-
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Ein solcher, in der Art eines Drehschalters betätigbarer elektrischer Schalter kann in Elektrosowie Hausgeräten, wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen o. dgl., eingesetzt sein. Beispielsweise dient der Schalter in diesen Geräten als Netz- und/oder Programmwahl schalter.
-
Ein derartiger als Drehschalter ausgebildeter elektrischer Schalter besitzt ein drehbares Betätigungsorgan. Mit dem Betätigungsorgan wirkt eine Verrastung zusammen, so dass das Betätigungsorgan in Raststellungen drehbar ist. Die Verrastung besteht aus einem, insbesondere in etwa sternförmig ausgestalteten, Rastrad sowie wenigstens einem eine elastische Kraft ausübenden, mit dem Rastrad zusammenwirkenden Rastglied. Herkömmlicherweise besteht das Rastglied aus einer Druckfeder sowie einer Kugel und/oder einer Hülse, welche in das Rastrad eingreift. Eine derartige Verrastung umfasst somit eine größere Anzahl von Einzelteilen, die in der Herstellung sowie in der Montage teuer sind. Darüber hinaus muss das Rastglied im Schalter oft gefettet eingesetzt werden, was zusätzliche Kosten verursacht und die Montageplätze dauerhaft verschmutzt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter derart weiterzuentwickeln, dass die Verrastung einfacher und kostengünstiger ausgestaltet ist.
-
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Schalter besteht das Rastglied aus einem Federrahmen, wobei wenigstens ein in das Rastrad eingreifender Nocken am Federrahmen angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird durch den Federrahmen eine Kosteneinsparung beim Material und/oder beim Montageaufwand erzielt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In weiterer Ausgestaltung kann für den elektrischen Schalter ein Gehäuse vorgesehen sein. Das Rastrad kann in einfacher Art und Weise an einer, mit dem Betätigungsorgan in Wirkverbindung stehender Welle angeordnet sein. Zweckmäßigerweise kann die Welle drehbar im Gehäuse gelagert sein. Des Weiteren kann in üblicher Weise ein elektrisches Kontaktsystem im Gehäuse befindlich sein, wobei insbesondere das Kontaktsystem mittels eines an der Welle angeordneten Schaltnockens in zu den Raststellungen korrespondierenden Schaltstellungen schaltbar ist.
-
Zwecks Erzielung einer besonders guten Drehhaptik für die Betätigung des Schalters können zwei, jeweils in das Rastrad eingreifende Nocken einander gegenüberliegend am Federrahmen angeordnet sein. Es kann jedoch auch genügen, lediglich einen einzigen Nocken am Federrahmen anzuordnen.
-
Der Federrahmen kann in fertigungstechnisch einfacher Art und Weise geschlossen ausgestaltet sein. Des Weiteren kann der Federrahmen in montagetechnisch einfacher Art und Weise schwimmend im Gehäuse gelagert sein. Zweckmäßigerweise kann der Nocken in den Federrahmen integriert ausgebildet sein.
-
In alternativer Weise kann der Federrahmen nicht geschlossen ausgestaltet sein. Des Weiteren kann wenigstens ein Steg, bevorzugterweise können zwei Stege, in etwa senkrecht zum Federrahmen stehend am Federrahmen angeordnet sein. Diese Stege können bei Drehung der Welle zusätzlich seitlich ausweichen, so dass zwischen dem Nocken und dem Rastrad auftretende Kräfte durch die federnden Stege aufgenommen werden. Dadurch ist wirksam verhindert, dass der Federrahmen sich undefiniert in sich selbst verwindet.
-
In kostengünstiger Weise kann der Federrahmen aus Kunststoff, und zwar insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, gefertigt sein. Zweckmäßigerweise kann dabei der Federrahmen in dem linear-elastischen Bereich des Werkstoffes betrieben werden. Des Weiteren kann es sich auch anbieten, dass das Gehäuse aus Kunststoff, und zwar insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, besteht. Dann kann in weiterhin kostengünstiger Art und Weise der Federrahmen im Gehäuse integriert sein. Und zwar kann der Federrahmen bei der Herstellung des Gehäuses mittels Spritzgießen in das Gehäuse eingespritzt sein.
-
Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen.
-
Für Drehschalter wird oft eine haptische Rückmeldung gefordert. Dies wird meist durch eine Druckfeder in Kombination mit einer Kugel und/oder einer Hülse gelöst, welche in eine Art von Verzahnung oder in eine spezielle Nockenform eingreift. Diese Systeme gestalten sich zum einen komplex in der Montage und sind, bedingt durch die Anzahl der Einzelteile sowie deren Materialien und/oder Herstellung, meist teuer. Darüber hinaus muss dieses System im Schalter oft „gefettet“ eingesetzt werden, was zusätzliche Kosten verursacht und die Montageplätze dauerhaft verschmutzt. Diese Federanordnung soll insbesondere für kostensensible Anwendungsfälle durch eine wirtschaftlichere Lösung ersetzt werden.
-
Bei der Erfindung ist der Rastmechanismus dahingehend verbessert, dass die Federanordnung durch einen, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten, geschlossenen Federrahmen ersetzt ist. Die Feder wird in dem linear-elastischen Bereich des Werkstoffes betrieben. Weiterhin ist die Nockenkontur, welche in die Feder eingreift, an die Reibpaarung der Feder angepasst. Dadurch sind die erreichten Lebensdauerzyklen verglichen mit dem bisherigen System mindestens ebenbürtig.
-
Es ist auch möglich, den Federrahmen durch eine geeignete Werkzeuganlage direkt im Gehäuse zu integrieren. Hierbei ist Bestandteil der Lösung, dass die Feder nicht nur in Ihrer Vorzugsrichtung ein linear-elastisches Verhalten zeigt. Sie ist vielmehr so gestaltet, dass die aus der Nockenbewegung abgeleitete Kraft normal zur Fläche durch zusätzliche federnde Elemente abgefangen werden kann und sich die Feder dadurch nicht undefiniert in sich selbst verwindet. Im vorliegenden Fall ist dies durch eine integrierte Feder mit zwei, senkrecht zur Hauptfeder stehenden Stegen gelöst, welche zusätzlich seitlich ausweichen können. Wie beim Federrahmen auch wird hier eine exakte und/oder reproduzierbare Haptik bei gegebener Schaltfunktion erzeugt.
-
Geschaffen ist somit ein verbesserter Rastmechanismus, der insbesondere aus Kunststoff besteht, für die Drehhaptik eines elektrischen Schalters.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine exakte und/oder reproduzierbare Haptik bei gegebener Schaltfunktion für den elektrischen Schalter erzeugbar ist. Aufgrund der speziellen Form des Federrahmens ist dieser selbstzentrierend, insbesondere durch die schwimmende Lagerung im Gehäuse, wodurch der Einfluss der Einzelteiltoleranzen verringert ist. Gleichfalls kann durch die optimierte Reibpaarung zwischen dem Nocken am Federrahmen und dem Rastrad auf ein Fetten verzichtet werden. Bei gleichem Kräfte- und/oder Rastmomentenverhältnis ist die bisher eingesetzte Anzahl von zwei Federhülsen auf einen einzigen Federrahmen in der Art einer Kunststofffeder reduziert, was eine Kosteneinsparung in Material und/oder im Montageaufwand zur Folge hat. Mit dem geschlossenen Aufbau des Federrahmens ist es je nach Schaltaufgabe möglich, sowohl nur eine als auch beide Nocken im Eingriff mit der Schaltwelle zu haben. Insbesondere können mit der Erfindung geringere Schaltdrehwinkel als bisher realisiert werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 einen elektrischen Schalter in Seitenansicht,
- 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1,
- 3 eine Explosionsdarstellung des Schalters aus 1,
- 4 einen Schnitt wie in 2 für eine weitere Ausführung des Schalters und
- 5 eine Explosionsdarstellung wie in 3 für die weitere Ausführung des Schalters.
-
In 1 ist ein als Drehschalter ausgestalteter elektrischer Schalter 1 näher zu sehen. Der Schalter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, aus dem eine Welle 3 herausragt. Die Welle 3 wirkt mit einem im Gehäuse 2 befindlichen, nicht näher gezeigten Kontaktsystem zum Schalten des Schalters 1 zusammen. An der Welle 3 ist ein vom Benutzer drehbares Betätigungsorgan 4 angeordnet, so dass das Kontaktsystem mittels des Betätigungsorgans 4 in dessen Schaltstellungen schaltbar ist.
-
Wie weiter in 2 zu sehen ist, wirkt mit dem Betätigungsorgan 4 eine Verrastung 5 derart zusammen, dass das Betätigungsorgan 4 in Raststellungen drehbar ist, wobei die Raststellungen zu den Schaltstellungen des Kontaktsystems korrespondieren. Die Verrastung 5 besteht aus einem, insbesondere in etwa sternförmig ausgestalteten, Rastrad 6 sowie wenigstens einem eine elastische Kraft ausübenden, mit dem Rastrad 6 zusammenwirkenden Rastglied 7. Das Rastglied 7 besteht vorliegend aus einem Federrahmen. Am Federrahmen 7 ist wenigstens ein in das Rastrad 6 eingreifender Nocken 8 angeordnet. Bei der in 2 gezeigten Ausführung des Schalters 1 sind zwei, jeweils in das Rastrad 6 eingreifende Nocken 8, 8' einander gegenüberliegend am Federrahmen 7 angeordnet, so dass die vom Federrahmen 7 ausgeübte elastische Rastkraft in etwa symmetrisch auf das Rastrad 6 einwirkt.
-
Wie näher in 3 gezeigt ist, ist das Rastrad 6 an der, mit dem Betätigungsorgan 4 in Wirkverbindung stehenden Welle 3 angeordnet. Die Welle 3 ist drehbar im Gehäuse 1 gelagert. Das Kontaktsystem ist mittels eines an der Welle 3 angeordneten Schaltnockens 9 in zu den Raststellungen korrespondierenden Schaltstellungen schaltbar. Selbstverständlich können auch mehrere Schaltnocken 9 für das Kontaktsystem an der Welle 3 befindlich sein.
-
Der Federrahmen 7 ist geschlossen ausgestaltet und schwimmend im Gehäuse 2 gelagert. Das Gehäuse 2 besteht schließlich aus einem Sockel 2" und einem Deckel 2'. Der Deckel 2' ist mittels Laschen 10 an Rasthaken 11 des Sockel 2" verrastbar.
-
In 4 ist der Schalter 1 gemäß einer weiteren Ausführung gezeigt, wobei hier der Federrahmen 7 nicht geschlossen ausgestaltet ist. Am Federrahmen 7 ist wenigstens ein Steg 12 in etwa senkrecht zum Federrahmen 7 stehend angeordnet. Bevorzugterweise ist der Federrahmen 7 mit zwei, einander gegenüberliegenden Stegen 12, 12' versehen. Die Stege 12, 12' sind so im Gehäuse 2 angeordnet, dass diese zusätzlich seitlich ausweichen können. Damit zeigt der Federrahmen 7 nicht nur in einer Vorzugsrichtung ein linear-elastisches Verhalten, vielmehr wird die aus der Bewegung des Nockens 8 resultierende Kraft normal zur Fläche des Federrahmens 7 durch die zusätzlichen federnden Stege 12, 12' abgefangen. Somit ist in wirksamer Weise verhindert, dass der Federrahmen 7 sich in undefinierter Weise in sich selbst verwindet. Wie weiter aus 5 hervorgeht sind an der Welle 3 zwei Rasträder 6 angeordnet, die jeweils mit einem Federrahmen 7 als Verrastung 5 zusammenwirken.
-
Der Federrahmen 7 ist aus Kunststoff, und zwar insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, gefertigt. Dabei wird der Federrahmen 7 in dem linear-elastischen Bereich des Werkstoffes betrieben. Das Gehäuse 2 kann ebenfalls aus Kunststoff, und zwar insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, bestehen. Somit können der Sockel 2" sowie der Deckel 2' und der Federrahmen 7 sowie auch die Welle 3 mit Rastrad 6 und Schaltnocken 9 mittels Spritzgießen hergestellt werden. Der Nocken 8, 8' kann in den Federrahmen 7 durch Anspritzen bei der Herstellung des Federrahmens 7 integriert sein. Wie bereits erwähnt ist der Federrahmen 7 schwimmend im Gehäuse 2 gelagert. Alternativ kann der Federrahmen 7 auch im Gehäuse 2, und zwar insbesondere im Sockel 2", integriert sein, indem der Federrahmen 7 bei der Herstellung des Gehäuses 2 mittels Spritzgießen in das Gehäuse 2 eingespritzt ist.
-
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein solcher elektrischer Schalter 1 nicht nur als Drehschalter in Hausgeräten, wie Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen, eingesetzt sein sondern auch in sonstigen Elektrogeräten, wie Elektrowerkzeugen, Verwendung finden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1:
- (elektrischer) Schalter
- 2:
- Gehäuse (von Schalter)
- 2':
- Deckel (von Gehäuse)
- 2'':
- Sockel (von Gehäuse)
- 3:
- Welle
- 4:
- Betätigungsorgan
- 5:
- Verrastung
- 6:
- Rastrad
- 7:
- Rastglied / Federrahmen
- 8,8':
- Nocken (an Federrahmen)
- 9:
- Schaltnocken
- 10:
- Lasche
- 11:
- Rasthaken
- 12,12':
- Steg (an Federrahmen)
