DE19620984C2 - Variables Schaltrad für den Antrieb eines verstellbaren Teils in einem Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltrad zum Betätigen einer Schalteinrichtung zum Stillsetzen eines Motors, der ein zwischen Bezugsstellungen verstellbares Teil eines Fahrzeugs antreibt, in mindestens einer vorbestimmten Stellung des verstellbaren Teils, wobei das Schaltrad eine oder mehrere Schaltnocken aufweist.

Ein solches Schaltrad ist beispielsweise aus DE 40 21 973 C1 bekannt. Das Schaltrad ist dabei einstückig mit zwei am Außenumfang angeordneten, axial gegeneinander versetzten Nockenbahnen ausgebildet. Die Nocken haben die Form von in radialer Richtung vorste­ henden Erhebungen, welche jeweils über Betätigungsglieder zwei in Axialrichtung neben­ einander angeordnete Schalter betätigen. Diese Elemente bilden insgesamt die Schaltein­ richtung zum Stillsetzen des verstellbaren Teils. Bei dem verstellbaren Teil handelt es sich um den Deckel eines Fahrzeugschiebedaches, welcher von einem Elektromotor über ein Antriebsritzel und drucksteife Antriebskabel angetrieben wird. Die Rotationsbewegung des Schaltrads ist gegenüber der Rotationsbewegung des Antriebsritzels so stark untersetzt, daß das Schaltrad über den gesamten Verstellweg des verstellbaren Teils zu einer Drehbewegung von weniger als 360 Grad veranlaßt wird, wodurch gewährleistet ist, daß jede Drehstellung des Schaltrads einer bestimmten Stellung des verstellbaren Teils eindeutig zugeordnet ist.

In der Regel variieren die Verstellwege des verstellbaren Teils je nach Fahrzeugtyp bzw. verwendetem elektrischen Antrieb, so daß jeweils ein speziell ausgebildeter Schaltradtyp mit speziell angeordneten Nocken erforderlich ist. Der Schaltradtyp darf nicht verwechselt werden, da sonst der Antrieb demontiert werden muß oder bestimmte Bauteile ersetzt wer­ den müssen. Die Verwendung verschiedener Schaltradtypen erhöht auch den Aufwand beim Fahrzeughersteller. Werden beispielsweise an einem Band zwei unterschiedliche Fahrzeugtypen verbaut, so werden zwei Identifikationsnummern als Unterscheidung für das Schaltrad benötigt, was eine aufwendigere Steuerung bzw. Logistik und zusätzlichen La­ gerplatz bedingt
Aus der DE 39 33 558 C2 ist ein Nockenblock für Kontaktsteuerungen bekannt, der aus mehreren, in Umfangsrichtung verdrehbaren Nockenscheiben zusammengesetzt ist, welche jeweils durch mehrere axial verlaufende Schrauben gegeneinander fixiert sind. Das Vorsehen mehrerer Nockenscheiben bringt einen höheren Materialaufwand mit sich. Das vor dem Verdrehen erforderliche Lösen der Schrauben und das anschließende Fixieren erfordern den Einsatz von Schraubwerkzeugen, wodurch ein erheblicher Montageaufwand entsteht.

Aus der DE-PS 6 63 130 ist eine elektrische Geschwindigkeitsregelung für Revolverdrehbänke bekannt, bei der auf einer Trommel am Umfang mehrere Reihen von Bohrungen vorgesehen sind, wobei jede Reihe einer bestimmten Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine entspricht. Durch lösbar in den Bohrungen der Trommel befestigbare Druckknöpfe kann die Schalttrommel für verschiedene Arbeitsbereiche und verschiedene Maschinen­ geschwindigkeiten von Hand "programmiert" werden. Abgesehen vom völlig anderen Einsatzgebiet dieser bekannten Vorrichtung ist es nachteilig, daß dort sämtliche gewünschten Schaltkonturen durch entsprechende Druckknöpfe bzw. Ringsegmente aufgebracht werden müssen.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltrad zu schaffen, welches mit möglichst geringem Aufwand bei unterschiedlichen Verstellwegen bzw. Antriebswegen des verstellbaren Teils verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schaltrad mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltnocke bzw. mindestens eine der Schalt­ nocken zwischen mindestens zwei Stellungen verstellbar ist bzw. sind, in welchen die Schaltnocke(n) verrastbar ist bzw. sind.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß ein identischer Antrieb bzw. ein identi­ sches Schaltrad für unterschiedliche Verstellwege bzw. Antriebswege des verstellbaren Teils verwendet werden kann. Die Einstellung des Schaltrads kann beim Hersteller des ver­ stellbaren Teils oder beim Fahrzeughersteller im komplettierten Fahrzeug erfolgen, was logistische Vorteile bringt. Es wird die Teilevielfalt bei den Einzelteilen, den Antriebsmoto­ ren und bei den Ersatzteilen vermindert. Daraus ergeben sich Logistik- und somit Kosten­ vorteile. Dadurch daß die Schalt­ nocke(n) zwischen mindestens zwei Stellungen verstellbar ist, in welchen die Schaltnocke(n) verrastbar ist, ist ein besonders einfaches Umstellen des Schaltrads für zwei oder mehr verschiedene Antriebswege möglich, ohne daß hierfür eine Verwendung von Werkzeugen erforderlich ist.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß mindestens eine Schaltnocke um das Zentrum des Schaltrads in Umfangsrichtung verdrehbar ist. Dadurch kann die Winkelstellung des Schaltrads, in welcher eine bestimmte Schaltfunktion stattfindet, auf einfache Weise verän­ dert werden.

Außerdem ist das Schaltrad vorzugsweise so ausgebildet, daß mindestens eine Schaltnocke axial oder radial verschiebbar ist. Auf diese Weise kann das Schaltrad in einfacher Weise so verstellt werden, daß eine bestimmte Schaltfunktion wahlweise aktiviert oder deaktiviert ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schaltrad in einer Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schaltrad in weiteren Ausführungsform, und

Fig. 4 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schaltrad in einer dritten Ausführungsform.

In Fig. 1 und 2 ist ein Schaltrad gezeigt, welches in seinem Zentrum eine Nabe 1 mit einer Nabenöffnung 2 aufweist. Mittels der Nabe 1 kann das Schaltrad vorzugsweise drehbar auf einer Welle (nicht gezeigt) gelagert werden, welche in der Nabenöffnung 2 aufgenommen wird. Auf dem Außenumfang der Nabe 1 sitzt in axialer Richtung verschiebbar gelagert ein Nockenteil 3 mit einem in radialer Richtung verlaufenden Nockenarm 4, an dessen radial außenliegendem Ende eine Schaltnocke 5 ausgebildet ist. Das Nockenteil 3 weist dazu eine kreisförmige Öffnung auf, durch welche die Nabe 1 hindurchreicht. Das Schaltrad weist ferner einen im wesentlichen ebenen Basisteil 6 auf, in dessen Randbereich ein Steg 7 aus­ gebildet ist, welcher nach oben (bzw. nach rechts in Fig. 2) vorsteht und in Umfangsrichtung verläuft. Ferner ist eine azentrisch angeordnete axiale Bohrung 10 im Basisteil 6 vorgesehen, die die Einbaulage des Schaltrades im Antrieb markiert. Am Umfang des Schaltrads sind zwei feste Schaltnocken 8 bzw. 9 ausgebildet, die in radialer Richtung nach außen vorstehen. Alle bisher beschriebenen Teile des Schaltrads mit Ausnahme des Nockenteils 3 sind einstückig ausgebildet. Die Schaltnocken 5, 8 bzw. 9 dienen dazu, in Abhängigkeit von einer Drehbewegung des Schaltrades eine Schalteinrichtung zu steuern, indem sie mit Betätigungsgliedern 11, 12 eines oder mehrerer Schalter 13, 14 in und außer Eingriff kommen. Die festen Schaltnocken 8, 9 und die verschiebbare Schaltnocke 5 sind für die Steuerung verschiedener Betätigungsglieder 11, 12 vorgesehen. Die Betätigungsglieder 11, 12 liegen in axialer Richtung versetzt am Umfang des Schaltrads an, und sie können als Stifte ausgeführt sein. Bei den Schaltern 13, 14 kann es sich um Mikroschalter handeln.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet sich die verschiebbare Schaltnocke 5 in axialer Richtung in einem Abstand z von dem Steg 7. In dieser Stellung ist die verschiebbare Schaltnocke 5 bei eingebautem Schaltrad in axialer Richtung gegenüber dem Betätigungs­ glied 11, für dessen Steuerung sie vorgesehen ist, versetzt angeordnet, so daß keine Steue­ rung des entsprechenden Betätigungsglieds 11 bzw. des dazugehörigen Schalters 13 durch die verschiebbare Schaltnocke 5 stattfindet. Die verschiebbare Schaltnocke 5 ist also in der in Fig. 2 gezeigten Stellung deaktiviert. Dies ist dann der Fall, wenn das Schaltrad in einem System verwendet wird, bei dem die der verschiebbaren Schaltnocke 5 zugedachte Schalt­ funktion nicht verwendet wird.

Soll hingegen das Schaltrad in einem System verwendet werden, bei welchem von der Schaltfunktion der verschiebbaren Schaltnocke 5 Gebrauch gemacht wird, so wird das Nockenteil 3 vorzugsweise vor oder während des Einbaus des Schaltrads manuell, d. h. ohne Werkzeug, in axialer Richtung auf dem Außenumfang der Nabe 1 verschoben, bis der Nockenarm 4 an dem Steg 7 anliegt. In dieser Stellung liegen die verschiebbare Schaltnocke 5 und das Betätigungsglied 11 des Schalters 13 bei eingebautem Schaltrad in der gleichen Radialebene, d. h. bei entsprechender Drehstellung des Schaltrads betätigt die Schaltnocke 5 das Betätigungsglied 11 dadurch, daß sie es in radialer Richtung nach außen drückt. Die verschiebbare Schaltnocke 5 wurde also durch die Verschiebung des Nockenteils 3 in axialer Richtung aktiviert.

Die Nabe 1 und das Nockenteil 3 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß das Nockenteil in den beiden beschriebenen axialen Positionen verrastbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß am Außenumfang der Nabe 1 zwei Umfangsnuten vorgesehen werden, in welche das Nockenteil wahlweise einrasten kann. Wenn nur eine Aktivierung/Deaktivierung der Schaltnocke 5 gewünscht ist, sollte das Nockenteil 3 drehfest gegenüber der Nabe 1 gelagert sein. Das kann zum Beispiel dadurch realisiert sein, daß am Außenumfang der Nabe 1 und am Innenumfang der kreisförmigen Öffnung des Nockenteils 3 eine Axialnut und ein in diese Nut eingreifender Axialsteg ausgebildet sind.

Eine alternative Ausführungsform zum Aktivieren/Deaktivieren einer Schaltnocke ist in Fig. 3 gezeigt. Mit Ausnahme des Nockenteils und der Nabe sind die übrigen Elemente des Schaltrads im wesentlichen identisch zu der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungs­ form ausgebildet. Das Nockenteil 103 weist zwei überlappende, in axialer Richtung gegen­ einander versetzte Öffnungen 120 bzw. 121 auf, die zur Aufnahme einer Nabe 101 des Schaltrads vorgesehen sind. Das Nockenteil 103 ist mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Nockenarm 104 versehen, an dessen radial außenliegendem Ende eine Schaltnocke 105 ausgebildet ist. In der in Fig. 3 gezeigten Stellung ist das Nockenteil 103 mittels der von der Schaltnocke 105 weiter entfernt liegenden Öffnung 120 vorzugsweise drehfest und in axialer Richtung feststehend auf der Nabe 101 gelagert. In dieser Stellung ragt die Schaltnocke 105 so weit in radialer Richtung nach außen, daß sie in der entspre­ chenden Drehstellung des Schaltrads das ihr zugedachte Betätigungsglied betätigen, d. h. radial nach außen schieben kann. Die Schaltnocke 105 ist somit in dieser Stellung aktiviert.

Zur Deaktivierung der Schaltnocke 105 kann das Nockenteil 103 gegen den Widerstand von Nasen 123 an der Treffstelle der beiden Öffnungen 120 und 121 radial nach innen ver­ schoben werden, so daß das Nockenteil 103 nunmehr über die zweite, näher an der Schalt­ nocke 105 liegende Öffnung 121 auf der Nabe 101 drehfest und in axialer Richtung festste­ hend gelagert ist. In dieser Stellung ist die Schaltnocke 105 so weit radial nach innen ver­ schoben, daß sie das ihr zugedachte Betätigungsglied nicht mehr betätigen kann und keine Schaltfunktion mehr ausübt, d. h. deaktiviert ist. Ohne die Einwirkung von äußerer Kraft wird das Nockenteil 103 durch die von den Nasen 123 ausgeübte elastische Kraft an einer Verschiebung in radialer Richtung gehindert und somit in der entsprechenden Stellung ge­ halten.

Eine andere Möglichkeit des Aktivierens/Deaktivierens der Schaltnocke 105 besteht darin, daß das Nockenteil 103 nicht gegen den Widerstand der Nasen 123 direkt radial verschoben wird, sondern beispielsweise aus der Inaktivstellung, in der das Nockenteil 103 über die näher zur Schaltnocke 105 liegende Öffnung 121 auf der Nabe 101 gelagert ist, dadurch in die aktivierte Stellung gebracht wird, daß das Nockenteil 103 zuerst von der Nabe 101 axial abgezogen und anschließend mit der Öffnung 120 wieder aufgesetzt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Schaltrads, bei welcher der Schaltpunkt einer ver­ stellbaren Schaltnocke, d. h. die Winkelstellung des Schaltrads, in welcher die Schaltnocke das Betätigungsglied betätigt, einstellbar ist. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ähnlich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Das Nockenteil 203 ist jedoch auf der Nabe 201 nicht axial verschiebbar, sondern um das Zentrum des Schaltrads in Umfangsrichtung dreh­ bar angeordnet. Aus der in Fig. 4 mit A bezeichneten Stellung kann eine am Ende eines Nockenarms 204 ausgebildete Schaltnocke 205 durch Drehen des Nockenteils 203 in Um­ fangsrichtung in eine mit B bezeichnete Stellung verschwenkt werden. Dadurch ändert sich der Schaltpunkt der Schaltnocke 205 um einen Winkel α. Dies führt dazu, daß das Schaltrad mit der Schaltnocke 205 in der Stellung B nun entsprechend früher oder später (je nach Drehrichtung) als in der Schaltnockenstellung einen bestimmten Schaltvorgang auslöst. Dies kann dazu benutzt werden, um einen längeren bzw. kürzeren Verstellweg des verstellbaren Teils beim Einsatz des Schaltrads in einem anderen System auszugleichen. Zusätzlich zu den Stellungen A und B der Schaltnocke 205 können weitere variable Stellungen vorgesehen sein, wenn das Schaltrad nicht nur mit zwei, sondern mit mehreren unterschiedlichen Verstellwegen verwendet werden soll.

Auch bei der in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform ist bevorzugt, daß das Nockenteil 203 in den beiden (bzw. in allen) verwendeten Stellungen verrastbar ist, z. B. durch das Vorsehen entsprechender Längsnuten auf dem Außenumfang der Nabe 201 und eines dazu passenden Steges auf dem Innenumfang der Öffnung 202 des Nabenteils 203.

Zusätzlich zu den bisher veranschaulichten Ausführungsformen können auch Ausführungs­ formen vorgesehen sein, bei denen die beschriebenen Verstellmöglichkeiten für eine einzelne Schaltnocke so kombiniert werden, daß die Schaltnocke sowohl durch radiales oder axiales Verschieben aktiviert bzw. deaktiviert als auch im Winkel in Umfangsrichtung verstellt werden kann, um den Schaltpunkt zu ändern.

Prinzipiell sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Schaltnocke um einen Punkt außerhalb des Zentrums des Schaltrads in einer Ebene parallel zu dem Schaltrad schwenkbar ist oder die Schaltnocke in einer Ebene senkrecht zu dem Schaltrad schwenkbar ist. Dies ermöglicht gleichfalls eine wahlweise Aktivierung oder Deaktivierung der Schaltnocke.

Ferner kann das Schaltrad auch mehrere verstellbare Schaltnocken aufweisen, die entweder alle auf die gleiche Art oder auf unterschiedliche Art verstellbar sind.

Claims (7)

1. Schaltrad zum Betätigen einer Schalteinrichtung zum Stillsetzen eines Motors, der ein zwischen Bezugsstellungen verstellbares Teil eines Fahrzeugs antreibt, in mindestens einer vorbestimmten Stellung des verstellbaren Teils, wobei das Schaltrad eine oder mehrere Schaltnocken aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocke(n) (5, 105, 205) zwischen mindestens zwei Stellungen (A, B) ver­ stellbar ist, in welchen die Schaltnocke(n) verrastbar ist.

2. Schaltrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schalt­ nocke (5, 105) verschiebbar ist.

3. Schaltrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schalt­ nocke (5) axial verschiebbar ist.

4. Schaltrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schaltnocke (105) radial verschiebbar ist.

5. Schaltrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schaltnocke (205) um einen festen Punkt schwenkbar ist.

6. Schaltrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schalt­ nocke (205) um das Zentrum des Schaltrads in Umfangsrichtung schwenkbar ist.

7. Schaltrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocke(n) (5, 105, 205) zum Betätigen eines oder mehrerer Mikroschalters (Mikroschaltern) ausgebildet ist (sind).