DE19514653A1

DE19514653A1 - Schalterbetätigungsanordnung

Info

Publication number: DE19514653A1
Application number: DE19514653A
Authority: DE
Inventors: Thomas J Oshgan
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Delphi Troy Mich Us
Priority date: 1994-04-21
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1995-10-26
Also published as: KR100299019B1; JPH0854947A; US5446253A; KR950034341A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Betätigungs vorrichtungen der Bauart, die schwenkbewegbar ist zum sequentiellen Betätigen einer Vielzahl von Schaltern. Be tätigungsvorrichtungen dieser Bauart werden typischer weise als Betätigungsvorrichtungen der Kippbauart (Rocker- oder Paddelbauart) bezeichnet und sie werden oftmals für bidirektionelle Schwenkbewegung in Schaltern eingesetzt, die zur Fernsteuerung von Servomotoren die nen. Typischerweise ist eine Betätigungsvorrichtung der Kippbauart durch den Benutzer in einer Richtung aus einer Neutralposition verdrehbar, um einen Servomotor mit Ener gie zu versorgen, und zwar für den Betrieb in einer Rich tung oder in einem Sinn; die Betätigungsvorrichtung der Kippbauart kann durch den Benutzer in entgegengesetzter Richtung aus der Neutralposition verdreht werden, um den Betrieb des Servomotors in dem entgegengesetzten Sinn oder der entgegengesetzten Richtung zu bewirken.

In einigen Anwendungsfällen ist es jedoch erwünscht, den sequentiellen Betrieb einer Vielzahl von Servomotoren durch fortgesetzte Drehung der Betätigungsvorrichtung der Kippbauart in einer Richtung aus der Neutralposition vor zusehen. Beispiele dieser Art einer Servofernsteuerungs betätigung ergeben sich bei der Steuerung von Zubehör im Automobilbau, zum Beispiel für den Betrieb eines Fenster motors einer Automobiltür. In einem solchen Anwendungs fall wird eine erste Betriebsart in Betrieb gesetzt bei der anfänglichen Bewegung des Kippschalters oder der Be tätigungsvorrichtung in einer Richtung in eine erste Position; bei fortgesetzter Bewegung der Kippbetäti gungsvorrichtung in die gleiche Richtung wird eine zweite Betriebsart des Fensterbetriebs an einer zweiten Position vorgesehen. Diese Fenstermotorsteuerung der Dualbauart war erwünscht für die intermittierende Erregung des Fen steranhebmotors in der anfänglichen oder ersten Position, und zwar so lange, wie der Benutzer den Schalter in der Position hält. Bei fortgesetzter Bewegung des Schalter betätigers zu einer zweiten Position wird die Schaltung in die Lage versetzt, den kontinuierlichen Betrieb des Servomotors zu bewirken, und zwar trotz des Nachlassens der Betätigungskraft an der Kippbetätigungsvorrichtung und der Rückkehr der Betätigungsvorrichtung in die Neu tralposition.

Bislang war die Betätigungsvorrichtung in der Neutralpo sition durch einen elastisch vorgespannten Kolben verra stet, der mit einer Ausnehmung in dem Gehäuse in Eingriff kommt, um einen durch Fühlen unterscheidbaren Anstieg der Kraft vorzusehen, die erforderlich ist, damit der Benut zer die Betätigungsvorrichtung aus der Neutralposition in die eine oder andere Richtung zu einer ersten Betäti gungsposition bewegt. Beim bekannten Stand der Technik machten jedoch jedwede zusätzlichen Krafterhöhungen die fortgesetzte Bewegung der Betätigungsvorrichtung in der gleichen Richtung erforderlich, und zwar über die erste oder anfänglichen Betätigungsposition hinaus, und zwar bewirkt, durch die innewohnenden Kräfte des Schaltme chanismus zur Bewirkung der zu betätigenden Schaltele mente. Die Grenze der Betätigungsvorrichtungsbewegung wurde typischerweise durch den Aufbau der Kräfte in dem Schaltmechanismus bestimmt, und zwar infolge des Da rüberhinauslaufens des anfänglich betätigten Schalters und des darauffolgend betätigten Schalters, wobei sich keine deutlich fühlbar unterscheidbare Anzeige für die darauffolgende Betätigung ergab.

Es bestand jedoch ein langes Bedürfnis, eine Schalterbe tätigungsvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, eine sequentielle Betätigung einer Vielzahl von Schaltern vorzusehen, und zwar bei fortgesetzter Bewegung in einer gemeinsamen Richtung und um eine positive Verrastung der darauffolgenden Schalterbetätigungspositionen nach der anfänglichen Betätigung vorzusehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine Schalterbetätigungs vorrichtung vor, und zwar der Kippbauart (Rocker- oder Paddelbauart), und zwar schwenkbar angeordnet in einem Gehäuse zum Zwecke der bidirektionellen Betätigung in entgegengesetzt liegenden Richtungen von einer Neutralpo sition aus. Die Betätigungsvorrichtung weist einen feder belasteten Kolben auf, der vom Schwenkpunkt nach außen vorgespannt ist und der mit einer Rastausnehmung in Ein griff kommt, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei die Betätigungsvorrichtung angebracht ist, um typischerweise eine Vielzahl von Schaltern, die sich im Gehäuse befin den, zu betätigen. Die Rastausnehmung in dem Gehäuse besitzt eine Anfangsrampe oder eine Neigung benachbart zur Neutralposition und eine steilere Neigung oder eine Rampe entfernt oder distal zur Neutralposition. Beim Anlegen einer Benutzerkraft an die Kippbetätigungsvor richtung wird der Kolben dazu veranlaßt, niedergedrückt zu werden, um die erste Schaltoberfläche in der Rastaus nehmung hinauf zulaufen oder "hinaufzurampen", und zwar mit einer darauffolgenden Verringerung der Kraft, die für die Bewegung erforderlich ist, was für den Benutzer durch Fühlen feststellbar ist. Bei fortgesetzter Drehung der Betätigungsvorrichtung in der gleichen Richtung durch den Benutzer wird der Kolben veranlaßt, mit einer zweiten steileren Rampe in der Ausnehmung zusammenzuarbeiten, was vom Benutzer verlangt, daß er eine signifikant höhere Kraft anlegt, um die Bewegung der Betätigungsvorrichtung fortzusetzen; und, nachdem der Kolben die Spitze der Rampe erreicht, kann eine plötzliche Abnahme der erfor derlichen Kraft durch Gefühl festgestellt werden, und zwar als eine Anzeige, daß die Betätigungsvorrichtung ihre zweite Betätigungsposition erreicht hat.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbei spielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Betäti gungsvorrichtung in Neutralstellung;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Be tätigungsvorrichtung im Uhrzeigersinn verdreht ist, und zwar aus der Neutralposition in eine anfängliche Betätigungsposition;

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Kipp mittel um eine zusätzliche Größe aus der Position gemäß Fig. 2 in eine zweite Betätigungsposition oder -stellung verdreht sind;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Betä tigungsvorrichtung in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wurde, und zwar aus der Neutralposition in eine anfängliche Betätigungs position; und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die die Kippbetäti gungsvorrichtung um eine zusätzliche Größe bewegt, dargestellt, und zwar aus der Position gemäß Fig. 4 in eine darauffolgende Betätigungsposition;

Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Kraft in Newton als eine Funktion der Abwärtsbewegung des Knopfes in Millimetern dargestellt ist.

In Fig. 1 ist die Betätigungsanordnung der Erfindung im ganzen mit 10 bezeichnet und weist Gehäusemittel auf, die eine Basis 12 und eine Abdeckung 14 umfassen, und zwar ist die Abdeckung 14 mit der Basis 12 angeordnet und si cher daran befestigt, beispielsweise durch eine Schnapp verriegelungsverbindung. Die Abdeckung 14 besitzt einen Turmteil 16, auf dem eine Kippbetätigungsvorrichtung 18 schwenkbar gelagert ist. Die Kippbetätigungsvorrichtung 18 besitzt einen Benutzerkontaktteil 20 oder einen Knopf, der darauf vorgesehen ist, um den Benutzer das Anlegen einer Kraft an die Kippmittel zu gestatten, um die Be wegung zu bewirken.

Das Betätigungsglied 18 besitzt eine Führungsausnehmung 20, die darin ausgebildet ist und in der ein Kolbenglied 22 gleitend aufgenommen ist, welches nach unten und von der Schwenkbefestigung der Kippmittel weg vorgespannt ist, und zwar durch eine geeignete Feder 24.

Eine Blattfeder 26 ist an der unteren Oberfläche (Un terseite) der Abdeckung 14 angeordnet und besitzt da rinnen eine Mittelöffnung, wobei sich der Führungsteil 28 mit der Betätigungsvorrichtung dahindurch nach unten er streckt, und zwar für einen Führungskolben 22. Die Basis 12 besitzt eine im ganzen bei 30 angedeutete Ausnehmung, die daß innen mit einer mittigen Neutralpositionsver tiefung 32 ausgeformt ist, die im allgemeinen der Spitze oder dem Ende des Kolbens 22 in der Form derart ent spricht, daß die Kanten der Vertiefung 32, die mit dem Bezugszeichen 34 versehen sind, eine Rampe oder eine Neigung bilden, wobei der Kolben nach unten in die Ver tiefung 32 vorgespannt ist.

Fig. 2 zeigt die Betätigungsvorrichtung 18 im Uhrzeiger sinn verdreht, und zwar um eine anfängliche Winkelgröße, die mit dem Bezugszeichen Θ bezeichnet ist, worauf hin dann das Ende des Kolbens 22 dazu gezwungen wurde, über die Kante 34 an der Neutralvertiefung 32 zu steigen, und wobei der Kolben in Ausrichtung gezeigt ist, gegenüber einer Kerbe oder Vertiefung geformt durch die zweite Rampe, welche die vertikal ansteigende Seitenwand 36 der Ausnehmung 30 umfaßt. Man erkennt, daß dann, wenn der Kolben 22 über die Kante 34 der Neutralvertiefung läuft, der Benutzer in der Lage ist, durch Gefühl der plötzli chen Kraftanstieg festzustellen, und zwar gegenüber der Kraft, die erforderlich ist, um den Kolben nach oben ent gegen der Feder 24 zu bewegen zum Gestatten der Bewegung des Kolbens aus der Neutralpositionsvertiefung 32.

In Fig. 3 sind die Kippmittel um eine zusätzliche Größe in einer Uhrzeigerrichtung gegenüber der Position gemäß Fig. 2 verdreht dargestellt, und zwar in einer Ringposi tion, die durch das Bezugszeichen Φ1 ανγεδεθτετ στ, ωοβε δερ Bενθτζερ ενε ηνρεχηενδε Kραϕτ αν δεν Aνσατζ 20 an gelegt hat, um die Betätigungsvorrichtung zu veranlassen, das Ende des Kolbens 22 rampenartig nach oben zu bewegen, und zwar über die Kante 38 der Rampe 36. Man erkennt, daß die nahezu vertikale Orientierung der Wand oder Rampe 36 als eine zweite Rastung für den Kolben 22 in der Anfangs betätigungsposition dient. Die Bewegung des Kolbens über die Schulter oder die obere Ecke 38 der Wand 36 erzeugt eine gefühltmäßig feststellbare plötzliche Kraftver ringerung, und zwar der Kraft, die erforderlich ist, um die Betätigungsvorrichtung zu bewegen und bei der Kolbenbe wegung über die Ecke 38, wobei der Grenzanschlag des Betätigerlaufs gemäß Fig. 3 erreicht wird, wenn die Be tätigungsvorrichtung gegen die obere Oberfläche (Ober seite) der Abdeckung 14 zum Schluß kommt und den natür lichen Anschlag oder Rastung für die zweite Position der Betätigungsvorrichtung vorsieht. Bei der derzeit bevor zugten Ausführung der Erfindung ist der Wert des Winkels Θ ungefähr 11° und der Winkel Φ für die zweite Betätigung ist ungefähr 20°.

Gemäß Fig. 4 ist die Betätigungsvorrichtung 18 als ent gegen dem Uhrzeigersinn verdreht dargestellt, und zwar gegenüber der Neutralposition um eine Winkelverschiebung oder Winkelversetzung von Θ. In der in Fig. 4 gezeigten Position ist der Kolben 22 die Rampe hinauf über die Kante 39 der Neutralausnehmung 32 gelaufen und ist gegen über der steilen Wand der zweiten Rampe 40 verrastet, um mit dem Benutzer mit einer fühlbar feststellbaren Anzeige der anfangsbetätigten Position zu beliefern, und zwar in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Betätigungsvor richtungsbewegung in Fig. 2.

Gemäß Fig. 5 ist die Betätigungsvorrichtung 18 weiter in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, und zwar aus der Position gemäß Fig. 4 in eine zweite ver rastete Position angedeutet durch den Winkel Φ. In der in Fig. 5 gezeigten Position wurde der Kolben 22 dazu ge zwungen, die steile Rampe oder die Wand 40 hinaufzustei gen und über die Schulter oder die Ecke 42 zu laufen mit einer demzufolge merklich feststellbaren Erhöhung der Kraftgröße, die durch den Benutzer erforderlich ist, und zwar in dem Punkt, wo die Kippmittel 18 ihren Lauf oder Bewegungsgrenzen erreichen gegenüber der oberen Ober fläche oder Oberseite der Abdeckung 14.

Die durch den Benutzer auf den Knopf 20 ausgeübte Kraft in Vertikalrichtung wird - vergleiche dazu die Fig. 4, 5 und 6 durch den schwarzen Pfeil in den Fig. 4 und 5 - dargestellt.

In Fig. 6 ist die Kraft in Newton, als eine Funktion der Abwärtsbewegung oder Versetzung in Millimetern des Knop fes 20 aufgetragen. Die durch die Bezugszeichen a und b in Fig. 6 bezeichneten Punkte stellen Rastpositionen dar, und zwar angedeutet durch die Winkelversetzung Θ bzw. Φ und entsprechen einem Wert Θ = 11,9° und Φ = 18°. Aus der Darstellung gemäß Fig, 6 erkennt man, daß der Schalter eine positive und fühlbar feststellbare Verrastung der Schalterbetätigung vorsieht, und zwar in einer Vielzahl von Positionen für die sequentielle Betätigung von Schaltern; diese Verrastung wird unabhängig von den Be tätigungseigenschaften und Charakteristika der Schalter vorgesehen, die durch den Kipphebel oder die Kippmittel 18 betätigt werden sollen.

Die vorliegende Erfindung sieht somit eine neue Schal terbetätigungsvorrichtung vor, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Schaltern zu betätigen, und zwar durch Dre hung oder Bewegung in einer Richtung und es wird ferner eine fühlbar feststellbare positive Verrastung einer derartigen Vielzahl von Betätigungspositionen vorgesehen.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Schalterbetätigungsvorrichtung der Kippbauart zum sequentiellen Betätigen einer Vielzahl von Schaltern bei Drehung in der einen von entgegengesetzten Richtungen aus einer Neutralposition heraus. Die Betätigungsvorrichtung besitzt einen federbelasteten Kolben der mit einer Aus nehmung im Gehäuse in Eingriff steht. Die Ausnehmung besitzt eine mittige Vertiefung für die Neutralpositions verrastung und steile Rampen angeordnet mit Abstand auf jeder Seite der neutralen Ausnehmung. Die steilen Rampen sehen eine erste Betätigungspositionsverrastungswirkung gegenüber dem Kolben vor, und zwar nach der Bewegung durch den Benutzer, der den Kipphebel oder die Kippmittel aus der Neutralposition herausbewegt. Die steile Rampe erfordert eine beträchtlich erhöhte durch den Verbraucher oder Benutzer auf zubringende Betätigungskraft, um den Kolben über die anfängliche Betätigungsposition hinaus zu verschieben; wenn der Kolben das obere Ende der steilen Rampe übersteigt, so ergibt sich eine plötzliche Abnahme der durch den Benutzer anzulegenden Kraft, was gefühls mäßig feststellbar ist, um so eine Anzeige dafür vorzu gehen, daß die zweite Schaltposition erreicht ist.

Claims

1. Elektrische Schalterbetätigungsanordnung geeignet zur Betätigung einer Vielzahl von Schaltern, wobei fol gendes vorgesehen ist:

(a) Gehäusemittel;
(b) ein Betätigungsglied (18) angeordnet zur Be wegung in entgegengesetzten Richtungen, um einen Schwenkpunkt oder Schwenkmittel an den Gehäuse mitteln, wobei das Betätigungsglied Kolbenmittel aufweist, die eine elastisch auslenkbare Ober fläche definieren; und
(c) Rastmittel an den Gehäusemitteln, wobei die Rastmittel kontaktierbar sind durch die aus lenkbare Oberfläche der Kolbenmittel und eine Neutralpositionsrastung für die Betätigungs mittel vorsehen, wobei die Rastmittel ferner in Zusammenarbeit mit den Kolbenmitteln einen ersten vorbestimmten Widerstand gegenüber der Benutzer bewegung des Betätigungsglieds in einer Richtung vorsehen, und zwar weg von der Neutralposition zu einer ersten Schaltposition hin, und wobei ferner bei fortgesetzter Benutzerbewegung in der erwähnten Einrichtung die Rastmittel zusammen mit den Kolbenmitteln einen zweiten vorbestimm ten Widerstand vorsehen, der wesentlich größer ist als der erste Widerstand gegenüber der Benutzer bewegung des Betätigungsglieds in eine zweite Schaltposition.

2. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Kol benmittel (22) gleitend an dem Betätigungsglied angeordnet sind und von dem Schwenkpunkt nach außen federbelastet sind.

3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rastmittel eine Ausnehmung aufweisen, mit einer mittigen Vertiefung, die die Neutralposition defi niert und mit einem Paar von scharf ansteigenden Seiten beabstandet auf entgegengesetzt liegenden Seiten der Neutralposition zum Vorsehen des erwähn ten größeren Widerstands gegenüber der Bewegung der Betätigungsvorrichtung in die zweite Schaltposition.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel eine Oberfläche aufweisen, die eine erste Rampe definiert zwischen der erwähnten Neutralposition und der er sten Schaltposition und die ferner eine zweite Rampe besitzen, und zwar zwischen den ersten und zweiten Schaltpositionen, wobei die zweite Rampe eine we sentlich größere Neigung besitzt als die erste Rampe.

5. Verfahren zum Vorsehen von durch Fühlen feststell baren Positionen zum Zwecke der Anzeige einer Be tätigungsvorrichtung für Mehrfachschalter, wobei folgendes vorgesehen ist:

(a) Vorsehen eines Gehäuses und Schwenken eines Betätigungsgliedes darauf;
(b) elastisches Vorspannen eines Teils der Betä tigungsvorrichtung in Kontakt mit dem Gehäuse;
(c) Versehen des Gehäuses mit Rastmitteln mit einer Neutralposition und einer ersten Rampe benach bart zur Neutralposition und einer zweiten Ram pe, die steiler ist als die erste Rampe entfernt gegenüber der Neutralposition;
(d) Anlegen einer ersten Kraft an die Betätigungs vorrichtung und Bewegung der Betätigungsvor richtung in einer Richtung, und rampenartige Bewegung oder Führung des vorgespannten Teils von der Neutralposition zu der ersten Position;
(e) Anlegen einer zweiten Kraft, die durch Abfühlen feststellbar ist und die deutlich größer ist als die erste Kraft an die Betätigungsvorrichtung und Bewegung der Betätigungsvorrichtung in der erwähnten einen Richtung und rampenartiges Bewe gen oder Führen des vorgespannten Teils von der ersten Position in die zweite Position.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des ela stischen Vorspannens das Vorsehen eines Kolbens um faßt, der gleitend an dem Betätigungsteil angeordnet ist und Federbelastung des Kolbens.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ferner die Betäti gungsvorrichtung elastisch in die Neutralposition vorgespannt ist.