DE10203509B4

DE10203509B4 - Rastvorrichtung für einen mehrstufigen Drehschalter

Info

Publication number: DE10203509B4
Application number: DE10203509A
Authority: DE
Inventors: Edgar Spiegel; Martin Fickert; Thomas Prowald
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: US20030141175A1; EP1333458A2; EP1333458B1; US6727449B2; DE10203509A1; ES2353112T3; EP1333458A3; DE60334947D1

Abstract

Rastvorrichtung für einen mehrstufigen Drehschalter mit einer mit einem Drehknopf (20) verbindbaren Schalterachse (12, 13), über die ein Schalterteil in mehrere Schaltstellungen einstellbar ist, wobei die Schaltstellungen durch vorgegebene Raststellungen der aus Rastelement und Gegenrastelement bestehenden Rastvorrichtung bestimmt sind, und wobei die Schalterachse (12, 13) mit einem rotorörmigen Achsteil (10) drehfest verbunden ist, das in eine Innenaufnahme (31) eines gehäusefesten Schalterleistenteils (30) eingerastet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Achsteil (10) sich am Schalterleistenteil (30) abstützt und mit Rastnocken (14) zwischen Rastaufnahmen (36) rastend verstellbar ist, die jeweils durch zwei radial zur Schalterachse (12, 13) gerichtete Raststege (33) begrenzt sind,
dass sich die Rastaufnahmen (36) über den gesamten Umfang der Innenaufnahme (31) des Schalterleistenteils (30) erstrecken,
dass das Achsteil (10) mit der Schalterachse (12, 13) mittels des Drehknopfes (20) in Drehbewegungen versetzbar ist, der auf der Schalterachse (12, 13) drehfest befestigbar ist, und dass Anschläge (15, 34,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Rastvorrichtung für einen mehrstufigen Drehschalter gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Rastvorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 156 717 A1 bekannt. Dabei stellen Schalterachse und Schalterteil getrennte Bauteile dar und außerdem sind dem Schalterteil getrennte Rastelemente zugeordnet, die in Gegenrastelemente des Schalterteils einrasten. Dieser Aufbau der Rastvorrichtung erfordert erheblichen Teile- und Montageaufwand.

Bei einem Drehschalter nach der EP 0 917 170 A2 ist auf einer gedruckten Leiterplatine ein Drehschalter befestigt, der mit einer Schalterachse verbindbar ist, auf die ein Drehknopf drehfest aufbringbar ist.

Die Schalterachse ist mit einem Schalterteil verbunden, das in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Drehschalter muss die Schaltstellungen selbst bestimmen und ist daher im Aufbau kompliziert.

Auch bei dem Drehschalter nach der US 3,734,869 ist der Teile- und Montageaufwand groß, da Rastelemente und Gegenrastelemente nur mit zusätzlichem, abgefedertem Rastnocken die Schaltstellungen bestimmen. Zudem muss das eigentliche Schalterteil mit den Schaltstellungen auf die Raststellungen der Rastvorrichtung ausgerichtet werden.

Drehschalter mit unterschiedlichem konstruktivem Aufbau werden in verschiedenen elektrischen Geräten eingesetzt. Dabei können die Drehschalter verschiedene Schaltstellung aufweisen, die durch Verdrehen der Schalterachse in der einen oder anderen Drehrichtung eingestellt werden können. Auch die Anzahl der Schaltstellungen kann verschieden sein und sich über den gesamten Winkelbereich von 360° oder nur einen Teil desselben erstrecken.

Vielfach werden die Drehschalter als komplette Baueinheit ausgebildet, die in ein Gehäuse eingebaut werden, wie die DE 94 19 356 U1 , die DE 31 40 772 C2 und die DE 37 40 415 A1 zeigen.

Drehschalter werden mehr und mehr auch als Bedieneinheit für Haushaltgeräte zum Übertragen von Steuersignalen zu einer entsprechenden elektronischen Gerätesteuerung eingesetzt. Es sei nur an die Programmauswahl bei Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen oder Mikrowellengeräten erinnert.

Wie die DE 31 15 358 C2 zeigt, werden derartige Bedieneinheiten heutzutage aus mehreren Komponenten aufgebaut, die jeweils separate Teilaufgaben erfüllen. Dabei stellt gerade die Rastvorrichtung für eine derartige Bedieneinheit, d.h. Drehschalter, eine wesentliche Komponente dar, die einen erheblichen Teile- und Montageaufwand erfordert, insbesondere auch in Verbindung mit den anderen Komponenten der Bedieneinheit, wie dem Drehknopf zur Verstellung der Schalterachse, Anschlägen zur Festlegung der Anzahl der Schaltstellungen und dem eigentlichen Schalt- oder Steuerteil.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Rastvorrichtung für einen mehrstufigen Drehschalter als Komponente der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit wenig Teile- und Montageaufwand realisiert, leicht auf verschiedene Schaltstellungen ausgelegt und einfach mit den übrigen Komponenten zu einer Bedieneinheit verbunden werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Achsteil sich am Schalterleistenteil abstützt und mit Rastnocken zwischen Rastaufnahmen rastend verstellbar ist, die jeweils durch zwei radial zur Schalterachse gerichtete Raststege begrenzt sind, dass sich die Rastaufnahmen über den gesamten Umfang der Innenaufnahme des Schalterleistenteils erstrecken, dass das Achsteil mit der Schalterachse mittels des Drehknopfes in Drehbewegungen versetzbar ist, der auf der Schalterachse drehfest befestigbar ist, und dass Anschläge des Schalterleistenteils die Anzahl der Schaltstellungen festlegen.

Die Schalterachse mit dem Achsteil wird direkt in ein Schalterleistenteil eingerastet, so wie es bei Haushaltsgeräten mit Programmschaltern erwünscht ist. Das Schalterleistenteil kann als Gegenrastelement für mehrere Programmschalter dienen. Die Schalterachse bildet mit dem Achsteil vorzugsweise ein einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil und kann ohne separate Befestigungsteile drehbar in dem Schalterleistenteil gelagert werden. Die Raststege bilden Rastaufnahmen, in die Rastnocken als Rastelement des Achsteils eingerastet werden.

Die Ausgestaltung der Schalterachse ermöglicht als flexible Welle einen Toleranzausgleich zum Drehschalter einer Steuereinheit, als auch eine Blindmontage der Steuereinheit in das Schalterleisten- bzw. Bedienblendenteil. Diese Art der Entkoppelung der Rastvorrichtung zur Steuereinheit ermöglicht erst eine flexible und kostengünstige Ausgestaltung der Steuereinheit ohne Rastmechanismen.

Dabei kann von Vorteil sein, dass die Vorder- und die Rückflanke des Rastnockens abgeschrägt sind, damit die Schalterachse mit dem Achsteil von Schaltstellung zu Schaltstellung die erforderlichen axialen Stellbewegungen in der Innenaufnahme des Schalterleistenteils ausführen kann, ohne die Rastverbindungen zwischen dem Achsteil und dem Schalterleistenteil zu lösen. Der Drehknopf wird einfach drehfest auf die unrunde Schalterachse aufgesteckt und festgelegt. Die Rastvorrichtung mit Schalterachse und Achsteil sowie Drehknopf und Schalterleistenteil ist ohne separate Befestigungsteile leicht und schnell montierbar. Die unrunde Schalterachse ist über eine flexible Welle, welche einen Toleranzausgleich ermöglicht, mit den weiteren Funktionsteilen der Bedieneinheit leicht koppelbar.

Eine Ausgestaltung für die Rastverbindung zwischen dem Achsteil und dem Schalterleistenteil sieht vor, dass das Achsteil eine in Rastlappen unterteilte Lagerhülse mit außenliegenden Rastansätzen aufweist, die in die Innenaufnahme des Schalterleistenteils einrastbar ist.

Es ist darüber hinaus vorgesehen, dass die Innenaufnahme des Schalterleistenteils eine Fixieraufnahme aufweist und dass ein Rastlappen des Achsteils einen Fixieransatz zur positionsrichtigen Verrastung des Achsteils mit dem Schalterleistenteil und zur Ausrichtung mit Anschlägen des Schalterleistenteils und Begrenzung der Schalterstellungen aufweist, dann wird bei der Montage sichergestellt, dass das Achsteil und das Schalterleistenteil eine definierte Winkelstellung einnehmen, aus der die durch die Anschläge begrenzte Verstellung der Schalterstellungen möglich ist.

Es wird nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das Achsteil mit der Schalterachse ebenfalls als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist und im Gegensatz zu dem aus ABS bestehenden Schalterleistenteil aus POM hergestellt ist. Damit können dem flexiblen Wellenende optimale Federeigenschaften zuge wiesen werden. Diese unterschiedliche Materialwahl dient zudem der Reduzierung der Reibung, da ja nur diese beiden Teile eine Reibbewegung zueinander ausführen.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Drehknopf und der Schalterachse wird einfach dadurch erhalten, dass zumindest der aus dem Schalterleistenteil ragende Abschnitt der Schalterachse einen unrunden Querschnitt aufweist und dass der aufsteckbare Drehknopf eine mit entsprechender Steckaufnahme versehene, geschlitzte Steckhülse aufweist. Dabei kann der Halt des Drehknopfes auf der Schalterachse dadurch verbessert werden, dass die geschlitzte Steckhülse des Drehknopfes mittels einer geschlitzten Ringfeder oder dgl. in Pass- und/oder Press-Stiz auf dem Abschnitt des Achsteils gehalten ist. Unabhängig davon kann mit dieser Fixierung des Drehknopfes auf der Schalterachse eine Überdrehsicherung erreicht werden, ohne Teile der Rastvorrichtung zu beschädigen, wenn bei der Begrenzung der Drehbewegung des Achsteils der Drehknopf mit hoher Verstellkraft weitergedreht wird.

Durch die Freigabe von mehr oder weniger Rastaufnahmen, d.h. Verlagerung der Anschläge, kann die Anzahl der Schaltstellungen des Achsteils im Schalterleistenteil verändert werden. Dies kann bei der Herstellung des Schalterleistenteils durch Veränderung der Positionen der Anschläge leicht erreicht werden. Die Änderungskosten für das Spritzgusswerkzeug sind dabei gering. Sind die Rastaufnahmen durch zwei Raststege im Abstand von 30° begrenzt, dann lassen sich Rastvorrichtungen mit bis zu 12 Schaltstellungen realisieren. Die Herstellkosten für die Teile sind niedrig, da sie voll automatisch hergestellt werden können.

Aus ästhetischen Gründen sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass das Schalterleistenteil auf der dem Drehknopf zugekehrten Seite eine runde Vertiefung um die Innenaufnahme zur Aufnahme des Drehknopfes trägt und dass sich das Achsteil auf der dem Drehknopf abgekehrten Seite des Schalterleistenteils abstützt. Der Drehknopf ist zum großen Teil in der Vertiefung versenkt, bleibt trotzdem gut greifbar, steht aber an dem Schalterleistenteil nicht weit ab. Durch diese Ausgestaltung verdecken der Drehknopf und das Schalterleistenteil alle Funktionselemente der Rastvorrichtung.

Für die Anbringung der weiteren Komponenten der Bedieneinheit wird nach einer Ausgestaltung so verfahren, dass der Abschnitt der Schalterachse, der auf der dem Schalterleistenteil abgekehrten Seite des Achsteils angeformt ist, mit einem verdrehbaren Schalterteil eines elektrischen Schalters koppelbar ist, das auf die Teilung der Schaltstellungen der Rastvorrichtung abgestimmt ist und auf dem vorzugsweise unrunden Abschnitt der Schalterachse drehfest aufgebracht und in einem schalterleistenfesten Schaltteil verdrehbar gelagert ist, oder dass der Abschnitt der Schalterachse, der auf der dem Schalterleistenteil abgekehrten Seite des Achsteils angeformt ist, eine elektrische oder elektronische Steuereinheit trägt. Die auf dem flexiblen Wellenabschnitt montierte Steuereinheit kann grob, d.h. toleranzempfindlich plaziert werden. Das Wellenelement überträgt dabei hauptsächlich das Drehmoment.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Rastvorrichtung für eine Bedieneinheit eines Haushaltsgerätes näher erläutert. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht eine Schalterachse mit angeformtem Achsteil und
2 in perspektivischer Explosionsdarstellung Drehknopf, Schalterleistenteil und Achsteil mit Schalterachse zur Montage einer Rastvorrichtung einer Bedieneinheit.
Wie die 1 zeigt, wird ein Achsteil 10 mit einer Schalterachse als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt, wobei ein Abschnitt 12 der Schalterachse an der Vorderseite des Achsteils 10 und ein Abschnitt 13 an der Rückseite des Achsteils 10 absteht. Beide Abschnitte 12 und 13 der Schalterachse sind unrund, so dass auf dem Abschnitt 12 leicht ein Drehknopf 20 drehfest festgelegt werden kann. Dasselbe gilt für die weiteren Komponenten, wie Schaltteil oder Steuerteil, der Bedieneinheit auf dem Abschnitt 13 der Schalterachse. Achsteil 10 und Schalterachse sind aus POM als elastisches Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt.
Dabei wird der Drehknopf 20 nach dem Einrasten des Achsteils 10 in die Innenaufnahme 31 des Schalterleistenteils 30 auf dem Abschnitt 12 der Schalterachse aufgesteckt und drehfest gehalten. Der Pass- und/oder Press-Sitz kann dabei durch eine geschlitzte Ringfeder verbessert werden, die eine geschlitzte Längsseite mit einer an den Querschnitt des Abschnitts 12 angepassten Aufnahme umspannt.
Der Drehknopf 20 ist in einer runden Vertiefung um die Innenaufnahme 31 des Schalterleistenteils 30 versenkt angeordnet, bleibt jedoch leicht fassbar, um in Drehbewegungen versetzt zu werden.
Das Achsteil 10 weist Rastlappen 16 und eine Hülse 17 auf, die in die Innenaufnahme 31 des Schalterleistenteils 30 einführbar sind und hintergreifen. Das Achsteil 10 wird von der Rückseite her in die Innenaufnahme 31 des Schalterleistenteils 30 eingerastet.
Um die Innenaufnahme 31 bilden radial gerichtete Raststege 33 Rastaufnahmen 36, z.B. 12 Stück mit einem Winkelbereich von 30°. Wie 1 zeigt, trägt das Achsteil 10 auf der dem Drehknopf 20 zugekehrten Seite auf einem Scheibenteil 11 Rastnocken 14 als Rastelemente, die auf demselben Winkelbereich von 30° ausgelegt und an der Vorder- und Rückflanke abgeschrägt sind, damit sie bei einer Drehbewegung des Achsteils 10 leichter über die Raststege 33 gleiten und die erforderlichen, axialen Rastverstellungen ausführen können. Durch diese gegenüberliegenden Rastnocken wird ein axialer Versatz verursacht. Ein kreisbogenförmiger Steg an den Füßen der Raststege 33 bildet Anschläge 34 und 35 für einen Anschlagnocken 15 des Achsteils 10, der damit eine Belegung der mit Steg geschlossenen Rastaufnahmen 33 als Schaltstellungen verhindert. Damit kann die Anzahl der Schaltstellungen bestimmt werden. Es ist leicht einzusehen, dass durch den Steg mit den Anschlägen 34 und 35 leicht die Anzahl der Schaltstellungen sowohl am Achs- wie auch am Schalterleistenteil variiert werden kann. Mit austauschbaren Einsätzen ist dies am Spritzgusswerkzeug leicht realisierbar. Das Schalterleistenteil 30 ist vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussteil aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) hergestellt, auf dem das Achsteil 10 aus POM (Poly-Oxy-Methylen) mit kleinem Reibungswiderstand gleitet.
Ein Hülsenteil 17 des Achsteils 10 trägt auf seiner Außenseite einen Fixieransatz 18, der in eine Fixieraufnahme 32 der Innenaufnahme 31 des Schalterleistenteils 30 beim Einrasten eingeführt wird, um eine definierte Winkelstellung zwischen beiden Teilen und damit die richtige Position der Anschläge 34 und 35 und damit des Abschnittes 13 sicherzustellen.
Wie leicht erkennbar ist, umfasst die Rastvorrichtung für die Bedieneinheit nur einfach und kostengünstig herstellbare Kunststoff-Spritzgussteile, die ohne zusätzliche Befestigungselemente zusammenbaubar und mit den weiteren Komponenten der Bedieneinheit koppelbar sind. Dabei sind zwei Teile für die Rastvorrichtung und drei Teile für die Rastvorrichtung einschließlich der Überdrehsicherung erforderlich.
Der Grundausbau von Achsteil 10 und Schalterleistenteil 30 ist mit 12 Schaltstellungen im Endausbau vorgegeben, kann aber leicht auf jede kleinere Anzahl beschränkt werden.

Claims

Rastvorrichtung für einen mehrstufigen Drehschalter mit einer mit einem Drehknopf (20) verbindbaren Schalterachse (12, 13), über die ein Schalterteil in mehrere Schaltstellungen einstellbar ist, wobei die Schaltstellungen durch vorgegebene Raststellungen der aus Rastelement und Gegenrastelement bestehenden Rastvorrichtung bestimmt sind, und wobei die Schalterachse (12, 13) mit einem rotorörmigen Achsteil (10) drehfest verbunden ist, das in eine Innenaufnahme (31) eines gehäusefesten Schalterleistenteils (30) eingerastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsteil (10) sich am Schalterleistenteil (30) abstützt und mit Rastnocken (14) zwischen Rastaufnahmen (36) rastend verstellbar ist, die jeweils durch zwei radial zur Schalterachse (12, 13) gerichtete Raststege (33) begrenzt sind, dass sich die Rastaufnahmen (36) über den gesamten Umfang der Innenaufnahme (31) des Schalterleistenteils (30) erstrecken, dass das Achsteil (10) mit der Schalterachse (12, 13) mittels des Drehknopfes (20) in Drehbewegungen versetzbar ist, der auf der Schalterachse (12, 13) drehfest befestigbar ist, und dass Anschläge (15, 34, 35) des Schalterleistenteils (30) die Anzahl der Schaltstellungen festlegen.
Rastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalterachse (12, 13) mit dem Achsteil (10) als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet sind.
Rastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsteil (10) Rastlappen (16) aufweist, die in die Innenaufnahme (31) des Schalterleistenteils (30) einrastbar sind.
Rastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenaufnahme (31) des Schalterleistenteils (30) eine Fixieraufnahme (32) aufweist und dass eine Hülse (17) des Achsteils (10) einen Fixieransatz (18) zur positionsrichtigen Verrastung des Achsteils (10) mit dem Schalterleistenteil (30) und zur Ausrichtung mit Anschlägen (34, 35) des Schalterleistenteils (30) und Begrenzung der Schalterstellungen aufweist.
Rastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsteil (10) mit der Schalterachse (12, 13) ebenfalls als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist und im Gegensatz zu dem aus ABS bestehenden Schalterleistenteil (30) aus POM hergestellt ist.
Rastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der aus dem Schalterleistenteil (30) ragende Abschnitt (12) der Schalterachse einen unrunden Querschnitt aufweist und dass der aufsteckbare Drehknopf (20) eine mit entsprechender Steckaufnahme versehene, geschlitzte Steckhülse (22) aufweist.
Rastvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlitzte Steckhülse (22) des Drehknopfes (20) mittels einer geschlitzten Ringfeder (21) in Pass- und/oder Press-Sitz auf dem Abschnitt (12) des Achsteils (10) gehalten ist.
Rastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalterleistenteil (30) auf der dem Drehknopf (20) zugekehrten Seite eine runde Vertiefung um die Innenaufnahme (31) zur Aufnahme des Drehknopfes (20) trägt und dass sich das Achsteil (10) auf der dem Drehknopf (20) abgekehrten Seite des Schalterleistenteils (30) abstützt.
Rastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (13) der Schalterachse, der auf der dem Schalterleistenteil (30) abgekehrten Seite des Achsteils (10) angeformt ist, mit einem verdrehbaren Schalterteil eines elektrischen Schalters koppelbar ist, das auf die Teilung der Schaltstellungen der Rastvorrichtung abge stimmt ist und auf dem vorzugsweise unrunden Abschnitt (13) der Schalterachse drehfest aufgebracht und in einem schalterleistenfesten Schaltteil verdrehbar gelagert ist.
Rastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (13) der Schalterachse, der auf der dem Schalterleistenteil (30) abgekehrten Seite des Achsteils (10) angeformt ist, eine elektrische oder elektronische Steuereinheit trägt.