DE10215940A1 - Schlüsselschalter - Google Patents

Abstract

Ein Schlüsselschalter für sicherheitsrelevante Anwendungen, insbesondere zur Deaktivierung eines Airbags, umfasst in an und für sich bekannter Weise ein Gehäuse (1), einen in dem Gehäuse (1) drehbar geführten Zylinder (8) und einen in einer Querbohrung (12) des Zylinders (8) linear geführten Schieber (3). Dieser rastet in einer ersten Drehstellung des Zylinders (8) in eine erste Ausnehmung (16) des Gehäuses (1) unter Federeinwirkung ein und ist so ausgestaltet, dass er beim Einschieben des Schlüssels in den Schlitz (18) des Zylinders (8) aus der Ausnehmung (16) des Gehäuses (1) zurückgezogen wird. Eine Feder (9) versucht den Zylinder (8) in eine zweite Drehstellung zu drücken. Eine von dem Schieber (13) unabhängige Rasteinrichtung (20, 21) rastet ein, wenn der Zylinder (8) in die erste Drehstellung bewegt wird und hält diesen in der ersten Drehstellung. Sie ist durch ein von dem Benutzer auf den Zylinder (8) ausgeübtes Drehmoment wieder lösbar. Mindestens ein Schaltelement (26, 27, 28) steht in Wirkverbindung mit dem Zylinder (8) und weist in dessen beiden Drehstellungen unterschiedliche Schaltzustände auf.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Schlüsselschalter für sicherheitsrelevante Anwendungen, insbesondere zur Deaktivierung eines Airbags, mit
  
• a) einem Gehäuse;
• b) einem in dem Gehäuse drehbar geführten Zylinder, der einen Schlitz zum Einführen eines Schlüssels und eine hierzu etwa senkrecht verlaufende Querbohrung aufweist;
• c) einem in der Querbohrung des Zylinders linear geführten Schieber, der
  • a) von einer Feder derart beaufschlagt ist, daß er in seiner Ruheposition mit einer Schließnase über die Mantelfläche des Zylinders übersteht;
  • b) in einer ersten Drehstellung des Zylinders mit seiner Schließnase in eine erste Ausnehmung des Gehäuses eingreift;
  • c) so ausgestaltet ist, daß er beim Einstecken des Schlüssels in den Schlitz des Zylinders gegen die Kraft der Feder aus der jeweiligen Ausnehmung des Gehäuses zurückgezogen wird;
• d) einer Feder, welche den Zylinder in eine erste zweite Drehstellung zu drehen sucht;
• e) mindestens einem Schaltelement, das in Wirkverbindung mit dem Zylinder steht und in dessen beiden Drehstellungen unterschliedliche Schaltzustände aufweist.
• Ein Schlüsselschalter der oben genannten Art ist vom Markt her als Deaktivierungsschalter für einen Airbag bekannt. Die Drehfeder, welche den Zylinder dieses Schlüsselschalters in eine erste Stellung zu drehen sucht, hat einen doppelten Sinn: Zum einen soll, da es sich um eine sicherheitsrelevante Anwendung handelt, sichergestellt werden, daß der Zylinder nicht in einer Zwischenposition zwischen den beiden Schaltpositionen stehen bleiben kann. Im Falle eines Airbag-Deaktivierungsschalters wäre dann nicht gewährleistet, daß die vom Benutzer gewünschte Funktion tatsächlich eintritt. Die zweite Funktion dieser Feder ist darin zu sehen, daß der Schlüsselschalter eine Vorzugsposition besitzt. Im Falle eines Airbag-Deaktivierungsschalters kann die Vorzugsposition so gewählt sein, daß der Zylinder aus allen Zwischenpositionen selbsttätig in diejenige Drehposition zurückkehrt, in welcher der Airbag aktiviert ist. Je nach Philosophie des Fahrzeugherstellers kann jedoch in der Vorzugsposition des Schlüsselschalters der Airbag auch deaktiviert sein.
• Nachteilig bei dem bekannten Schlüsselschalter ist folgendes: Hat der Benutzer den Zylinder aus seiner Vorzugsposition gegen die Kraft der Feder in die zweite Drehposition gedreht, so muß er den Schlüssel unter Vorspannung, von Hand gegen den Endanschlag drehend, abziehen, da andernfalls der Zylinder wieder in seine Vorzugs- Drehposition zurückspringt. Dies ist unkomfortabel.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlüsselschalter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er in seiner Handhabung bequemer und sicherer ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schlüsselschalter gelöst, der gekennzeichnet ist durch
  
• a) eine von dem Schieber unabhängige Rasteinrichtung, die einrastet, wenn der Zylinder in die zweite Drehstellung bewegt wird, diesen in der zweiten Drehstellung festhält und durch ein von dem Benutzer auf den Zylinder ausgeübtes Drehmoment wieder lösbar ist.
• Die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Rasteinrichtung sorgt dafür, daß der Zylinder bei Erreichen seiner ersten Drehstellung, die also nicht die durch die Feder herbeigeführte Vorzugsstellung ist, mit einer gewissen Kraft festgehalten ist, so daß er nicht in seine Vorzugsstellung zurückspringt, auch wenn die Schließnase des Schiebers noch nicht in die entsprechende Ausnehmung eingedrungen ist. Der Benutzer braucht also beim Abziehen des Schlüssels in der ersten Drehstellung des Zylinders nicht ständig ein Drehmoment auf den Zylinder auszuüben, der diesen in der ersten Drehstellung hält. Dadurch wird auch die Sicherheit des Schlüsselschalters erheblich erhöht, da dieser beim Abziehen des Schlüssels nicht unbeabsichtigt und unbemerkt in die Vorzugsstellung zurückkehren kann.
• Grundsätzlich braucht der Schlüsselschalter nur eine Ausnehmung im Gehäuse zu besitzen, in welche die Schließnase des Schiebers in der ersten (Nicht-Vorzugs-) Drehstellung einrastet. Die Drehfeder muß nur stark genug sein, um den Zylinder zuverlässig immer in die zweite (Vorzugs-) Drehstellung zu drehen, wenn der Schieber nicht eingerastet ist.
• Eine etwas größere Betriebssicherheit bietet jedoch die Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Gehäuse eine zweite Ausnehmung besitzt, in welche die Schließnase des Schiebers einrastet, wenn sich der Zylinder in der zweiten Drehstellung befindet.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Rasteinrichtung einen Vorsprung am Zylinder oder am Gehäuse und eine diesen in der Raststellung aufnehmende Rastmulde am jeweils anderen Teil auf, wobei das Gehäuse und/oder der Zylinder im Bereich ihrer Wechselwirkung elastisch deformierbar sind. Diese Rasteinrichtung, die bei der Herstellung des Gehäuses und/oder des Zylinders, beispielsweise in einem Spritzgießvorgang, hergestellt werden kann, verursacht praktisch keine zusätzlichen Kosten.
• Die Rastmulde kann in dem Gehäuse oder in dem Zylinder durch einen Vorsprung von einer Nut getrennt sein, die sich in Umfangsrichtung an die Rastmulde anschließt. Die Nut gibt dem Vorsprung am jeweils anderen Teil den nötigen Bewegungsfreiheitsgrad, ohne daß die Wandstärke dieses Teiles in anderen Bereichen unnötig verringert ist. Gleichzeitig führt die Nut den Zylinder in axialer Richtung und kann ggf. auch als Drehanschlag dienen.
• Zweckmäßig ist ferner, wenn der Schieber einen Schlitz zur Durchführung des Schlüssels aufweist, der an einer Seite von einer Auflaufschräge für den Schlüssel begrenzt ist. Schiebt der Benutzer den Schlüssel in den Schlitz des Zylinders und sodann auch durch den Schlitz des Schiebers, so wird der Schieber mit Hilfe der Auflaufschräge linear bewegt und aus der Ausnehmung des Gehäuses zurückgezogen.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mit dem Schieber zusammenwirkenden Ausnehmungen des Gehäuses in einem inneren zylindrichen Kragen des Gehäuses ausgebildet. Auch dieser Kragen ist spritztechnisch sehr kostengünstig herzustellen.
• Aus dem gleichen Grund empfielt sich diejenige Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Rastmulde und ggf. die Nut an der Innenmantelfläche des Kragens vorgesehen sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen
• Fig. 1 einen Schnitt durch einen Airbag-Deaktivierungsschalter;
• Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II von Fig. 1;
• Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III von Fig. 1;
• Fig. 4 eine Ansicht der Frontseite des Deaktivierungsschalters der Fig. 1 bis 3.
• In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt das Gehäuse eines Schlüssel-Drehschalters bezeichnet, der zur Deaktivierung eines Beifahrer-Airbags in einem Kraftfahrzeug dient. Fig. 1 zeigt diesen Schlüssel-Drehschalter eingebaut in die nur teilweise dargestellte Instrumententafel 2 des Kraftfahrzeuges. Für den Benutzer sichtbar (Pfeil IV in Fig. 1) ist nur die Frontseite 5 des Schalters, die in Fig. 4 dargestellt ist.
• Das Gehäuse 1 ist aus einem Oberteil 3 und einem Unterteil 4 zusammengesetzt. Die Verbindung kann durch Schweißen, Klipsen oder dgl. erfolgen.
• Das Oberteil 3 des Gehäuses 1 weist eine im Querschnitt rechteckige Außenkontur auf. Es ist nach oben durch eine Art "Deckel" 6 geschlossen und nach unten offen.
• An den Deckel 6 ist ein nach innen ragender, zylindrischer Kragen 7 angeformt, in dem ein Zylinder 8 drehbar geführt ist. Eine Drehfeder 9 ist mit einem Ende in einem Schlitz 10 des Kragens 7 verankert und greift mit ihrem anderen Ende in eine Ausnehmung 11 des Zylinders 8 ein. Sie sucht den Zylinder 8 in der Sicht der Fig. 3 soweit wie möglich gegen den Uhrzeigersinn zu verdrehen.
• In einer abgestuften Querbohrung 12 des Zylinders 8 ist ein Schieber 13 linear verschiebbar geführt. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, besitzt der Schieber 13 einen verbreiterten Kopf 13a, der in dem breiteren Bereich 12a der Querbohrung 12 gleitet, sowie einen schmäleren Bereich 13b, der in dem schmäleren Bereich 12b der Querbohrung 12 geführt ist. Zwischen den Schultern, die sich am Übergang vom breiteren Bereich 13a zum schmäleren Bereich 13b des Schiebers 13 bilden, und den Schultern, die sich am Übergang zwischen dem breiteren Bereich 12a und dem schmäleren Bereich 12b der Querbohrung 12 bilden, sind zwei Druckfedern 14, 15 eingespannt, welche den Schieber 13 in Fig. 3 nach rechts zu schieben suchen.
• In der axialen Höhe des Schiebers 13 sind in die Wand des zylindrischen Kragens 7 zwei Ausnehmungen 16, 17 eingebracht. Befindet sich der in Fig. 3 rechte, wiederum schmälere Endbereich des Schiebers 13, der als Schließnase 39 dient, in einer Winkelposition, die mit einer der beiden Ausnehmungen 16, 17 fluchtet, so rastet sie unter der Wirkung der beiden Federn 14, 15 in die entsprechende Ausnehmung 16 bzw. 17 ein. Diese Ausnehmungen 16, 17 definieren auf diese Weise die beiden Funktionsstellungen des Schalters, von denen die eine dem aktivierten und die andere dem deaktivierten Zustand des Airbags entspricht.
• In den Schieber 13 ist ein Schlitz 18 zur Aufnahme des Fahrzeugschlüssels eingearbeitet. Dieser Schlitz 18 hat keine spezielle Kontur, die die Schließung nur mit einem individuellen Schlüssel ermöglichen würde. Es paßt vielmehr jeder Schlüssel des Typs von Kraftfahrzeug, in welchen der fragliche Schalter eingebaut wird.
• Auch der Schieber 13 weist einen Schlitz 19 auf, der in einer bestimmten Relativposition mit dem Schlitz 18 des Zylinders 8 fluchtet. Am in Fig. 1 linken Endbereich ist der Schlitz 19 des Schiebers 13 mit einer Auflaufschräge 40 versehen. Ohne eingeführten Schlüssel steht der Schieber 13 so, daß seine Schließnase 39 in eine der Ausnehmungen 16, 17 des Kragens 7 eingerastet ist und die Auflaufschräge 40 im Bewegungsweg des Schlüssels im Schlitz 18 des Zylinders 8 liegt. Wird der Schlüssel in den Schlitz 18 des Zylinders 8 eingeschoben, trifft er auf die Auflaufschräge 40 und drückt, durch Wechselwirkung mit dieser, den Schieber 13 in Fig. 1 nach links, so daß die Schließnase 39 von der jeweiligen Ausnehmung 16 bzw. 17 im Kragen 7 freikommt und der Zylinder 8 verdreht werden kann.
• Die Mantelfläche des Zylinders 8 trägt einen Vorsprung 20, der in der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Funktionsstellung des Schalters, welche gegen die Wirkung der Drehfeder 9 erreicht wird, in einer Rastmulde 21 an der Innenmantelfläche des Kragens 7 einliegt. Die Rastmulde 21 ist durch einen kleinen, radial nach innen ragenden Vorsprung 22 von einer Führungsnut 23 getrennt, die ebenfalls an der Innenmantelfläche des Kragens 7 eingeformt ist.
• Zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 4 des Gehäuses 1 ist eine Platine 24 gehalten. Die Platine 24 trägt an ihrer Oberseite zwei Leuchtdioden 25, die ihr Licht seitlich an dem Kragen 7 vorbei auf die Innenseite des Deckels 6 des Oberteiles 3 strahlen. Dieser Deckel 6 enthält Fenster, welche die Form der Worte "on" und "off" besitzen und auf die geschilderte Weise mit Hilfe der Leuchtdioden 25 durchstrahlt werden.
• Auf der Rückseite, also der dem Unterteil 4 zugewandten Seite, trägt die Platine 24 drei Schaltelemente 26, 27, 28, bei denen es sich aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen um hochwertige luft- und wasserdichte Mikroschalter handelt. Ihre Abmessungen sind in dem Sinne "groß", als sie nicht, ohne die Beleuchtung der Fenster in dem Deckel 6 durch die Leuchtdioden 25 abzuschatten, auf der Oberseite der Platine 24 angebracht werden könnten. Die Platine 24 trägt außerdem an ihrer Unterseite verschiedene elektronische Bauelemente 29, die Teil einer hier nicht näher interessierenden Sicherheitsschaltung sind, mit der beispielsweise die Anschlußkabel überwacht und die Schaltzustände der dreifach und damit redundant vorgesehenen Schaltelemtente 26, 27, 28 ausgewertet werden. Weitere elektronische Bauelemente können auch auf der Oberseite der Platine 24 vorgesehen sein, soweit sie nicht eine solche Größe erreichen, daß durch sie eine Abschattung des von den Leuchtdioden 25 ausgesandten Lichtes erfolgt.
• Die Platine 24 besitzt eine kreisringsegmentförmige Durchbrechung 30 (vgl. insbesondere Fig. 2), durch welche eine Betätigungsnase 31 hindurch geführt ist, die an der Unterseite des Zylinders 8 befestigt ist. Die Betätigungsnase 31 greift in eine Ausnehmung 32 einer Nockenscheibe 33 ein. Die Nockenscheibe 33 ist auf einem nach oben stehenden zylindrischen Zapfen 34 drehbar gelagert, der seinerseits an die nach oben zeigende Innenfläche des Bodens 35 des Unterteiles 4 des Gehäuses 1 angeformt ist. An ihrer nach oben, den Schaltelementen 26, 27, 28 zugewandten Seite trägt die Nockenscheibe 33 mehrere Nockenbahnen 36, 37, die jeweils mit dem Betätigungsorgan eines der Schaltelemente 27, 27, 28 zusammenwirken.
• Die seitlichen Wände des Unterteiles 4 des Gehäuses stehen etwas über den Boden 35 nach unten über. Sie bilden auf diese Weise gemeinsam mit den Steckerstiften 38, die nach unten aus dem Boden 35 herausragen, eine Steckerkontur.
• Der oben beschriebene Schlüssel-Drehschalter arbeitet wie folgt:
  Der Beifahrer-Airbag ist dann aktiviert, wenn sich der Zylinder 8 in derjenigen Position befindet, in welcher die Schließnase 39 des Schiebers in die Öffnung 17 des Kragens 7 einrastet. In dieser Drehstellung des Zylinders 8 befindet sich sein Vorsprung 20 in der an der Innenmantelfläche des Kragens 7 ausgebildeten Nut 23.
• Möchte nun der Benutzer den Beifahrer-Airbag deaktivieren, so führt er seinen Fahrzeugschlüssel in den Schlitz 18 des Zylinders 8 sein. Dabei wird, wie oben schon angedeutet, durch Wechselwirkung zwischen dem Schlüssel und der Auflaufschräge 40 des Schiebers 13 der Schieber 13 zurückgezogen, so daß seine Schließnase 39 von der Ausnehmung 17 im Kragen 7 freikommt. In der Endstellung der sich anschließenden Drehbewegung im Uhrzeigersinn, die in Fig. 3 dargestellt ist, rastet der Vorsprung 20 des Zylinders 8 in die Rastmulde 21 des Kragens 7 ein. Der dabei zunächst im Wege stehende kleine Vorsprung 22 wird unter elastischer Verformung des Kragens 7 überwunden. Zieht nunmehr der Benutzer den Schlüssel aus dem Schlitz 18 des Zylinders 8 heraus, so wird der Schieber 13 in Fig. 3 unter dem Einfluss der Federn 14 und 15 nach rechts verschoben, so daß die Schließnase 39 in die Ausnehmung 16 des Kragens 7 einrasten kann. Während des Herausziehens des Schlüssels braucht kein Drehmoment auf den Zylinder 8 ausgeübt zu werden.
• Die Drehbewegung des Zylinders 8 wird mit Hilfe der Betätigungsnase 31 auf die Nockenscheibe 33 übertragen. Die Betätigungsorgane der Schaltelemente 26, 27, 28 werden durch Wechselwirkung mit den Nockenbahnen 36, 37 der Nockenscheibe 33 bewegt, so daß in der dem "off" Zustand entsprechenden Drehposition des Zylinders 8 ein entsprechender Schaltzustand der Schaltelemente 26, 27, 28 vorliegt.
• Wünscht der Benutzer, den Beifahrer-Airbag wieder zu aktivieren, so führt er erneut den Schlüssel in den Schlitz 18 des Zylinders 8 ein und zieht dabei die Schließnase 39 des Schiebers 13 aus der Ausnehmung 16 des Kragens 7. Um die Rückwärts-Drehbewegung des Zylinders 8 einzuleiten, muß über den Schlüssel ein gewisses Drehmoment auf den Zylinder 8 ausgeübt werden, um durch elastische Verformung des Kragens 7 den Vorsprung 20 des Zylinders 8 wieder aus der Rastmulde 21 heraus und in die Nut 23 an der Innenmantelfläche des Kragens 7 zu bringen. Nachdem der Vorsprung 20 des Zylinders 8 jedoch den Vorsprung 22 des Kragens 7 passiert hat, wird die Drehbewegung des Zylinders 8 unter dem Einfluss der Drehfeder 9 selbsttägig fortgesetzt, bis wieder die Ausgangsposition erreicht ist, in welcher die Schließnase 18 des Schiebers 13 wieder in die Ausnehmung 17 des Kragens 7 eingreift.

Claims (7)

1. Schlüsselschalter für sicherheitsrelevante Anwendungen, insbesondere zur Deaktivierung eines Aigbags, mit

a) einem Gehäuse;

b) einem in dem Gehäuse drehbar geführten Zylinder, der einen Schlitz zum Einführen eines Schlüssels und eine hierzu etwa senkrecht verlaufende Querbohrung aufweist;

c) einem in der Querbohrung des Zylinders linear geführten Schieber, der

a) von einer Feder derart beaufschlagt ist, daß er in seiner Ruheposition mit einer Schließnase über die Mantelfläche des Zylinders übersteht;

b) in einer ersten Drehstellung des Zylinders mit seiner Schließnase in eine erste Ausnehmung des Gehäuses eingreift;

c) so ausgestaltet ist, daß er beim Einschieben des Schlüssels in den Schlitz des Zylinders gegen die Kraft der Feder aus der Ausnehmung des Gehäuses zurückgezogen wird;

d) einer Feder, welche den Zylinder in eine zweite Drehstellung zu drehen sucht;

e) mindestens einem Schaltelement, das in Wirkverbindung mit dem Zylinder steht und in dessen beiden Drehstellungen unterschiedliche Schaltzustände aufweist;

gekennzeichnet durch

a) eine von dem Schieber (13) unabhängige Rasteinrichtung (20, 21), die einrastet, wenn der Zylinder (8) in die erste Drehstellung bewegt wird, diesen in der ersten Drehstellung festhält und durch ein von dem Benutzer auf den Zylinder (8) ausgeübtes Drehmoment wieder lösbar ist.

2. Schlüsselschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine zweite Ausnehmung (17) besitzt, in welche die Schließnase (39) des Schiebers (13) einrastet, wenn sich der Zylinder (8) in der zweiten Drehstellung befindet.

3. Schlüsselschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung einen Vorsprung (20) am Zylinder (8) oder am Gehäuse (7) und eine diesen in der Raststellung aufnehmende Rastmulde (21) am jeweils anderen Teil aufweist, wobei das Gehäuse (7) und/oder der Zylinder (8) im Bereich ihrer Wechselwirkung elastisch verformbar sind.

4. Schlüsselschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmulde (21) in dem Gehäuse (1) oder in den Zylinder (8) durch einen Vorsprung (22) von einer Nut (23) getrennt ist, die sich in Umfangsrichtung an die Rastmulde (21) ansschließt.

5. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (13) einen Schlitz (19) zur Durchführung des Schlüssels aufweist, der an einer Seite von einer Auflaufschräge (40) für den Schlüssel begrenzt ist.

6. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schieber (13) zusammenwirkenden Ausnehmungen (16, 17) des Gehäuses (1) in einem inneren zylindrischen Kragen (7) des Gehäuses (1) ausgebildet sind.

7. Schlüsselschalter nach Anspruch 6, bei Rückbeziehung auf Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmulde (21) und ggf. die Nut (23) an der Innenmantelfläche des Kragens (7) vorgesehen sind.