Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstjus
tierenden Stößelschalter, insbesondere Bremslichtschalter
für ein Kraftfahrzeug-Pedal, mit einem an einem Halteele
ment befestigbaren Gehäuse, in dem ein selbsttätig jus
tierbarer, mit einer Klinkenverzahnung versehener Stößel
geführt ist, der sich mit einem federbelasteten Schieber
in Eingriff befindet, welcher ein Kontaktglied aufweist,
das mit einer im Gehäuse befindlichen elektrischen
Schalteinheit in Anlage bringbar ist.
Solche selbstjustierenden Stößelschalter finden
insbesondere als Bremslichtschalter am Bremspedal eines
Kraftfahrzeuges Verwendung und ermöglichen in der Regel
einen Ausgleich der Toleranzen zwischen dem Bremspedal
und dem Halteteil, in welchem das Schaltergehäuse des
Stößelschalters aufgenommen und gehaltert wird.
Aus der DE 196 45 059 C1 ist ein selbstjustie
render Stößelschalter mit einem im Schaltergehäuse ge
führten Schieber zur Betätigung von elektrischen Kontak
ten und einem im Gehäuse verschiebbaren Stößel bekannt.
Der Stößel weist eine sägezahnförmige Klinkenverzahnung
auf, die teilweise mit dazu korrespondierenden Verzahnun
gen im Schieber in Eingriff ist. Der Schieber wird gegen
eine im Innern des Schaltergehäuses abgestützte Druckfe
der belastet. Eine weitere Druckfeder mit dazu erheblich
verminderter Federkraft stützt sich einerseits ebenfalls
im Innern des Schaltergehäuses und andererseits am in das
Schaltergehäuse ragende Ende des Stößels ab. Dadurch soll
der Schieber in einer Montage- und Justierstellung in ei
ner vorbestimmten Schaltstellung gehalten werden, wenn
allerdings eine durch die Handhabung des Stößelschalters
auf den Stößel einwirkende Kraft die relativ geringe Fe
derkraft der zusätzlichen Feder am Stößel überschreitet,
wird der Stößel leicht in das Innere des Schaltergehäuses
eingedrückt, so dass sich dessen Position gegenüber dem
Schieber verstellt.
Des weiteren offenbart die DE 196 49 816 C1 ei
nen Stößelschalter mit einem mit Klinkenverzahnung verse
henen Stößel und einer mit Klinkenverzahnung versehenen
Druckhülse. Beim Einsetzen des Stößelschalters in das
hierfür vorgesehene Halteelement justiert sich der Stößel
selbst, wobei dessen Klinkenverzahnung mit der Klinken
verzahnung der Druckhülse in Eingriff gelangt. Somit
dient die Druckhülse der Lagesicherung des Stößels im
Schaltergehäuse nach dem Einbau des Stößelschalters im
Kraftfahrzeug.
Sonach erfolgt bei der Montage der selbstjus
tierenden Schalter eine selbstständige Einstellung des
Stößels unter Berücksichtigung von Toleranzen des Kraft
fahrzeugpedals. Dennoch sind Dejustierungen des Stößels
gegenüber dem Schieberteil vor allem vor und während der
Montage des Stößelschalters möglich.
Während des Transportes und der Montage im
Kraftfahrzeug erfolgt durch äußere Belastungen und Kraft
einwirkungen ein zu weites Eindrücken des Stößelschal
ters. Auch im montierten Zustand des Stößelschalters
kann eine Verstellung des Stößels beispielsweise durch
Zurückziehen des Pedals am Kraftfahrzeug per Hand oder
mit dem Fuß oder auch durch Einhängen einer so genannten
Lenkradkralle unter das Bremspedal mit anschließender
Zugwirkung auf das Bremspedal erfolgen. Des weiteren ist
eine Dejustierung des Stößels auf Grund eines zu großen
Spiels im Pedalmechanismus möglich. Dadurch wird auch die
Funktion der im Stößelschalter befindlichen Schaltele
mente beeinträchtigt. In manchen Fällen kommt es dazu,
dass der Bremslichtkontakt nicht zuverlässig ausschaltet.
Dies führt zu Kontaktabbrand durch Lichtbogenbildung und
infolge dessen zu einer geringen Lebensdauer des Schal
ters. Andererseits schaltet sich der Hilfskontakt bei der
Dejustierung des Stößels nicht zuverlässig ein, so dass
es zu Kontaktunterbrechungen mit Auswirkungen auf die
nachgeschalteten Steuergeräte, wie Motor-Tempomatsteue
rungsgerät, kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
selbstjustierenden Stößelschalter der eingangs genannten
Art zu schaffen, der eine zuverlässige Funktion des Pe
dalschalters des Kraftfahrzeuges während der gesamten
Fahrzeuglebensdauer gewährleistet und eine ungewollte De
justierung des Stößels im Stößelschalter verhindert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge
löst, dass der Schieber jeweils eine mit der Klinkenver
zahnung des Stößels in Eingriff bringbare, federelasti
sche Rastklinke und eine Sperrklinke aufweist, wobei die
Sperrklinke mittels eines Arretierelementes außer Ein
griff mit dem Stößel am Gehäuse festlegbar ist, und dass
eine am Stößel anbringbare und wieder lösbare Sperrhüläe
gegen das Gehäuse abgestützt ist.
Der Stößelschalter wird herstellerseitig da
durch transport- und montagefertig vorbereitet, indem der
Stößel möglichst weit aus dem Schaltergehäuse herausgezo
gen wird. Dabei sind die Rastklinke und die Sperrklinke
mit den Klinkenverzahnungen des Stößels im Eingriff. Der
Stößel wird nun so weit eingedrückt, bis der Schieber an
der Gehäuseinnenseite anliegt. Die am Stößel im Eingriff
befindliche Sperrklinke verhindert ein Einschieben des
Stößels in den Schieber hinein. Die Sperrklinke wird dann
außer Eingriff mit dem Stößel gebracht und mit dem Arre
tierelement am Gehäuse festgelegt, ohne die Lage von
Schieber und Stößel zu verändern. Darüber hinaus wird die
Sperrhülse derart am Stößel befestigt, dass sich diese am
Gehäuse abstützt und den Stößel lageorientiert festlegt.
Damit ist der Stößelschalter transport- und montagebe
reit. Durch äußere Krafteinwirkung oder andersartige Be
lastungen kann der Stößel nicht mehr relativ zum Gehäuse
eingedrückt werden. Daher steht der volle Justierweg beim
Einbau des Stößelschalters und bei dessen Justierung im
Kraftfahrzeug zur Verfügung. Durch das gleichzeitige Be
festigen des Arretierelementes am Schaltergehäuse ist der
Schieber von den Druckfedern der elektrischen Schaltein
heit des Schalters entlastet. Hierdurch ergeben sich Ver
besserungen im Rastverhalten der Rastklinke, da diese
nicht mehr zum Überspringen von Raststufen der Klinken
verzahnung des Stößels neigt.
Der Stößelschalter wird üblicherweise an ein
Halteblech oder eine anders geartete Halteeinrichtung in
der Nähe des Bremspedals durch Drücken desselben weg vom
Halter des Schalters montiert. Nun wird die Sperrhülse
durch Abziehen vom Stößel gelöst und der Schalter ist
justierfähig.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen
selbstjustierenden Stößelschalters weisen die zur Rast
klinke gerichtete Seite des Stößels eine regelgewindear
tige und die zur Sperrklinke gerichtete Seite des Stößels
eine sägezahnartige Verzahnung auf, wobei die Klinkenele
mente der Rastklinke und der Sperrklinke zur jeweiligen
Form der Verzahnung des Stößels korrespondieren. Die re
gelgewindeartige Verzahnung auf der der Rastklinke zuge
wandten Seite des Stößels ermöglicht ein Eindrücken oder
Herausziehen des Stößels während der Montage. Durch Zu
rückziehen des Bremspedals in seine Normalstellung wird
der Schalter infolge der Stößelbewegung durch Weiterras
ten der Rastklinke einjustiert. Dies wird nach der Ent
fernung der Sperrhülse vom Stößel ermöglicht. Der Stößel
wird also durch die Rastklinke in seine endgültigen Posi
tion gebracht. Beim Lösen des die Sperrklinke haltenden
Arretierelementes wird durch Einrasten der Sperrklinke in
die entsprechende sägezahnartige Verzahnung am Stößel die
gerade einjustierte Stellung des Stößels dauerhaft gesi
chert.
Um eine leichte und kostengünstige Herstellung
des Stößelschalters und eine federnde Bewegung der Rast
klinke und der Sperrklinke zu sichern, sind diese bevor
zugt einstückig mit dem Schieber ausgebildet und sind je
weils federelastisch, sich mit ihren Klinkenelementen ge
genüberliegend im Inneren des Schiebers angeordnet.
Zweckmäßigerweise besteht der Schieber mit der Rastklinke
und der Sperrklinke, wie die meisten Teile des Stößel
schalters, aus einem elastischen Kunststoff.
Zum Zwecke der Festlegung der Sperrklinke am
Schaltergehäuse im versandfertigen und zur Montage berei
ten Zustand des selbstjustierenden Stößelschalters weisen
die Sperrklinke in der Nähe ihres freien, mit dem Klin
kenelement versehenen Endes eine Öffnung und das Gehäuse
mindestens eine zur Öffnung der Sperrklinke in deren ar
retierten Zustand fluchtende Öffnung zur Aufnahme des Ar
retierelementes auf. Bevorzugt ist dabei das Arretierele
ment als einsteckbarer Stift ausgebildet. Dieser Stift
ist von außerhalb des Schaltergehäuse in dieses einsteck
bar und führt durch die Öffnung im Schaltergehäuse, die
Öffnung in der Sperrklinke und gegebenenfalls in eine
weitere Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite des
Schaltergehäuses. Ist der Stößelschalter justiert, wird
der Arretierstift einfach aus den Öffnungen des Schalter
gehäuses und der Sperrklinke herausgezogen, so dass die
Sperrklinke in der sägezahnartigen Verzahnung des Stößels
verrastet.
Zur Sicherung eines bestimmten Abstandes des
Stößels vom Gehäuse während des Transportes und zu Beginn
der Montage weist der Stößel an seinem dem Kraftfahrzeug-
Pedal zugewandten Ende einen verbreiterten Absatz auf,
wobei die Sperrhülse zwischen dem verbreiterten Absatz
des Stößels und dem Gehäuse einsetzbar und wieder ent
fernbar ist. Somit liegt die Sperrhülse zwischen der Ge
häuseoberseite und dem verbreiterten Absatz des Stößels.
Bevorzugt ist die Sperrhülse mit einem Längs
schlitz zur Aufnahme des Stößels versehen und besteht aus
einem elastischen Kunststoffmaterial. Durch die Elastizi
tät des Kunststoffmaterial kann die Sperrhülse auf
leichte Weise auf den aus dem Schaltergehäuse herausra
genden Teil des Stößels geschoben werden, indem der freie
Stößelbereich im Schlitz der Sperrhülse aufgenommen wird.
Damit eine einwandfreie Längsbewegung des Stö
ßels relativ zum Schaltergehäuse gewährleistet wird, ist
der Stößel in einer im Gehäuse ausgebildeten Führung be
weglich gelagert. Dies kann beispielsweise eine im oberen
Gehäuseteil ausgebildete Nut hinreichender Länge sein, in
welcher der Stößel gleitet.
Eine weitere Lagesicherung der Rastklinke und
der Sperrklinke nach erfolgter Montage und Justierung des
Stößelschalters kann noch dadurch erreicht werden, dass
die Rastklinke und die Sperrklinke mit einem zusätzlichen
Federelement zu deren Lagesicherung versehen sind. Vor
zugsweise ist das Federelement als metallische Ringfeder
ausgebildet. Diese Ringfeder umgibt die Rastklinke und
die Sperrklinke, so dass diese gegen den Stößel gedrückt
und dabei deren Klinkenelemente in die zugehörigen Klin
kenverzahnungen am Stößel gepresst werden.
Des weiteren kann zumindest einer der Schalt
kontakte der elektrischen Kontakteinheit federbelastet
ausgebildet sein. Mit der nachgiebigen Kontaktauflage
kann eine nachteilige Überlastung des Schalters durch ex
trem hohe Kräfte auf den Schalterstößel vermieden werden.
Darüber hinaus ist es möglich, eine Beaufschlagung des
verriegelten Stößels mit größeren Kräften bei voll einge
fahrenem Federweg des Stößels durch eine gewisse elasti
sche Ausbildung des Halteelementes für den Stößelschalter
zu mildern.
Nach einer anderen Ausbildung des erfindungsge
mäßen selbstjustierender Stößelschalters sind die Rast
klinke und die Sperrklinke einstückig als Federelement
ausgebildet. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile verrin
gert und der Aufbau des Stößelschalters weiter verein
facht. Bevorzugt ist das Federelement im Wesentlichen U-
förmig ausgebildet, so dass der eine Schenkel die Rast
klinke und der andere Schenkel des Federelementes die
Sperrklinke bildet.
Der erfindungsgemäße Stößelschalter führt zu
einer qualitativen Verbesserung und zuverlässigen Funk
tion während der gesamten Lebensdauer des Kraftfahrzeu
ges. Dabei werden Montagekosten beim Fahrzeughersteller
und Reparaturkosten in den Reparaturbetrieben gespart.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungs
formen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprin
zips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht der
Grundausbildung eines erfindungsgemä
ßen fertig montierten Stößelschalters
für ein Bremslichtpedal eines Kraft
fahrzeuges,
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht des
Stößelschalters nach Fig. 1 im
transportfähigen Zustand,
Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht des
Stößelschalters im einjustierten und
arretierten Zustand bei Normalstel
lung des Bremspedals,
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht des
Stößelschalters im montierten Zustand
bei betätigtem Bremspedal, bei dem
das Bremslicht eingeschaltet ist,
Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht eines
leicht abgewandelten Stößelschalters
nach Fig. 1 (Stößel im eingedrückten
Zustand),
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie
A-A nach Fig. 2,
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie
B-B nach Fig. 2 und
Fig. 8 einen Querschnitt durch den Stößel
schalter nach einer anderen Ausfüh
rungsform.
Der in den Fig. 1 bis 5 im Längsschnitt dar
gestellte Stößelschalter 1 besteht aus einem Gehäuse 2
mit einem Gehäuseoberteil 3 und einem davon entgegenge
setzten Sockel 4. Der Sockel 4 verschließt das Gehäuse 2
bodenseitig und umfasst vier um 90° zueinander versetzte
Schaltkontakte 5, 5a mit Kontaktzungen 6, 18.
Das Gehäuseoberteil 3 ist mit einer länglichen
Stößelführung 7 versehen, in der ein Stößel 8 geführt
wird. Der Stößel 8 ist an seinem aus dem Gehäuseoberteil
3 herausragenden Teil mit einem verbreiterten Ende 9 ver
sehen, welches an ein in Fig. 3 schematisch dargestelltes
Bremspedal 10 anlegbar ist. Im rückwärtigen Bereich des
Stößels 8 weist dieser zwei unterschiedliche Klinkenver
zahnungen 11 und 12 auf. Die untere Klinkenverzahnung 11
ist regelgewindeartig und die obere Klinkenverzahnung 12
ist sägezahnartig ausgebildet.
Im Inneren des Gehäuses 2 befindet sich ein kä
figartiger Schieber 13 mit einem sich daran anschließen
den Schieberfortsatz 14, der an einem freien Ende konisch
ausgebildet ist. Am Schieberfortsatz 14 befindet sich
eine Kontaktbrücke 15 mit zwei doppelseitigen Schaltkon
takten 16. Diese Kontakte 16 sind mit gegenüberliegenden
weiteren Kontakten 17 und den Kontaktzungen 6 in Anlage
bringbar, die mit den Schaltkontakten 5, 5a im Sockel 4
elektrisch verbunden sind. Die Kontakte 17 stellen die
Bremsleuchtenkontakte dar. Die Schaltkontakte 5 und die
Kontaktzungen 6 bilden in Verbindung mit der Kontakt
brücke 15 ein weiteres Schaltelement. Eine im Innern des
Gehäuses 2 längs angeordnete Druckfeder 19, die sich am
Boden des Sockels 4 abstützt, drückt gegen die Kontakt
brücke 15 und diese wiederum auf den Schieberfortsatz 14
des Schiebers 13.
Der im Gehäuse 2 des Stößelschalters 1 gegen
die Kraft der Druckfeder 19 verschiebbare Schieber 13 be
sitzt eine einstückig damit ausgebildete Rastklinke 20
und eine dieser gegenüberliegend ausgebildete Sperrklinke
21. Die Rastklinke 20 besitzt eine abgewinkeltes Klinken
element 22, dessen Spitze der Form der regelgewindearti
gen Klinkenverzahnung 11 des Stößels 8 angepasst ist.
Auch die Sperrklinke 21 besitzt an ihrem freien Ende ein
Klinkenelement 23, dessen Form der sägezahnartigen Klin
kenverzahnung 12 des Stößels 8 entspricht. Des weiteren
umfasst das freie Ende der Sperrklinke 21 eine Öffnung 24
zur Aufnahme eines in Fig. 7 dargestellten, als Arre
tierstift ausgebildeten Arretierelementes 25. Weiterhin
ist zwischen dem Gehäuse 2 und dem Gehäuseoberteil 3 eine
Aufnahme 26 zur Befestigung des Stößelschalters 1 an ei
nem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Haltelementes 27
vorgesehen.
Fig. 2 zeigt den Stößelschalter 1 im trans
portfähigen Zustand. Dabei befinden sich die Kontakte 16
der Kontaktbrücke 15 am Schieberfortsatz 14 außer Ein
griff mit den Kontakten 17, jedoch in Anlage mit den Kon
taktzungen 6 der Schaltkontakte 5. Der Stößel 8 ist der
art weit aus dem Gehäuse 2 des Stößelschalters 1 heraus
gezogen, dass zwischen dem verbreiterten Ende 9 des Stö
ßels und dem Gehäuseoberteil 3 ein bestimmter Abstand ge
bildet wird. In diesen Abstand wird eine federelastische
Sperrhülse 28 eingesetzt, wie das auch in Fig. 7 darge
stellt ist. Die Sperrhülse 28 ist klammerartig ausgebil
det und weist einen Längsschlitz 29 auf. Die Schenkel 30
der Sperrhülse 28 werden über den freien Bereich des Stö
ßels 8 geschoben, so dass die Sperrhülse 28 zwischen dem
Gehäuseoberteil 3 und dem verbreiterten Ende 9 des Stö
ßels 8 festliegt. Gleichzeitig ist die Rastklinke 20 am
Stößel 8 arretiert. Die Sperrklinke 21 befindet sich au
ßer Eingriff mit dem Stößel 8, indem gemäß Fig. 6 in
sich gegenüberliegende Öffnungen 31 des Gehäuses 2 und in
die Öffnung 24 in der Sperrklinke 21 das Arretierelement
25 gesteckt und festgelegt ist.
Fig. 3 zeigt den Stößelschalter 1 im montier
ten Zustand bei Normalstellung des Bremspedals 10, wobei
dieses am äußeren Ende 9 des Stößels 8 anliegt. Der Stö
ßelschalter 1 ist am Halteelement 27 aufgesteckt und an
diesem arretiert. In Abhängigkeit vom Abstand des Stößel
schalters 1 zum Bremspedal 10 in Normalstellung, wird der
Stößel 8 gegenüber dem Schieber 13 festgelegt. Dabei
greift die Rastklinke 20 in die entsprechende Klinkenver
zahnung 11 des Stößels 8 ein. Auf der gegenüberliegenden
Seite wurde das stiftförmige Arretierelement 25 aus den
Öffnungen 24 und 31 in der Sperrklinke 21 und im Gehäuse
2 herausgezogen, so dass die Sperrklinke 21 federelas
tisch in Richtung der Klinkenverzahnung 12 des Stößels 8
bewegt wird und in Eingriff mit der Klinkenverzahnung 12
gelangt. Dadurch ist der Stößelschalter 1 vollständig
justiert.
Wird das Bremspedal 10 in Richtung des Pfeiles
gemäß Fig. 4 betätigt, wird infolge der Federkraft der
Druckfeder 19 der Schieber 13 und somit der Stößel 8 in
Richtung des Bremspedals 10 gedrückt, bis der Schieber 13
gegen das Gehäuseoberteil 3 anliegt. Dabei kommen die
Kontakte 16 der Kontaktbrücke 15 in elektrischen Kontakt
mit den Kontakten 17 und ein elektrischer Strom wird über
die Schaltkontakte 5a zum Einschalten der Bremsleuchten
übertragen.
Bei der Ausführungsform des Stößelschalters 1
nach Fig. 4 ist zur weiteren Lagesicherung der Rast
klinke 20 und der Sperrklinke 21 ein Federelement 32 vor
gesehen, welches die Rastklinke 20 und die Sperrklinke 21
zwischen daran ausgebildeten Erhebungen 33 umschließt.
Die vom Federelement 32 ausgeübte Kraft sorgt für eine
dauerhafte Anlage der Rastklinke 20 und der Sperrklinke
21 in den zugehörigen Klinkenverzahnungen 11 und 12 im
Stößel 8.
Gemäß der Ausführungsform des Stößelschalters 1
nach Fig. 5 ist zumindest eine der Kontaktzungen 6 des
Schaltkontaktes 5 mit einer Druckfeder 34 belastet ausge
bildet. Dadurch wird eine nachgiebige Kontaktauflage des
Schaltkontaktes 6 gegenüber der Kontaktbrücke 15 am
Schieber 13 gewährleistet.
Bei der Ausführungsform des Stößelschalters 1
nach Fig. 8 werden die Rastklinke und die Sperrklinke
durch ein einstückiges Federelement 35 aus Draht gebil
det, welches eine U-Form aufweist. Der untere federnde
Schenkel bildet die vertikal bewegliche Rastklinke und
der obere in einer Bohrung von Teil 13 geführte Schenkel
des Federelementes 35 die Sperrklinke, die jeweils in die
Klinkenverzahnungen 11, 12 des Stößels 8 eingreifen. Im
Gehäuse 2 ist eine Aussparung 36 vorgesehen, durch die
ein geeignetes Werkzeug 37, z. B. ein Schraubendreher,
einsteckbar ist, um den oberen Schenkel des Federelemen
tes 35 seitlich durch die Klinkenverzahnung 12 des Stö
ßels 8 hindurchzuschieben (Stellung nicht dargestellt).
Hierdurch werden Stößel 8 und Schieber 13 miteinander ar
retiert. Durch eine hakenförmige Ausbildung von Werkzeug
37 kann das Federelement 35 wieder in die in Fig. 8 dar
gestellte Stellung herausgezogen werden. Hierdurch wird
die Arretierung von Stößel 8 mit Schieber 13 wieder auf
gehoben. Bei der Ausführungsform des Stößelschalters 1
nach Fig. 8 wird der Schieber 13 mittels Arretierelement
25 am Gehäuse 2 festgesetzt.