die zweite Blase 62 einwirkt, abnimmt. Die Abnahme der Kraft, die auf die zweite Blase 62 einwirkt, gestattet der zweiten Blase 62, sich auszudehnen. Die Ausdehnung der zweiten Blase gestattet der jeweiligen Metallzunge 73, sich anheben zu können und so den jeweiligen zweiten Schalter 72 zu öffnen. Die Drehung des zweiten Kippelements 9 gestattet ferner das Zusammendrücken der ersten Blase 61, die ihrerseits die jeweilige Metallzunge 73 zusammendrückt und so den jeweiligen ersten Schalter 71 schließt.
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In einer bevorzugten, deswegen jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform umfasst die Matte mindestens eine dritte Blase 63. Die mindestens eine dritte Blase 63 befindet sich unter dem ersten Kippelement 5, insbesondere unter mindestens einem Kontaktteil 52.
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Die dritte Blase 63, und insbesondere ihr oberer Teil oder Kopf, hat Merkmale einer erhöhten Härte. Der obere Teil oder Kopf der dritten Blase 63 ist mit einer vorab festgelegten Dicke realisiert, die zum Beispiel größer als die der ersten Blase 61 und der zweiten Blase 62 ist. Die dritte Blase 63 ist unter anderem in der Lage, den Endanschlag des ersten Kippelements 5 zu definieren. Ferner übt die dritte Blase 63 eine Sicherheitsfunktion aus; sie verhindert nämlich, dass die von der Spitze 4 auf das erste Kippelement 5 angewendete Kraft vollständig auf den Blasen lastet, die sich unter dem zweiten Kippelement 9 befinden. Die dritte Blase 63 hat eine Dämpfungsfunktion, um die auf die Blasen infolge der Vollendung des Umschaltens angewendete Kraft zu dämpfen. Ferner übt die dritte Blase 63 eine Funktion der Dämpfung der Geräusche aus, die während des Umschaltens des ersten Kippelements 5 erzeugt würden.
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Eine weitere Funktion der dritten Blase 63 ist, das Vorhandensein eines Zwischenraums zwischen dem Kontaktteil 52des ersten Kippelements 5 und dem des zweiten Kippelements 9 im Ruhebetriebszustand der Steuervorrichtung zu gewährleisten.
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1 zeigt eine Explosionsansicht der Steuervorrichtung für eine Feststellbremse gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Figur sind die Taste 2, die Spitze 4 und das erste Federelement 41 zu sehen. Aus 1 ist eine mögliche beispielhafte und nicht ausschließliche Ausführungsform des ersten Kippelements 5 ersichtlich. In der in 1 veranschaulichten Ausführungsform sind zu sehen: die aufgeweitete Struktur 51 mit geneigten Ebenen 511; zwei Kontaktteile 52, die sich an den Seiten der aufgeweiteten Struktur 51 befinden. Aus der Figur sind das Gleitelement 53 und das zweite Federelement 533 ersichtlich, das sich in einer unteren Position befindet. Das Gleitelement 53 hat eine erste V-förmige ausgebildete Struktur 531 und einen Anschlagteil 532, der die Form eines Zahns oder eines rechteckigen Höckers hat. Der Anschlagteil 532 ist mit der ersten Struktur 531 mittels eines Verbindungselements 534 verbunden. Aus der Figur ist dies zwar nicht ersichtlich, jedoch umfasst die Aufnahme 3 eine Ausnehmung 31 für die Aufnahme des Anschlagteils 532. In der bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung, die in 1 veranschaulicht ist, deswegen jedoch nicht ausschließlich ist, sind zwei zweite Kippelemente 9 vorhanden, die sich gegenüber dem ersten Kippelement 5 seitlich befinden, in der Form, dass jeder der Kontaktteile 52 auf das jeweilige zweite Kippelement 9 einwirken kann. In der bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung, die in 1 veranschaulicht ist, ist die Matte 6 in der Form ausgebildet, dass sie zwei erste Blasen 61, zwei zweite Blasen 62 und zwei dritte Blasen 63 umfasst. Die Blasen (61, 62, 63) und die zweiten Kippelemente 9 sind in der Form angeordnet, dass die vierte Achse „Q“ sowohl zu der ersten Achse „O“ als auch zu der zweiten Achse „X“ senkrecht ist, wenn die Vorrichtung in einem
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Ruhebetriebszustand ist. Die vorliegende Anordnung des ersten Kippelements 5, des zweiten Kippelements 9 und der Blasen (61, 62, 63) gestattet, eine kompakte Lösung zu erreichen und so den Platzbedarf der Steuervorrichtung zu reduzieren. Aus 1 lässt sich eine mögliche Ausführungsform der Metallzungen 73 feststellen, die sich unter den ersten Blasen 61 und den zweiten Blasen 62 zwischen der Matte 6 und der elektrischen Schaltung 7 angeordnet befinden, um den ersten Schalter 71 und den zweiten Schalter 72 zu realisieren. Aus den Figuren ist ersichtlich, wie die Metallzungen 73, die dem ersten Schalter 71 und dem zweiten Schalter 72 zugehörig sind und sich unter einem gemeinsamen zweiten Kippelement 9 befinden, einstückig realisiert sind, um die Montage der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Insbesondere ist der Abstützteil 732 einstückig, von dem aus zwei gebogene Teile 731 abgehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Schaltung 7 als eine gedruckte Schaltung realisiert, die an einem Verbindungsteil, der in dem unteren Teil der Aufnahme 3 umfasst ist, entsprechend befestigt und elektrisch mit ihm verbunden ist.
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Die 2A zeigen in einer ersten Schnittansicht die Steuervorrichtung aus 1 in einem Ruhebetriebszustand. Aus der Schnittansicht ist das erste Kippelement 5 ersichtlich, und insbesondere das Gleitelement 53, das in der Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 mittels des Anschlagteils 532 in Eingriff ist. Auch wenn dies nicht ersichtlich ist, so ist die Druckeinwirkung des zweiten Federelements 533 intuitiv erkennbar, das, indem es auf das Gleitelement 53 einwirkt, es in der Ausnehmung 31 in Eingriff hält und folglich die Bewegung des ersten Kippelements 5 verhindert, auf dem das Gleitelement 53 verkeilt ist. Aus 2A ist ferner der Unterschied in der Neigung zwischen den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 und den geneigten Ebenen der ersten V-förmig ausgebildeten Struktur 531 ersichtlich. Aus selbiger 2A ist ferner die räumliche Anordnung der zwei zweiten Kippelemente 9 und der ersten Blasen 61, der zweiten Blasen 62 und der dritten Blasen 63 ersichtlich.
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2B zeigt in einer zweiten Schnittansicht die Steuervorrichtung aus 1 in einem Ruhebetriebszustand. Aus der Schnittansicht ist die relative Anordnung zwischen der Spitze 4, der Aufnahme 31 und dem Gleitelement 53 ersichtlich, das in der Ausnehmung 31 mittels des Anschlagteils 532 in Eingriff ist. Insbesondere ist ersichtlich, wie der Anschlagteil 532 in die Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 eingetreten ist. Auch wenn dies nicht ersichtlich ist, so ist die Druckeinwirkung des zweiten Federelements 533 intuitiv erkennbar, das, indem es auf das Gleitelement 53 einwirkt, den Anschlagteil 532 in der Ausnehmung 31 hält. Aus 2B ist ferner der Unterschied in der Neigung zwischen den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 und den geneigten Ebenen der ersten V-förmig ausgebildeten Struktur ersichtlich. Aus 2B ist ferner die Anordnung der dritten Blasen 63 gegenüber den Kontaktteilen 52 ersichtlich; die Positionierung der Spitze 4 im untersten, von der aufgeweiteten Struktur 51 definierten Punkt, wobei diese letzte ferner eine Funktion der Schwingungsdämpfung der Spitze 4 erfüllt.
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3 zeigt in einer zweidimensionalen Ansicht die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Ruhebetriebszustand. In der vorliegenden Figur ist eine gegenüber der Darstellung in den vorhergehenden Figuren andere räumliche Anordnung der zweiten Kippelemente 9 und der Blasen (61, 62) 3 und der zugehörigen Schalter (71, 72) veranschaulicht. Mittels dieser Darstellung lässt sich die Wirkungsweise der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mittels einer zweidimensionalen Darstellung verstehen, wobei in jedem Fall sicher ist, dass die veranschaulichte Lösung das gleiche Funktionsprinzip darstellt und durch sie die gleichen Ergebnisse wie durch die in den vorhergehenden Figuren veranschaulichte Lösung erreicht werden kann. Daher ist die in 3 veranschaulichte technische Lösung der in den 1-2B veranschaulichten Lösung gleich. Aus 3 ist eine mögliche Ausführungslösung für die Realisierung der Kopplung zwischen dem Anschlagteil 532 und der Ausnehmung 31 ersichtlich. Aus der Figur ist eine mögliche strukturelle Realisierung ersichtlich, um einen Unterschied in der Neigung zwischen den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 und den geneigten Ebenen der ersten V-förmig ausgebildeten Struktur 531 in der Form zu bewirken, dass die Betätigung des ersten Kippelements 5 nur beim Erreichen eines vorab festgelegten Winkels „α“ der Taste 2 erfolgt. Aus 3 ist ferner ersichtlich, wie das erste Kippelement 5 mit dem zweiten Kippelement 9 nicht in Kontakt ist. Ferner befinden sich die Kontaktteile 52 des ersten Kippelements 5 über den dritten Blasen 63. Der Abstand zwischen dem Kontaktteil 52 und dem zugehörigen zweiten Kippelement 9 ist proportional zu den strukturellen und elastischen Merkmalen der verschiedenen Blasen der Matte 6, und insbesondere hängt der Abstand von den Merkmalen ab, mit denen die dritten Blasen 63 realisiert sind. Aus 3 lässt sich eine mögliche Ausführungsform des zweiten Kippelements 9 feststellen. Aus selbiger Figur ist deutlich ersichtlich, wie die zweiten Kippelemente 9 die zweiten Blasen 62 zusammengedrückt halten und so die zugehörigen Metallzungen 73 zusammendrücken können, wodurch sie zweite stromlos geschlossene Schalter 72 realisieren. Aus selbigem Bild ist ersichtlich, wie im gleichen Betriebszustand die ersten Blasen 61 ausgedehnt sind und so die jeweiligen Metallzungen 73 nicht zusammendrücken, wodurch sie erste stromlos geöffnete Schalter 71 realisieren. In der Figur sind deutlich die unterschiedlichen Längen der ersten Schenkel „L1“ der zweiten Schenkel „L2“ zu sehen. Wie ersichtlich, sind die Enden (91, 92) des zweiten Kippelements 9 mit den jeweiligen Blasen (61, 62) in Kontakt.
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4, die eine Schnittansicht der Steuervorrichtung zeigt, gestattet, die relative Position der Elemente der Steuervorrichtung festzustellen, wenn selbige einen Druck- oder „push“-Betriebszustand einnimmt. Aus der vorliegenden Figur lässt sich, auch wenn dies nicht deutlich zu sehen ist, feststellen, wie das Gleitelement 53 in der Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 in Eingriff ist und so dem ersten Kippelement 5 gestattet, sich unter der Einwirkung des Drucks, der von dem ersten Federelement 41 erzeugt wird, wobei die Kraft mittels der Spitze 4 auf das erste Kippelement 5 übertragen wird, um die dritte Achse „P“ zu drehen. Bei der Drehung wirkt das erste Kippelement 5 nur auf eines der zwei zweiten Kippelemente 9 ein und gestattet so dem Kippelement 9, auf welches das erste Kippelement 5 einwirkt, den ersten Schalter 71 umzuschalten und ihn so zu schließen und den zweiten Schalter 72 umzuschalten und ihn so zu öffnen. Das andere zweite Kippelement 9 wird vom ersten Kippelement 5 bei seiner Drehung nicht betätigt, wodurch die jeweiligen Schalter (71, 72) im normalen Betriebszustand gehalten werden, insbesondere stromlos geöffnet bzw. stromlos geschlossen werden. Die dritte Blase 63, die sich in der Nähe des betätigten zweiten Kippelements 9 befindet, wird zusammengedrückt, wodurch die oben genannten technischen Effekte bewirkt werden, wie zum Beispiel das Gewährleisten einer Reduzierung der Geräusche und/oder der Einwirkung übermäßiger Kräfte auf die erste Blase 61.
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5, welche die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer zweidimensionalen Ansicht veranschaulicht, gestattet, dass die Anordnung der in der Steuervorrichtung umfassten Elemente in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand umfasst ist. Aus 5 lässt sich verstehen, wie das Gleitelement 53, das sich infolge der Einwirkung der Spitze 4 auf dieses nach unten bewegt hat, gestattet hat, dass der Anschlagteil 532 sich aus der Ausnehmung 31 löst. Das Lösen des Anschlagteils 532 aus der Ausnehmung 31 gestattet dem ersten Kippelement 5, sich unter dem mittels der Spitze 4 aufgegebenen Druck um die dritte Achse „P“ zu drehen. Die Drehung des ersten Kippelements 5 drückt die dritte Blase 63 zusammen und bewirkt darüber hinaus, dass der Kontaktteil 52 auf das zweite Kippelement 9 einwirkt. Die Einwirkung des ersten Kippelements 5 mittels der Kontaktteile 52 auf das zweite Kippelement 9 ist vom Schnellauslösetyp. Ferner bewirkt die Einwirkung des Kontaktteils 52 auf das zweite Kippelement 9, dass das zweite Kippelement 9 sich seinerseits um die vierte Achse „Q“ dreht. Die Drehung des zweiten Kippelements 9 gestattet das Zusammendrücken der ersten Blase 61 und bewirkt, dass auch die entsprechende Metallzunge 73 zusammengedrückt wird und so den ersten Schalter 71 schließt. Die Drehung des zweiten Kippelements 9 bewirkt, dass die Kraft, die auf die zweite Blase 62 einwirkt, abnimmt. Die Abnahme der Kraft, die auf die zweite Blase 62 einwirkt, gestattet der zweiten Blase 62, sich auszudehnen. Die Ausdehnung der zweiten Blase gestattet der jeweiligen Metallzunge 73, sich anheben zu können und so den zweiten Schalter 72 zu öffnen. Aus 5 lässt sich feststellen, wie der Kontaktteil 52 des ersten Kippelements 5 in der Nähe des ersten Endes 91 des zweiten Kippelements einwirkt, um die von der Struktur erzeugte Hebelwirkung besser auszunutzen. Die Drehung des zweiten Kippelements 9 erfolgt ihrerseits auch mit den Merkmalen der Schnellauslösung, die von dem ersten Kippelement 5 übertragen wird.
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6 zeigt in einer zweidimensionalen Ansicht die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand. Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Darstellung und Beschreibung für 5 im Wesentlichen ähnlich. Der Unterschied zwischen der Darstellung in 6 und der in 5 liegt ausschließlich in der Drehrichtung der Taste 2 und folglich darin, auf welches der zwei zweiten Kippelemente 9 das erste Kippelement 5 einwirkt. Je nach Drehrichtung der Taste 2 um die erste Achse „X“ nimmt die Steuervorrichtung daher verschiedene Betriebszustände ein, bei denen die kinematische Wirkungsweise im Wesentlichen ähnlich ist. Der Zug- oder „pull“-Betriebszustand wird daher nicht weiter beschrieben, da ein Fachmann in dem Bereich, der die Wirkungsweise der Vorrichtung in dem oben beschriebenen Druck-oder „push“-Zustand kennt, in der Lage ist, die Wirkungsweise der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch im Zug- oder „pull“-Betriebszustand zu verstehen.
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Im Allgemeinen sind die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beim Umschalten zwischen einem Ruhebetriebszustand und einem von dem Druck-oder „push“-Betriebszustand oder einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand drei Phasen vorhanden: die erste Phase entspricht einer Drehung der Taste 2 um einen Winkel, der kleiner als der vorab festgelegte Drehwinkel „α“ ist. In dieser ersten Phase gleitet die Spitze auf den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 des ersten Kippelements 5. Selbiges erstes Kippelement 5 kann sich nicht drehen, da es durch den Anschlagteil 532 blockiert ist, der in die Ausnehmung 31 eingetreten ist. In dieser Phase wird das erste Federelement 41 zusammengedrückt und speichert so Federenergie. In dieser Phase wechselt kein Schalter (71,72) seinen Zustand. Die zweite Phase der Steuervorrichtung entspricht einer Drehung der Taste 2 um einen Winkel, der gleich dem vorab festgelegten Drehwinkel „α“ ist. In dieser zweiten Phase fängt die Spitze 4, die auf den geneigten Ebenen 511 gleitet, die erste V-förmig ausgebildete Struktur 531 ab. Indem die Spitze 4 die erste Struktur 531 abfängt, drückt sie auf das Gleitelement, senkt es und bewirkt, dass es entlang der fünften Achse „R“ gleitet und so den Anschlagteil 532 aus der Ausnehmung 31 freigibt. Sobald der Anschlagteil 532 aus der Ausnehmung 31 freigegeben ist, kann sich das erste Kippelement 5 frei um die dritte Achse „P“ drehen. Die dritte Phase sieht vor, dass die von dem ersten Federelement 41 gespeicherte Energie freigesetzt wird, indem auf das erste Kippelement 5 eingewirkt wird und dieses sich bis zu einem Drehwinkel dreht, bei dem die dritte Blase 63 vollkommen zusammengedrückt wird. Folglich erfolgt eine plötzliche Einwirkung auf das zweite Kippelement 9, die das Umschalten der der ersten und der zweiten Blase (61, 62) zugehörigen Schalter (71, 72) gestattet und dadurch die Bewegung der Metallzungen 73 verursacht.
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Sobald die Aktionskraft auf die Taste 2 nachlässt, bewirken die Federkräfte der Blasen der Matte 6 neben dem zweiten Federelement 533 des Gleitelements 53 und dem ersten Federelement 41, dass die Steuervorrichtung wieder in den Ruhebetriebszustand versetzt wird und dass der Anschlagteil 532 erneut in der Ausnehmung 31 in Eingriff kommt und so erneut die Drehung des ersten Kippelements 5 blockiert.
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7 zeigt eine Steuervorrichtung in einer Explosionsansicht, in der die bevorzugte, deswegen jedoch nicht ausschließliche Ausführungsform der Vorrichtungen zum Realisieren der Schnellauslösung der Kontakte und insbesondere eine Ausführungsform, in der das erste Kippelement 5 in der Ausführungsform mit einem Gleitelement 53 realisiert ist, wie bereits in den vorhergehenden Figuren veranschaulicht, zu sehen sind. In 7 sind die Taste 2, die Spitze 4 und das erste Federelement 41 zu sehen. Aus 7 sind die aufgeweitete Struktur 51 mit geneigten Ebenen 511, zwei Kontaktteile 52, die sich an den Seiten der aufgeweiteten Struktur 51 befinden, ersichtlich. Aus der Figur sind das Gleitelement 53 und das zweite Federelement 533 ersichtlich. Das Gleitelement 53 hat eine erste V-förmige ausgebildete Struktur 531 und einen Anschlagteil 532, der die Form eines Zahns oder eines rechteckigen Höckers hat. Aus 7 ist dies zwar nicht ersichtlich, jedoch umfasst die Aufnahme 3 eine Ausnehmung 31 für die Aufnahme des Anschlagteils 532. Aus der Figur ist das Verbindungselement 534 ersichtlich, das zwischen der ersten Struktur 531 und dem Anschlagteil 532 angeordnet ist. Aus selbiger Figur ist die Führung 54 ersichtlich, die in der aufgeweiteten Struktur 51 realisiert ist und in der Lage ist, das Gleitelement 53 zu verkeilen und ihm gleichzeitig das Gleiten entlang der fünften Achse „R“ zu gestatten. Die Matte 6 ist in der Form ausgebildet, dass sie vier Blasen aus Elastomermaterial, zum Beispiel Silikon, umfasst, insbesondere vier erste Blasen 61. Jeder der in der Matte 6 umfassten Blasen ist eine Metallzunge 73 zugehörig, die ihrerseits einem Schalter zugehörig ist, der darin umfasst ist, insbesondere ein erster stromlos geöffneter Schalter 71. In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Kontaktteil 52 in der Form ausgebildet, dass er auf zwei Blasen gleichzeitig einwirken kann, insbesondere auf zwei erste Blasen 61. Die Blasen und das erste Kippelement 5 sind in der Form angeordnet, dass die dritte Achse „P“ zu der ersten Achse „O“ parallel und zu der zweiten Achse „X“ senkrecht ist, wenn die Vorrichtung in einem Ruhebetriebszustand ist. Aus 7 lässt sich eine mögliche Ausführungsform der Metallzungen 73 feststellen, die sich unter den Blasen befinden. Aus 7 ist ersichtlich, wie die Metallzungen 73 in der Form ausgebildet sind, dass sie Paaren von Schaltern 71 zugehörig sind, insbesondere den Paaren von Schaltern, auf die selbiger Kontaktteil 52 einwirkt. Diese Ausgestaltung realisiert einen einstückigen Körper, um die Montage der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Insbesondere ist der Abstützteil 732 einstückig, von dem aus zwei gebogene Teile 731 vorspringen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Schaltung 7 als eine gedruckte Schaltung realisiert, die an einem Verbindungsteil, der in dem unteren Teil der Aufnahme 3 umfasst ist, entsprechend befestigt und elektrisch mit ihm verbunden ist.
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8A, welche die Vorrichtung aus 7 in einer Schnittansicht zeigt, gestattet, die wechselseitige Beziehung zwischen dem Gleitelement 53 und der Ausnehmung 31 festzustellen, wenn die Vorrichtung in einem Ruhebetriebszustand ist. Aus 8A ist die relative Anordnung zwischen der Spitze 4, der Aufnahme 31 und dem Gleitelement 53 ersichtlich, das in der Ausnehmung 31 mittels des Anschlagteils 532 in Eingriff kommt; insbesondere ist ersichtlich, dass der Anschlagteil 532 in die Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 eingetreten ist. Auch wenn dies nicht ersichtlich ist, so ist die Druckeinwirkung des zweiten Federelements 533 intuitiv erkennbar, das, indem es auf das Gleitelement 53 einwirkt, den Anschlagteil 532 in der Ausnehmung 31 hält. Aus 8A ist ferner der Unterschied in der Neigung zwischen den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 und den geneigten Ebenen der ersten V-förmig ausgebildeten Struktur ersichtlich. Aus 8A ist ferner die Anordnung der Blasen 61 gegenüber den Kontaktteilen 52 des ersten Kippelements 5 und der die Anordnung der Spitze 4, im untersten von der aufgeweiteten Struktur 51 definierten Punkt, ersichtlich.
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8B, welche die Vorrichtung aus 7 in einer Schnittansicht zeigt, gestattet, die wechselseitige Beziehung zwischen dem Gleitelement 53 und der Ausnehmung 31 festzustellen, wenn die Vorrichtung in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand ist. Aus der vorliegenden Figur ist deutlich ersichtlich, wie das Gleitelement 53 in der Ausnehmung 31 der Aufnahme 3 außer Eingriff gekommen ist und so dem ersten Kippelement 5 gestattet, sich unter der Einwirkung des Drucks, der von dem ersten Federelement 41 erzeugt wird und mittels der Spitze 4 auf das erste Kippelement 5 übertragen wird, um die dritte Achse „P“ zu drehen. Bei dieser Drehung wirkt das erste Kippelement 5 mittels eines Kontaktteils 52 auf zwei Blasen 61 ein und gestattet so das Umschalten der jeweiligen Schalter 71, wodurch es sie schließt. Die anderen zwei Blasen 61, die sich unter dem anderen Kontaktteil 52 befinden, werden nicht zusammengedrückt, wodurch die jeweiligen Schalter im stromlos geöffneten Normalbetriebszustand gehalten werden.
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8C zeigt die Vorrichtung aus 7 in einem Zug- oder „pull“-Betriebszustand. Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist im Wesentlichen der für 8B veranschaulichten und beschriebenen ähnlich, wobei der Unterschied ausschließlich darin liegt, auf welches Paar von Blasen 61 das erste Kippelement 5 je nach Drehrichtung der Taste 2 um die erste Achse „X“ einwirkt. Daher wird der Zug- oder „pull“-Betriebszustand nicht weiter beschrieben, da ein Fachmann in dem Bereich, der die Wirkungsweise der Vorrichtung in dem oben beschriebenen Druck- oder „push“-Zustand kennt, in der Lage ist, die Wirkungsweise der Steuervorrichtung auch im Zug- oder „pull“-Betriebszustand zu verstehen.
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9A, welche die Steuervorrichtung in einer zweidimensionalen Ansicht zeigt, gestattet, die wechselseitige Beziehung zwischen den Teilen des ersten Kippelements 5 der Vorrichtung in einem Ruhebetriebszustand festzustellen. In 9A ist die Kopplung zwischen dem Anschlagteil 532 und der Ausnehmung 31 zu sehen, neben dem Unterschied in der Neigung zwischen den geneigten Ebenen 511 der aufgeweiteten Struktur 51 und den geneigten Ebenen der ersten V-förmig ausgebildeten Struktur, in der Form, dass die Betätigung des ersten Kippelements 5 nur beim Erreichen eines vorab festgelegten Winkels „α“ der Taste 2 erfolgt. Aus 9A ist ferner ersichtlich, wie das erste Kippelement 5 mit den Blasen in Kontakt ist. Aus 9A ist deutlich ersichtlich, wie die Blasen ausgedehnt sind und so die jeweiligen Metallzungen 73 nicht zusammendrücken, wodurch sie stromlos geöffnete Schalter realisieren.
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9B zeigt in einer zweidimensionalen Ansicht die Steuervorrichtung in einem Druck- oder „push“-Betriebszustand. Aus 9B ist ersichtlich, wie das Gleitelement 53, das sich infolge der Einwirkung der Spitze 4 auf dieses nach unten bewegt hat, gestattet hat, dass der Anschlagteil 532 sich aus der Ausnehmung 31 löst. Das Lösen des Anschlagteils 532 aus der Ausnehmung 31 gestattet dem ersten Kippelement 5, sich unter dem mittels der Spitze 4 aufgegebenen Druck zu drehen. Die Drehung des ersten Kippelements 5 bewirkt, dass der Kontaktteil 52 auf ein Paar von Blasen einwirkt. Die Einwirkung des ersten Kippelements 5 mittels der Kontaktteile 52 auf das Paar von Blasen 61 bewirkt, dass diese zusammengedrückt werden und so bewirken, dass auch die entsprechenden Metallzungen 73 zusammengedrückt werden und so die jeweiligen Schalter 71 schließen.
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9C zeigt in einer zweidimensionalen Ansicht die Steuervorrichtung in einem operativen Zug- oder „pull“-Betriebszustand. Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen der für 9B veranschaulichten und beschriebenen ähnlich, wobei der Unterschied ausschließlich darin liegt, auf welches Paar von Blasen das erste Kippelement 5 je nach Drehrichtung der Taste 2 um die erste Achse „X“ einwirkt. Daher wird der Zug- oder „pull“-Betriebszustand nicht weiter beschrieben, da ein Fachmann in dem Bereich, der die Wirkungsweise der Vorrichtung in dem oben beschriebenen Druck-oder „push“-Zustand kennt, in der Lage ist, die Wirkungsweise der Steuervorrichtung auch im Zug- oder „pull“-Betriebszustand zu verstehen.
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Die vorliegende Ausführungsform des ersten Kippelements 5 gestattet der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Erreichen des Druck- oder „push“-Betriebszustands oder des Zug- oder „pull“-Betriebszustands unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung. Diese Lösung gestattet, die Anzahl der Komponenten für die Realisierung der Kinematik der Steuervorrichtung zu reduzieren, da ein einziges erstes Kippelement 5 statt einer Vielzahl von Hebeln genutzt wird.
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Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet, ein Umschalten der zwei Schalter (71, 72), insbesondere zwischen dem ersten stromlos geöffneten Schalter 71 und dem zweiten stromlos geschlossenen Schalter 72, in einem Zeitintervall zwischen 18÷40 ms, zum Beispiel etwa 20 ms, somit mit einer Schnellauslösung, zu bewirken.
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Mittels einer Lösung, die einen Hebelmechanismus umfasst, können durch die vorliegende Erfindung Schalter mit beweglichen Kontakten, die Metallzungen umfassen, sowohl im stromlos geöffneten als auch im stromlos geschlossenen Zustand erhalten werden.
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Die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen lassen sich untereinander kombinieren, um gemischte Ausführungsformen zu erhalten. Selbst wenn ferner technische Merkmale, die den Ausführungsformen gemeinsam sind, in der Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform nur einmal genannt wurden, ist selbige Beschreibung auch auf die anderen Ausführungsformen anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Taste
- 3
- Aufnahme
- 31
- Ausnehmung
- 4
- Spitze
- 41
- Erstes Federelement
- 5
- Erstes Kippelement
- 51
- Aufgeweitete Struktur
- 511
- Geneigte Ebenen
- 52
- Kontaktteile
- 53
- Gleitelement
- 531
- Erste Struktur
- 532
- Anschlagteil
- 533
- Zweites Federelement
- 534
- Verbindungselement
- 54
- Führung
- 6
- Matte
- 61
- Erste Blase
- 62
- Zweite Blase
- 63
- Dritte Blase
- 7
- Elektronische Schaltung
- 71
- Erster Schalter
- 72
- Zweiter Schalter
- 73
- Metallzunge
- 731
- Gebogener Teil
- 732
- Abstützteil
- 9
- Zweites Kippelement
- 91
- Erstes Ende
- 92
- Zweites Ende
- „L1“
- Erster Schenkel
- „L2“
- Zweiter Schenkel
- „O“
- Erste Achse
- „X“
- Zweite Achse
- „P“
- Dritte Achse
- „Q“
- Vierte Achse
- „R“
- Fünfte Achse
- „α“
- Drehwinkel
