DE10323964B4

DE10323964B4 - Haptische Begrenzung für einen Stufenschalter oder ein Potentiometer

Info

Publication number: DE10323964B4
Application number: DE10323964A
Authority: DE
Inventors: Dirk Erdloff
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: EP1627394B1; EP1627394A1; KR20060006093A; ES2327234T3; CN100533606C; WO2004107366A1; CN1795518A; DE10323964A1; DE502004009722D1

Abstract

Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse (1) mit einer Ringnut (4) und einer in das Gehäuse eingefügten Schenkelfeder (8), insbesondere zum Einsatz in einem Stufenschalter oder einem Potentiometer, bestehend aus einer äußeren Nutwand (2) mit einer Ausnehmung (7) zur Aufnahme eines Schenkels (9) der Schenkelfeder (8) und einer inneren Wand (3), dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schenkel (9) in der Ausnehmung (7) der äußeren Nutwand (2) aufgenommen ist und dass das Gehäuse (1) mit einer axial schräg nach unten verlaufenden Ausnehmung (5) versehen und am Ende der Schräge der Ausnehmung (5) ein Anschlag (6) für den unteren Schenkel (10) der Schenkelfeder (8) angeordnet ist, so dass der nach dem Einlegen gegen den unteren Anschlag (6) anliegende untere Schenkel (10) der Schenkelfeder (8) durch das Vorspannen mittels des oberen Schenkels (9) gleichzeitig radial und axial spannbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein ringförmiges, zylindrisches Gehäuse mit einer Ringnut und einer in das Gehäuse eingefügten Schenkelfeder, insbesondere zum Einsatz in einem Stufenschalter oder einem Potentiometer, bestehend aus einer äußeren Nutwand mit einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Schenkelfeder und einer inneren Wand.

Der Einsatz einer Schenkelfeder in einem Potentiometer ist aus der DE 33 07 827 A1 bekannt. Auf der Achsführung des Potentiometers ist eine Schenkelfeder befestigt, die in einen Stift in der Potentiometerachse eingreift, dabei holt die Schenkelfeder das ausgelenkte Potentiometer in eine vorgegebene Neutralstellung zurück. Beide Schenkel der Schenkelfeder weisen radial nach außen und umschließen einen Stift, der mit dem Rändelrad zur Verstellung des Potentiometers in Verbindung steht. Die Schenkelfeder ist fest mit dem Potentiometerträger verbunden, so daß bei einer Drehung am Rändelrad ein Schenkel der Schenkelfeder gespannt wird und somit eine Spannung erzeugt, die das Rändelrad wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt. Zur Montage der Schenkelfeder wird diese über den Potentiometerträger geschoben und bei einem entsprechend gewählten Schenkelabstand der Schenkelfedern ist ein spielfreier Sitz auf dem Stift des Rändelrads möglich.

Ein weiterer einstellbarer Widerstand, der eine Schraubenfeder zur Rückstellung aufweist, ist in der DE 34 44 229 A1 offenbart. Der einstellbare Widerstand weist einen Rotor auf, der wenigstens zwei ineinander angeordnete, achsparallele, hohlzylinderförmige Rotorwände besitzt. Zwischen diese Rotorwände greifen wenigstens zwei ineinander angeordnete hohlzylinderförmige Deckelwände eines an einem Gehäuseunterteil befestigten Deckels. Zwischen den beiden Deckelwänden des Rotors und des Gehäuseunterteils besteht ein Ringraum. In diesem ist eine Schraubenfeder angeordnet, die mit ihrem einen Ende am Deckel und mit ihrem anderen Ende am Rotor befestigt ist. Sie dient zur Rückstellung des Rotors. Bei der Montage der Schraubenfeder wird diese in den Ringraum des Deckels eingelegt und in den Rotor hineingeschoben.

Ein Drehpotentiometer mit einer Schenkelfeder ist aus der US 4,430,634 bekannt. Hierbei ist die Schenkelfeder in ein ringförmiges, zylindrisches Gehäuse eingebaut. Das Gehäuse besitzt eine Ringnut zur Aufnahme der Schenkelfeder, bestehend aus einer äußeren Nutwand, an der ein Schlitz angebracht ist zur Aufnahme des oberen Schenkels und eine enge innere Nutwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein weiteres ringförmiges, zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme einer Schenkelfeder zu entwickeln, in das die Schenkelfeder leicht einzufügen und zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der obere Schenkel in der Ausnehmung der äußeren Nutwand aufgenommen ist und dass das Gehäuse mit einer axial schräg nach unten verlaufenden Ausnehmung versehen und am Ende der Schräge der Ausnehmung ein Anschlag für den unteren Schenkel der Schenkelfeder angeordnet ist, so dass der nach dem Einlagen gegen den unteren Anschlag anliegende untere Schenkel der Schenkelfeder durch das Vorspannen mittels des oberen Schenkels gleichzeitig radial und axial spannbar ist.

Durch die Anordnung dieser Ausnehmung mit einer axial nach unten gerichteten Schräge ist nun die Möglichkeit geschaffen, die Schenkelfeder im Gehäuse schnell und einfach zu montieren und diese gleichzeitig durch den Einbau radial und axial vorzuspannen. Am Ende der Schräge, an der der untere Schenkel der Schenkelfeder anliegt, ist ein Anschlag angeordnet, so daß je nach Anordnung des Anschlags, in der inneren oder äußeren Nutwand, die Schenkelfeder mit einer beliebigen Vorspannung versehen werden kann. Hieraus ergibt sich ein weiterer Vorteil, nämlich der, daß für das Vorspannen kein separater Arbeitsschritt notwendig ist und somit die Taktzeit bei der Montage reduziert wird.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
1 den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gehäuses mit einer Schenkelfeder und deren Fügerichtung,
2a bis 2d die Montage der Schenkelfeder in das Gehäuse.
In 1 ist ein Gehäuse 1 zur Aufnahme einer Schenkelfeder bestehend aus einer äußeren Nutwand 2 und einer inneren Nutwand 3 dargestellt. Die äußere Nutwand 2 und die innere Nutwand 3 begrenzen eine Ringnut 4 des Gehäuses 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist die axial schräg nach unten verlaufende Ausnehmung 5 in die innere Nutwand 3 eingebracht. Am Ende der Schräge der Ausnehmung 5 befindet sich ein Anschlag 6. In die äußere Nutwand 2 ist eine Ausnehmung 7 eingearbeitet, die sich über einen begrenzten Winkelbereich der äußeren Nutwand 2 erstreckt.
Die Schenkelfeder 8 besitzt zwei entgegengesetzt gebogene Schenkel 9, 10. In diesem Ausführungsbeispiel ist der obere Schenkel 9 radial nach außen und der untere Schenkel 10 radial nach innen gebogen. Die Länge der Schenkel 9, 10 sind entsprechend ihrer Funktionen begrenzt. Der untere Schenkel 10 entspricht in seiner Länge in etwa der Breite der inneren Nutwand 3. Der obere Schenkel 9 der Schenkelfeder 8 ist länger als die Breite der Nutwand 2, so daß der obere Schenkel 9 über die äußere Nutwand 2 hinausragt. Das über die äußere Nutwand 2 hinausragende Ende des Schenkels 9, kann somit von einem Mitnehmer erfasst und ein Drehmoment erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Kombination aus Gehäuse 1 und Schenkelfeder 8 kann zum Beispiel in einem nicht näher dargestellten Potentiometer oder Stufenschalter zum Einsatz kommen. Dabei erzeugt der obere Schenkel 9 je nach Vorspannung der Schenkelfeder 8 im Gehäuse 1 ein mehr oder weniger großes Drehmoment. Da die Erfindung zumeist in manuell betätigten Schaltern eingesetzt wird, wird dabei eine Schenkelfeder 8 mit einer eher flachen Federkennlinie eingesetzt. Ziel ist es dabei, über den gesamten Verstellbereich ein möglichst gleichmäßiges Moment am Drehknopf zu erzeugen.
Das Gehäuse 1 ist vornehmlich aus Kunststoff gefertigt. Ein bevorzugter Werkstoff ist Polyoxymethylen (POM). Dieser Werkstoff (POM) besitzt einerseits gute Gleiteigenschaften und andererseits einen niedrigen Reibungskoeffizienten, so daß er sich besonders für die Beanspruchungen durch eine drehbetätigte Feder eignet. POM zeichnet sich ebenfalls durch einen geringen Verschleiß aus. Die Schenkelfeder 8 besteht aus einem Federstahl. Da je nach Einsatzgebiet des Schalters das Eindringen von Feuchtigkeit und Nässe nicht ausgeschlossen werden kann, wird die Schenkelfeder 8 bevorzugt aus rostfreiem Stahl gefertigt.
Die Länge des zylindrischen Gehäuses 1 entspricht im wesentlichen der axialen Länge der Schenkelfeder 8, wobei das Gehäuse 1 in Bereichen über die Schenkelfeder 8 hinausragen kann. Insbesondere im Bereich des Anschlags 6 ist eine Verlängerung des Gehäuses 1 sinnvoll, damit der untere Schenkel 10 sicher geführt ist. Der mittlere Durchmesser der Schenkelfeder 8 beträgt ca. 15 mm, was aber nicht bedeutet, daß die Erfindung auf diese Abmessungen festgelegt ist. Es ist ebenso vorstellbar das erfinderische Gehäuse 1 zur Aufnahme der Schenkelfeder 8 bei Schaltern mit großen Abmaßen oder Bedienelementen einzusetzen.
Entsprechend der 1 wird die Schenkelfeder 8 von oben in Richtung des Pfeils P in die Ringnut 4 des Gehäuses 1 eingeführt. Die weitere Montagefolge ist in den 2a bis 2d dargestellt. Nach dem Einführen der Schenkelfeder 8 in das Gehäuse 1 liegt der obere Schenkel 9 auf der äußeren Nutwand 2 auf und der untere Schenkel 10 an der Ausnehmung der inneren Nutwand 3 an. Hier zeigt sich nun der erfindungsgemäße Vorteil und die Montageerleichterung während des Vorspannens. Zum Vorspannen der Schenkelfeder 8 muß lediglich der obere Schenkel 9 der Schenkelfeder 8 in Richtung des Pfeils, im Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn, gezogen werden, wie in 2b dargestellt. Dabei wird der untere Schenkel 10 entlang der Schräge 5 geführt und somit axial vorgespannt. Sobald der untere Schenkel 10 den Anschlag 6 an der inneren Nutwand 3 erreicht hat, ist das axiale Vorspannen abgeschlossen, wie in 2c aufgezeigt. Durch ein weiteres Spannen der Schenkelfeder 8 mittels eines Schwenkens des oberen Schenkels 9 in Richtung der oberen Ausnehmung an der äußeren Nutwand 2 wird die Schenkelfeder 8 nun radial vorgespannt. 2d zeigt den montierten Zustand und die Lage der Schenkelfeder 8 im Gehäuse 1. Der obere Schenkel 9 der Schenkelfeder 8 liegt nun in der Ausnehmung 7 der äußeren Nutwand 2. Die Ausnehmung 7 kann dabei über einen Winkelbereich von 25° bis 65° variieren, vorzugsweise wird ein Winkel von 45° als Wirkbereich für den oberen Schenkel 9 der Schenkelfeder 8 in die äußere Nutwand 2 eingebracht.
Die Schenkelfeder 8 liegt nun radial und axial vorgespannt im Gehäuse 1. Vorteilhafterweise wird dies während der Montage lediglich mittels des Drehens am oberen Schenkel 9 durchgeführt. Es ist somit erfindungsgemäß möglich mit einfachsten Mitteln und mit minimalen Taktzeiten und erheblich reduzierten Nebenzeiten die Schenkelfeder 8 im Gehäuse 1 radial und axial zu spannen.
Die Erfindung kann zur Rückstellung einer Drehbewegung dienen, sie kann aber auch ein Drehmoment an einem Bedienelement hervorrufen, so daß dem tastenden Bediener ein Gefühl für die Verstellbewegung an dem dreheinstellbaren Schalter oder Potentiometer vermittelt wird. Die Erfindung kann auch in Kombination mit einer Feinrast oder Grobrast eingesetzt werden oder am Ende einer Raststrecke, zum Beispiel einem mehrstufigen Schalter als Drehmoment bezogene Begrenzung oder Endanschlag dienen.
Das in den 1 und 2 dargestellte Beispiel stellt lediglich eine Ausführungsvariante der Erfindung dar. Es ist ebenso vorstellbar, die axial schräg nach unten verlaufende Ausnehmung in die äußere Nutwand einzubringen und so mit einer Schenkelfeder 8 zu arbeiten, bei der beide Schenkel 9, 10 radial nach außen gerichtet sind.

Claims

Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse (1) mit einer Ringnut (4) und einer in das Gehäuse eingefügten Schenkelfeder (8), insbesondere zum Einsatz in einem Stufenschalter oder einem Potentiometer, bestehend aus einer äußeren Nutwand (2) mit einer Ausnehmung (7) zur Aufnahme eines Schenkels (9) der Schenkelfeder (8) und einer inneren Wand (3), dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schenkel (9) in der Ausnehmung (7) der äußeren Nutwand (2) aufgenommen ist und dass das Gehäuse (1) mit einer axial schräg nach unten verlaufenden Ausnehmung (5) versehen und am Ende der Schräge der Ausnehmung (5) ein Anschlag (6) für den unteren Schenkel (10) der Schenkelfeder (8) angeordnet ist, so dass der nach dem Einlegen gegen den unteren Anschlag (6) anliegende untere Schenkel (10) der Schenkelfeder (8) durch das Vorspannen mittels des oberen Schenkels (9) gleichzeitig radial und axial spannbar ist.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial schräg nach unten verlaufende Ausnehmung (5) in die innere Nutwand (3) eingebracht ist.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schenkel (9) über die äußere Nutwand (2) hinausragt.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung in der äußeren Nutwand (2) über einen Winkel von 25° bis 65°, vorzugsweise über einen Winkel von 45°, erstreckt.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Gehäuses (1) im wesentlichen der in axiale Richtung gemessenen Länge der Schenkelfeder (8) entspricht.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyoxymethylen gefertigt ist.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (8) aus rostfreiem Stahl gefertigt ist.
Ringförmiges, zylindrisches Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelfeder (8) eine flache Federkennlinie mit gleichmäßigem Momentenverlauf aufweist.