DE3002479A1 - Elektrischer schnappschalter, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Elektrischer Schnappschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter, der die Msrkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

In elektrischen Schaltern, mit denen Gleichströme geschaltet werden, entstehen beim Schließen und vor allem aber beim öffnen der Kontakte Lichtbögen, die in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung erst nach einem bestimmten Kontaktabstand abreißen. Derartige Lichtbogen bringen es mit sich, daß die elektrischen Kontakte beschädigt werden und abbrennen, so daß der Schalter schließlich nicht mehr brauchbar ist. Auch kann eine solche Wärmeentwicklung auftreten, daß der die Kontakte umgebende Kunststoff schmilzt. Dies führt ebenfalls zu einem Ausfall des Schalters.

Damit die Zeit, in der der Lichtbogen brennt, möglichst kurz und die Wärmeentwicklung möglichst klein ist, koitmt es darauf an, die elektrischen Kontakte möglichst schnell zu öffnen., Man hat deshalb schon Schalter konstruiert, in die ein Energiespeicher eingebaut ist, dem während der Betätigung des Schalters von außen Energie zugeführt wird und der die elektrischen Kontakte schlagartig bewegt und dabei die gespeicherte Energie in kürzester Zeit abgibt.

Ein derartiger Schalter mit einer Schnappvorrichtung ist durch die DE-OS 24 27 315 bekannt. Dieser Schalter weist eine Anzahl von Sperrbolzen auf, die sich über eine Feder am Schaltergehäuse abstützen und in ihrer Längsrichtung beweglich sind. Die Sperrbolzen dienen als Anschläge für eine Sprungscheibe und können durch Drehen einer Steuerscheibe zurückgeschoben werden. Die Sprungscheibe und die Steuerscheibe sind durch eine Ringfeder gegeneinander federbelastet. Wenn man die Steuerscheibe dreht, so wird die Sprungscheibe durch einen Sperrbolzen zunächst in ihrer Lage gehalten. Die Ringfeder wird gespannt. Schließlich gibt der Sperrbolzen die Sprungscheibe frei, so daß die Ringfeder ihre Energie abgeben kann und die Sprungscheibe sowie die mit dieser auf irgendeine Art in Verbindung stehenden elektrischen Kontakte schlagartig verstellt.

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Bei einem in der beschriebenen Weise aufgebauten Schalter ist der Weg des Sprunggliedes zwischen zwei Schaltstellungen mindestens so groß wie die Breite eines Sperrbolzens plus die Breite des Sprunggliedabschnittes, der zwischen den Sperrbolzen liegt. Der Schaltweg kann damit vor allem dann, wenn die Sperrbolzen und das Sprungglied aus Kunststoff geformt sind und die während einer Umschaltung belasteten Teile aus Stabilitätsgründen eine gewisse Stärke besitzen müssen, eine beträchtliche Länge erreichen. Außerdem wächst bei dem Schalter die Zahl der federbelasteten Sperrbolzen linear mit der Zahl der gewünschten Schaltstellungen. Darüber hinaus ist es schwierig, den Schalter so auszubilden, daß er sowohl bei Drehung im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn Schnappverhalten zeigt.

Die beiden letztgenannten Nachteile treten bei einem Schalter, der aus der DE-PS 10 74 113 bekannt ist, nicht auf. Dabei sind zwei federnde Sperrnasen, die parallel zueinander wirken, an das Sperrglied des Schalters angeformt. Die Sperrnasen arbeiten jeweils mit einer gehäusefesten Rastkurve zusammen, die aus drei, die Form eines Rechtecks besitzenden, Rastvertiefungen und zwei rechteckigen, die Rastvertiefungen voneinander trennenden Zähnen gebildet ist. Bei diesem Schalter ist der Schaltweg ebenfalls mindesten so lang wie die Breite eines Zahnes plus die Breite einer Rastnase. Bei einer Umschaltung treffen die Sperrnasen mit großer Geschwindigkeit auf die oberen Zahnabschnitte, so daß sich dort und an den Sperrnasen mit der Zeit das Material verformt. Dies kann vor allem dann geschehen, wenn die einzelnen Schalterteile aus Kunststoff hergestellt sind. Auch ist es bei hohen Schaltgeschwindigkeiten möglich, daß die Sperrnasen nicht schnell genug in die Rastvertiefungen einrasten, so daß eine Schaltstellung übersprungen wird. Diese Gefahr ist dann besonders groß, wenn sich das Material der Zähne und der Sperrnasen schon etwas verformt hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schnappschalter so auszubilden, daß die angeführten Nachteile bekannter Schnappschalter nicht mehr auftreten. So soll eine Materialverformung im Bereich der Rastkurven und der Sperrelemente weitgehend vermieden werden. Der Schalter soll sicher von einer Schaltstellung in eine benachbarte gebracht werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die

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benachbarte Schaltstellung übarsprungen wird« Auch soll gewährleistet sein, daß die Schaltwege möglichst unabhängig von konstruktion- und stabilitätsbedingten Abmessungen der Sparrelemente gewählt warden können.,, Dies alles soll konstruktiv OS einfach und mit möglichst geringem Aufwand,, etwa mit möglichst wanigen Sperrelementen erreicht warden.

Erfindungsgemäß wird diese Äufgaba durch einen elektrischen Schnappschalter gelöst, der neben den Merkmalen aus dem Oberbegriff auch die Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufweist= Bei einem derartigen Schalter treffen die Sperrelemente jeweils gegen die ganze Stirnfläche einer Haststufe. Eine Materialverformung vor allem an den Kanten der Sperrelemente und der Rastkurven ist damit weitgehend ausgeschlossen. Auch ist gewährleistet, daß bei einer [Anschaltung keine Stellung übersprungen wird«, Denn die Sperrelemente verbleiben auf der Höhe der folgenden Raststufe und müssen nicht in eine Rastvertiefung hineinfahren. Der Abstand der Raststufen in Richtung der Bewegung des Sprunggliedes kann im Prinzip beliebig kurz gemacht werden, so daß die Schaltwege weitgehend unabhängig gewählt werden können. Schließlich kann bei einem erfindungsgemäßen Schalter eine beliebige Anzahl von Schaltstellungen mit höchstens zwai Sperrelementen erreicht werden. Es ändert sich lediglich die Anzahl der Stufen der Rastkurven. Wirken mehrere Rastkurven und Sperrelemente parallel zueinander, so erhöht sich natürlich die Anzahl der Sperrelemente.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. So ermöglicht es etwa eine Weiterbildung gemäß Anspruch 2, auch bei relativ schmalen Raststufen die Sperrelemente ausreichend stabil zu machen. Durch eine Maßnahme, die der Anspruch 4 beinhaltet„ wird mit den Rastkurven der wegen der Größe der Schalterteile ohnehin in Richtung der Bewegung des Sprunggliedes vorhandene Raum auch für die Rastkurven und die Sperrelemente genutzt, so daß die Abmessung des Schalters quer zu der erwähnten Richtung gegenüber einer Konstruktion nach Anspruch 3 begrenzt bleibt. Zudem können die Rastkurven nun in zweckmäßiger Weise gemäß Anspruch 5 so angeordnet werden, daß sie eine Raststufe gemeinsam haben. Dadurch wird Material eingespart sowie die Ausdehnung der Rastkürven etwas verkürzt. Die gemeinsame Stufe ka^n nr.^n Anspruch

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6 die unterste oder gemäß Anspruch 7 die oberste Stufe sein. Dabei hat eine Ausbildung gemäß Anspruch 7 den Vorteil, daß das Sperrelement nicht in die unterste Stufe einfahren muß.

Die Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schalters nach den Ansprüchen 8 und 9 sind von besonderem Vorteil, weil mit denselben Einzelteilen der Schalter so montiert werden kann, daß er jeweils eine von mehreren mögliche Anzahlen von Schaltstellungen besitzt. Für eine Ausbildung mit zwei Schaltstellungen genügt dabei der Einsatz eines einzigen Sperrelementes in die dafür vorgesehene Aufnahme, obzwar auch zwei dazu benutzt werden können. Wären dagegen die Sperrelemente einstückig mit dem Schaltergehäuse oder dem Sprungglied verbunden, so wäre für eine andere Anzahl von Schalterstellungen auch ein anderes Schaltergehäuse oder ein anderes Sprungglied nötig.

Es ist zwar denkbar, die Rastkurven selbst austauschbar anzuordnen. Durch den Einbau einer anderen Rastkurve könnte dann, unter Umständen ohne daß an den Sperrelementen und ihrer Anordnung etwas geändert werden müßte, eine andere Anzahl von Schaltstellungen erreicht werden. Für jede Rastkurve wäre dann jedoch ein eigenes Werkzeug notwendig. Deshalb ist es günstiger, vor allem wenn mehrere Rastkurven und Aufnahmen für die Sperrelemente im Schalter unterzubringen sind, die Rastkurven einstückig an das Schaltergehäuse oder das Sprungglied anzuformen. Verschiedene " Anzahlen von Schaltstellungen können dann durch unterschiedlichen Einbau identischer Sperrelemente erreicht werden.

Als Sperrelemente werden vorteilhafterweise federbelastete Rastschieber verwendet, da eine Feder mit über einen weiten Temperaturbereich stabilen Federkonstante gewählt werden kann, während sich diese etwa bei federnden Kunststofflappen stark ändert.

Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 11 kann leicht erreicht werden, daß das Steuerelement und das Sprungglied bei einem Übergang von irgendeiner Schaltstellung in eine benachbarte um den gleichen Betrag gegeneinander verschoben werden. Ein Schalter mit den Merkmalen aus dem Anspruch 12 bietet dagegen unter anderem den Vorteil einer einfachen Montage. Außerdem wird erreicht, daß die

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Umschaltung von einer äußersten Schaltstellung in die andere von Stufe zu Stufe mehr Kraftaufwand nötig macht, da die Federmittel von derselben Äusgangslage auf eine immer größer werdende Endspannung gebracht weden, bevor die Spsrrelemente auslösen» Ein derartiger Effekt ist erwünscht, da er die Gefahr mindert, daß ungewollt über die nächste Schaltstellung hinaus, geschaltet wird» Verstärkt werden können die Unterschiede in der Schaltkraft noch durch Maßnahmen nach den Ansprüchen
17 bis 20. Die Unterschiede lassen sich dabei auch dann herstellen, wenn sich die Rastkurven am Sprungglied und die Sperrelemente an einem gehäusefesten Teil befinden»

Gemäß Anspruch 21 sind die mit Anlaufschrägen zusammenwirkenden Kanten am Steuerelement oder an den Sperrelementen gebrochen, so daß das Schaltverhalten durch Verschleiß an den Kanten nur wenig beeinflußt wird. Anspruch 22 schließlich beinhaltet eine besonders einfache Anordnung von Steuerelement, Sprungglied und den Federmitteln.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, in deren Figuren mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schalters bzw. von Teilen eines derartigen Schalters dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen
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Fig= 1 ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Schalters, wobei sich die Sperrelemente am Sprungglied und die Rastkurven am Gehäuse befinden,
30

Fig„ 2 denselben Schalter wie Fig„ 1 in Querrichtung aufgebrochen,

Fig. 3 eine Ansicht des Sprunggliedes von oben, 35

Fig. 4 ' eine Sicht auf die Rastkurven in einem gegenüber dem aus den Figuren 1 und 2 leicht abgeänderten Schaltergehäuse,

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Fig. 5 einen Sperrscäiieber mit gegenüber den Sperrschiebern aus den Figuren 1 und 2 abgeänderten Anlaufflächen,

Fig. 6 in schematischer Darstellung den Rastmechanismus

eines erfindungsgemäßen Schalters, bei dem sich die Sperrelemente am Gehäuse und die Rastkurven am Sprungglied befinden und die beiden Rastkurven die unterste Stufe gemeinsam haben,

Fig. 7 schematisch eine Ausführung ähnlich der aus Fig. 6, bei der die Rastkurven und die Sperrelemente nebeneinander angeordnet sind,

Fig. 8 schematisch zwei Rastkurven mit verschieden hohen

Stufen sowie zwei verschiedene Anlaufflächen an einem Steuerelement und

Fig. 9 schematisch eine weitere Rastkurve mit gleich hohen Stufen und eine Anlauffläche mit verschieden

stellen Abschnitten.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schalter weist ein Schaltergehäuse 11 auf, das vier seitliche Wände 12 bzw. 13 besitzt, unten durch eine Bodenplatte 14 verschlossen ist und nach oben hin zwei Öffnungen 15 bzw. 16 hat. In die eine Öffnung 16 ist eine lichtdurchlässige Platte 17 eingerastet, unter der in der Bodenplatte 14 die Lampe 18 verankert ist. Wenn das Licht eines Fahrzeugs eingeschaltet wird, leuchtet die Lampe 18 auf so daß wegen des die Platte 17 durchdringenden und das Auge treffenden Lichts die Lage des Schalters auch bei Dunkelheit leicht erkennbar ist.

Die Öffnung 16 wird auf einer Seite von einer Wand 12, auf zwei Seiten durch die Wände 13 und auf der vierten Seite durch einen die Wände 13 verbindenden und eine gewisse Strecke in das Innere des Gehäuses ragenden Quersteg 19 begrenzt. Auf Höhe des unteren Endes des Quersteg .19 läuft ein Flansch 20 um, an dessen senkrecht aufeinandertreffenenden Innenkanten Blenden 21 und 22 hochstehen und die Öft'nunj _5 uinrah.TV3n. Dia eir.2 der Blenden 22 weist in ihrer

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Mitte eins Aussparung 23 auf„

Die Handhabs des Schalters ist als Betätigungswippe 28, die die Form einer umgestülpten und in der Mitte geknickten Kiste besitzt, ausgeführt. Sie wird gebildet durch den Beden 29, die beiden Schmalseiten 30 und die beiden Längsseiten 31, an die in der Mitte die beiden Rastzapfen 32 angeformt sind,

die in zwei kreisrunde Aussparungen 33 in den Wänden 13 des Schaltergehäuses 11 eingreifen und so die Wippe 28 drehbar lagern.

Die Seitenwände 30 und 31 der Wippe 28 befinden sich also in dem durch die Blenden 21 und 22, den Plansch 20 und die Wände 13, eine Wand 12 und den Quersteg 19 entstandenen Graben 34» In der einen Schmalseite 30 der Wippe 28 ist eine Öffnung 35 ausgespart, hinter der ein in der Wippe gehaltener Lichtleitstab 36 endet, der einen Teil des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes zur Öffnung 35 führt. Je nach der Stellung der Wippe 28 ist dieses Licht nicht bzw. mehr oder weniger sichtbar und gibt damit einen Hinweis, welche Schaltstellung der Schalter gerade einnimmt.

Der Lichtleitstab 36 ist mit zwei Zapfen 37 in zwei Rippen 38 drehbar gelagert, die vom Boden 29 der Wippe 28 aus innerhalb der Blenden 21 durch die Öffnung 15 in das Innere des Schalters ragen und dort in das Steuerelement 43 eingreifen» Mit Hilfe der Rippen ist also über die Wippe 28 der Schalter zwischen seinen verschiedenen Schaltstellungen umschaltbar.

Das Steuerelement 43 und das Sprungglied 44 sind so ausgebildet, daß sie als Schieber funktionieren. Das Sprungglied 44 besitzt einen Boden 45,- der auf seitlichen Rändern 46 der Bodenplatte 14 aufliegt und in der Mitte jeder Stirnseite einen Fortsatz 47 hat. Zwei Widerlager 48 bzw. 49, deren eine Außenfläche 50 mit der entsprechenden seitlichen Kante und deren Stirnseite 51 mit der Stirnkante der Fortsätze 47 fluchten, ragen vom Boden 45 empor. Gegen die Widerlager 48 und 49 etwa um deren Stärke nach außen versetzt, verlaufen die beiden Wände 52 von den Widerlagern 48 zu den Widerlagern 49. Sie sind niedriger als die Widerlager. Ihre Stirnseiten sind in Figur 3 mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Von den Stirnseiten aus setzen sie sich in dünnen, an die Widerlager angsformten Leister. 5^ ^f-■-■'- '--·-··» -^-r^ <·-.:»-- ;*> ·- --* -τ--

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oberen Flächen der Wände 52 liegt.

Auf den über die Wände 52 hinausstehenden Abschnitten des Bodens 45 sind die Aufnahmen 57 und 58 für die Sperrelemente angebracht. Auf der einen Seite befindet sich nur die eine Aufnahme 57, auf der anderen Seite befinden sich, in Bewegungsrichtung des Sprungschiebers hintereinander angeordnet, die beiden Aufnahmen 58. Die Aufnahmen werden auf der inneren Seite durch die Wände 52 und seitlich durch die Säulen 59 abgeschlossen, während sie nach außen hin offen sind. Die Säulen setzen sich aus zwei verschieden hohen Abschnitten 60 und 61 zusammen, die beide höher als die Wände 52 sind. Nuten 62 in den Abschnitten 61 der Säulen 60 dienen zur Sicherung und besseren Führung der Sperrelemente.

An die Unterseite des Bodens 45 des Sprungschiebers 44 sind Ansätze 63 angeformt, die direkt und über Druckfedern 64 die beweglichen Kontakte 65 des Schalters steuern. Die beweglichen Kontakte 65 wirken mit den Festkontakten 66 zusammen, die an in Form von Flachsteckern 67 nach außen geführten Blechen sitzen.

Das Steuerelement 43 befindet sich zwischen dem Sprungschieber 44 und den an den Flansch 20 des Gehäuses 11 angeformten Stegen 72. Es weist eine ebene Platte 73 auf, die an ihrer Unterseite auf den Widerlagern 48 und 49 auf- und seitlich an den Abschnitten 61 der Säulen 59 anliegt. Die Länge der Platte 73 stimmt mit der Länge des Sprungschiebers 44 überein. An der Plattenunterseite trägt das Steuerelement 43 zwei längsgerichtete Stege 74, deren Außenseite die entsprechende Außenseite der Platte 73 nach unten verlängert. Die Stege 74, die somit oberhalb der Wände 52 des Sprungschiebers 44 liegen, tragen mit zur seitlichen und horizontalen Führung des Steuerschiebers 43 bei. An zwei gegenüberliegenden Stellen sind die Stege 74 unterbrochen und ist Platte 73 von der Seitenkante her ausgespart, so daß zwei Aufnahmen 75 für die Enden 76 der Rippen 38 der Betätigungswippe 28 entstanden sind. In Figur 2 ist auf der einen Seite des Steuerschiebers 43 der Steg 74 und auf der anderen Seite die Aufnahme 75 mit dem Ende 76 einer Rippe 38 gezeigt.

Außer den Stegen 74 befinden sich an der Unterseite der Platte 73 zwei längliche Zapfen 77 und 78, die sich von den Stirnseiten 79 der

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Platte 73 aus aufeinanderzuerstrecken und deren Höhe und Länge der Höhe und Länge der Widerlager 48 und 49 und deren Breite dem Abstand der Widerlager 48 bzw. 49 entsprechen=

Dar Steuerschieber 43 und dar Sprungschieber 44 sind durch eine Schraubenfeder 80 miteinander gekoppelt, die in der durch die Wände 52, die Widerlager 48 und 49 sowie den Boden 45 gebildeten Aufnahme 81 des Sprungschiebers M liegt« Bei fehlenden äußeren Kräften stützt sich dabei jedes Ende der Schraubenfeder 80 an den beiden entsprechenden Widerlagern 48 bzw« 49 land den zwischen die Widerlager ragenden Zapfen 77 bzw. 78 ab und hält die beiden Schieber 43 und 44 in einer festen Lage zueinander.

Auf der oberen Seite trägt die Platte 73 des Steuerschiebers 43 an jeder Längsseite zwei Ausleger 85. Diese erstrecken sich von den Stirnseiten 79 aus eine gewisse Strecke aufeinander zu. Ihre Unterseite befindet sich wie die Oberfläche der Platte 73 auf der Höhe des oberen Endes der Säulenabschnitte 61. Die aufeinander zugerichteten unteren Kanten 86 ihres über die Platte 73 seitlich vorstehenden Abschnitts sind gebrochen. Sie wirken mit den Sperrelementen am Sprungschieber 44 zusammen.

Diese Sparrelemente sind als Rastschieber 90 und 91 ausgebildet, die in den Aufnahmen 58 des Sprungschiebers 44 verschiebbar sind. In die eine Richtung werden die Rastschieber 90 und 91 dabei durch jeweils eine Druckfeder 92 bewegt, die sich am Boden einer in die Rastschieber eingebrachten Bohrung 93 und am Boden 45 des Sprungschiebers 44 abstützt. Die Schieber 90 und 91 weisen zwei Abschnitt 94 und 95 auf, die im Querschnitt den zwischen den Abschnitten 60 bzw, 61 liegenden Teilen der Aufnahmen 58 entsprechen. Die obere Fläche des Abschnitts 94 ist giebelförmig gestaltet. Jeweils die eine Giebelseite dient als Anlauffläche 96 für die Kante 86 eines Auslegers 85. Wegen der symmetrischen Giebelform der Anlauffläche 96 können die beiden Rastschieber 90 und 91 identisch miteinander sein. Der Abschnitt 95 jedes Rastschiebers ist langer als der Abschnitt 94 und quaderförmig ausgebildet.

Die Abschnitte 94 und 95 der Rastschieber liegen an den beiden Rastkurven 97 und 98 an., die hintereinander anneordn^*- ""^. wie

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besonders deutlich in Figur 4 zu erkennen ist, die ein Gehäuse zeigt, daß sich lediglich durch die Längsanordnung der Stege 72 von dem Gehäuse aus den Figuren 1 und 2 unterscheidet und dessen Teile deshalb gleiche Bezugszahlen haben, an die Unterseite der einen Längsseite des Flansches 20 angeformt sind. Die Rastkurven 97 und 98 besitzen die Form einer Treppe, steigen in entgegengesetzte Richtungen an und haben die oberste Stufe gemeinsam. Die Stufen sind schmaler als der Abschnitt 95 der Rastschieber 90 und 91.

Die Figur 4 zeigt auch, daß die den Rastkurven 97 und 98 gegenüberliegende Längsseite des Flansches 20 eine weitere Rastkurve 100.trägt, die im wesentlichen durch den Anschlag 101 gebildet wird. Diese Rastkurve hat keinerlei Wirkung, wenn in die Aufnahme 57 des Sprungschiebers 44 nicht ein Rastschieber eingesteckt ist. umgekehrt bleiben die Rastkurven 97 und 98 ohne Einfluß, wenn die beiden Rastschieber 90 und 91 entfernt und ein Rastschieber in die Aufnahme 57 eingesetzt ist. Der Schalter besitzt dann zwei Schaltstellungen. Dazu ist also mindestens ein Rastschieber nötig. Für drei und mehr Schaltstellungen reichen zwei Rastschieber aus. Die Anzahl der Schaltstellungen hängt dann nur noch von der Form der Rastkurven ab.

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Schalter weist drei Schaltstellungen auf. Er befindet sich in der linken, seitlichen Stellung. In dieser Stellung steht der Rastschieber 90 auf der höchsten Stufe 99 der Rastkurve 97 und der Rastschieber 91 auf der niedrigsten Stufe der Rastkurve 98. Die Stellung ist stabil, da die beweglichen Teile des Schalters wegen des Anschlags der Betätigungswippe 28 gegen den Flansch 20 und des Steuer- und Sprungschiebers gegen die Lampenfassung nach links und durch Anschlag des Rastschiebers 91 gegen die mittlere Stufe der Rastkurve 98 nach rechts gesichert sind. Es werde nun die Betätigungswippe gemäß Figur 1 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, um in die mittlere Stellung umzuschalten. Über die Rippen 38 wird dabei der Steuerschieber 43 nach rechts bewegt, so daß mit Hilfe der Anlauffläche 96 und der Kante 86 der Rastschieber 91 zurückgeschoben wird. Der Sprungschieber ist blockiert, so daß der Zapfen 77 am Steuerschieber 43 die Feder 80 gegen die Widerlager 49 am Sprungschieber 44 hin zusammengedrückt. Schließlich ist der Rastschieber 91 um die Höhe der mittleren Stufe der Rastkurve 98

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zurückbewegt» Die Feder 80 kann sich nun schlagartig entspannen, indem sie den Sprungschieber 44 nachführt. Obwohl die Auslösung des Rastschiebers 91 durch den Steuerschieber 43 schon erfolgt bevor dieser die mittlere Schaltstellung erreicht hat, werden die Schieber 43 und 44 sowie die Wippe 28 aufgrund der kinetischen Energie des Sprungschiebers in die mittlere Schaltstellung geschleudert= Der Rastschieber 90 wird durch seine Druckfeder 92 nach vorne auf die mittlere Stufe der Rastkurve 97 bewegt,, Die beweglichen Schalterteile sind nun durch die beiden Rastschieber nach beiden Richtungen gesichert.

Soll nun der Schalter in die rechte seitliche Stellung gelangen, so wird die Betätigungswippe 28 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gekippt. Diese nimmt wieder den Steuerschieber 90 mit. Da der Rastschieber 91 gegenüber der Lage in Figur 1 nun weiter zurücksteht, trifft die Kante 86 erst nach einer gewissen Wegstrecke auf die Anlauffläche 96. Erst bei der weiteren Bewegung wird jetzt der Rastschieber 91 um die Höhe der Stufe 99 zurückgeschoben= Schließlich ist die Verrastung gelöst* Die Feder 80 kann sich entspannen, und die Schalterteile schnellen in die rechte seitliche Stellung, in der sie durch Anlage am Gehäuse einerseits und den Rastschieber 90 andererseits gesichert sind.

Für die Umschaltung von der mittleren in eine seitliche Stellung ist aus zwei Gründen eine größere Kraft nötig als bei einer Umschaltung von einer seitlichen in die mittlere Position. Zum einen muß wegen der größeren Verschiebung des Steuerelements 43 bis zur Auslösung des Rastschiebers 91 die Feder 80 stärker gespannt werden. Dies ist die Hauptursache des nötigen, höheren Kraftaufwandes. Geringen Einfluß hat als zweites auch die Feder 92 des Rastschiebers 91, für deren weitere Spannung von der gegenüber der linken seitlichen Stellung in der mittleren Stellung erhöhten Äusgangslage eine größere Kraft benötigt wird.

Bei einer Umschaltung nach links, sei dies von der rechten, seitlichen oder von der mittleren Schaltstellung, wird jeweils der Rastschieber 90 ausgelöst. Die Bewegungsvorgänge laufen dabei, abgesehen von der Richtung, analog zu der schon beschriebenen Weise ab.

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Damit von außen keine Fehlschaltungen vorgenommen werden, ist es erwünscht, daß, wie weiter oben dargelegt, die Kräfte für die Umschaltungen von der einen äußeren in die andere äußere Schaltstellung zunehmen. Falls die verschiedenen Wege, um die die Feder 80 zusammengedrückt wird, nicht zu den erwünschten Kraftunterschieden führen, können die Rastschieber gemäß dem Beispiel aus Figur 5 ausgebildet werden. Die beiden symmetrischen Anlaufflächen 105 des Rastschiebers 104 setzen sich jeweils aus zwei Abschnitten 106 und 107 zusammen, von denen der Abschnitt 107 steiler ist als der Abschnitt 106. Werden zwei Rastschieber gemäß Figur 5 in einen Schalter nach den Figuren 1 und 2 anstelle der Rastschieber 90 und 91 eingesetzt, so arbeiten die Kanten 86 der Ausleger 85 bei einer Umschaltung von der mittleren in eine seitliche Stellung mit den steileren Abschnitten 107 eine Anlauffläche 105 zusammen. Die größere Steilheit des Abschnittes bewirkt dabei, daß der Unterschied zwischen den nötigen äußeren Kräften noch vergrößert wird.

Die Figuren 6 bis 9 zeigen schematisch verschiedene Rastmechanismen eines erfindungsgemäßen Schalters, bei dem die Rastschieber 110 am Gehäuse 11 geführt sind, sich die Rastkurven 111 und 112 am Sprungglied 113 befinden und zwei Anlaufflächen 114 an einem Steuerelement ausgebildet sind. Die Rastschieber 110 behalten also auch während einer Umschaltung ihre Position in Richtung der Bewegung des Sprunggliedes 113 und des Steuerelements bei, während die Rastkurven 112 und die Anlaufflächen 114 mitbewegt werden. Diese Konstellation ermöglicht auf einfache Weise eine Konstruktion, bei der die Schaltwege des Steuerelements bis zur Auslösung des entsprechenden Rastschiebers 110 immer gleich sind. Dies ist bei allen Ausführungen aus den Figuren 6 bis 9 der Fall.

Die Ausführung nach Figur 6 besitzt Rastkurven 112, deren Stufen alle dieselbe Höhe und bis auf die unterste Stufe dieselbe Breite besitzen. Die Anlaufflächen 114 werden durch ebene Flächen gebildet, deren Steilheit sich aus der Breite und Höhe der Raststufen ergibt. Die unterste Raststufe ist beiden Rastkurven gemeinsam. Sprungglied und Steuerelement können deshalb in den beiden äußersten Schaltstellungen durch nur einen der beiden Rastschieber 110

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verriegelt werden. Dazu muß die Breite der untersten Stufe etwa der Breite der Rastschieber entsprechen«

Das Beispiel aus Figur 7 ähnelt dem. aus Figur 6. Alle Stufen der Rastkurven 111 und 112 haben die gleicha Höhe und Breite,, die Anlauffläche 114 sind eben. Anders als in Figur 6 sind nun jedoch die beiden Rastkurven 111 und 112, die beiden Rastschieber 110 und die beiden Anlaufflächen 114, in Richtung der Bewegung von Sprungglied und Steuerelement betrachtet, nebeneinander, etwa auf verschiedenen Seiten des Sprunggliedes angeordnet.

Bei einer Ausbildung gemäß den Figuren β und 7 sind die Schaltkräfte, sieht man einmal von dem geringen Einfluß der Druckfedern 92 ab, bei den verschiedenen Umschaltungen gleich. Om unterschiedliche Schaltkräfte zu erreichen können nun gemäß Figur 8 die Stufen der Rastkurven 111 und 112 verschieden hoch sein. Die unter der Rastkurve 112 dargestellte Anlauffläche 114 setzt sich aus einzelnen Abschnitten 115 verschiedener Steilheit zusammen, so daß die Schaltkräfte unterschiedlich sind. Die Steigung eines einzelnen Abschnitts 115 ist dabei gleich dem Quotienten aus der Höhe und der Breite der diesem Abschnitt zugeordneten Raststufe. Die Unterschiede in den Schaltkräften können noch vergrößert werden, wenn man die unterhalb der Rastkurve 111 befindliche Anlauffläche 114 verwendet.

Diese Anlauffläche 114 besteht aus mehreren waagrechten Abschnitten 116 und genauso vielen schrägen Abschnitten 117. Die Steigung der schrägen Abschnitte 117 ist größer als der Quotient aus der Höhe und der Breite der entsprechenden Raststufe.

Figur 9 zeigt, daß durch eine Ausbildung der Anlauffläche 114 auch bei einer Rastkurve 112, deren Stufen alle dieselbe Höhe besitzen, unterschiedliche Schaltkräfte erreicht werden können. Dazu sind die waagrechten Abschnitte 116 von Stufe zu Stufe länger, die schrägen Abschnitte 117 von Stufe zu Stufe steiler.

In Figur 8 sind der Einfachheit halber zwei verschieden ausgebildete Anlaufflächen dargestellt. Falls gleiches Schaltverhalten in beide Schaltrichtungen erhalten werden soll, wird man im konkreten Fall freilich beide Anlaufflächen gleich nestalten, Schliß¹ ich sei auch

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noch erwähnt, daß auch bei den Ausführungen nach den Figuren 6 bis 9 durch entsprechende· Gestaltung der Anlaufflächen der Weg, um den das Steuerelement gegenüber dem Sprungglied bei einer umschaltung bewegt wird, von Ünnschaltung zu ünnschaltung verändert werden kann.

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Claims (22)

1. SWF-SPEZIALFABRIK FÜR AUTOZUBEHÖR OJSTAV RAU 7120 Bietigheim-Bissingen

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   NickelAu

   02.01.1980

   Elektrischer Schnappschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge

   Patentansprüche:

   ( 1.)Elektrischer Schnappschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Handhabe, über die der Schalter von außen zwischen mindestens drei Schaltstellungen umschaltbar ist, mit einem Steuerelement, das mit der Handhabe bewegbar ist, mit einem Sprungglied, das in jeder seiner Ruhelagen durch Sperrelemente verriegelbar ist, die mit je einer Rastkurve zusammenwirken und durch das Steuerelement auslösbar sind, und mit Federmitteln, die beim Lösen der Sperrelemente das Sprungglied in die nächste Ruhelaqe bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurve eine treppenartige Form besitzt, daß wenigstens zwei Rastkurven (97, 98; 111, 112) in entgegengesetzte Richtungen ansteigen und daß jeder Rastkurve (97, 98; 111, 112) ein Sperrelement (90, 91, 110) derart zugeordnet ist, daß in einer äußersten Stellung des Sprunggliedes (44, 113) ein mit einer in die eine Richtung ansteigenden Rastkurve (98, 111) zusammenwirkendes Sperrelement (91, 110) auf der niedrigsten und ein mit einer in die andere Richtung ansteigenden Rastkurve (97, 112) zusammenwirkendes Sperrelement (90„ 110) auf der höchsten Stufe der jeweiligen Rastkurve (97, 98; 111, 112) steht.
2. 2. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch

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   gekennzeichnet, daß der an der Rastkurve (97, 98) anliegende Abschnitt (95) eines Sperrelementes (90, 91) breiter ist als wenigstens einige der Raststufen der Rastkurve (97, 98).
3. 3. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rastkurven (111, 112), die in entgegengesetzte Richtungen ansteigen sowie die zu diesen Rastkurven (111, 112) gehörenden Sperrelemente (110), in Bewegungsrichtung des Sprunggliedes (113) betrachtet, zumindest ungefähr nebeneinander angeordnet sind.
4. 4. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rastkurven (97, 98), die in entgegengesetzte Richtungen ansteigen sowie die zu diesen Rastkurven (97, 98) gehörenden Sperrelemente (90, 91), in Bewegungsrichtung des Sprunggliedes (44) betrachtet, hintereinander angeordnet sind.
5. 5. Elektrische Schnappschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rastkurven (97, 98; 111, 132) eine Stufe (99) gemeinsam haben.
6. 6. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rastkurven (111, 112) die unterste Stufe gemeinsam haben und daß diese Stufe etwa so breit ist wie der an den Rastkurven (111, 112) anliegene Abschnitt der Sperrelemente (HO).
7. 7. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rastkurven (97, 98; 111, 112) die oberste Stufe (99) gemeinsam haben und daß in den beiden äußeren Schaltstellungen jeweils ein Abschnitt eines bei einer umschaltung bewegten Schalterteils (28, 43, 44) an einem gehäusefesten Teil (12, 14) anliegt.
8. 8. Elektrischer Schnappschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (90, 91) in Aufnahmen (58) einsetzbar sind und daß wenigstens eine weitere Rastkurve (100) für eine andere Zahl von Schaltstellungen und wenigstens eine leere, der weiteren Rastkurve

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   (100) zugeordnete Aufnahme (57) für ein Sperrelement vorhanden sind.
9. 9. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rastkurven (97, 98) für die eine Anzahl von Schaltstellungen auf der einen und die Rastkurven (100) für die andere Zahl von Schaltstellungen auf der anderen Seite des Schaltergehäuses (11) oder des Sprunggliedes befinden»
10. 10. Elektrischer Schnappschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente Rastschieber (90, 91, 104, 110) sind, die von einer Feder (92) gegen die Rastkurven (97, 98, 111, 112) gedrückt werden,
11. 11. Elektrischer Schnappschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rastkurven (111, 112) am Sprungglied (113) und die Sperrelemente (110) an einem gehäusefesten Teil (11) befinden.
12. 12. Elektrischer Schnappschalter nach wenigstens einem der

    Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rastkurven (97, 98) an einem gehäusefesten Teil (20) und die Sperrelemente (90, 91) am Sprungglied (44) befinden.
13. 13= Elektrische Schnappschalter nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (90, 91, 104, 110) durch Anlaufschrägen (96, 105, 114) auslösbar sind.
14. 14. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anlaufschrägen (114) am Steuerelement befinden.
15. 15. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anlaufschrägen (96, 105) an den Sperrelementen (90, 91, 104) befinden.
16. 16. Elektrischer Schnappschalter nach den Ansprüchen 10 und 15-, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastschieber (90, 91, 104) zwei symmetrisch zueinander angeordnete nach verschiedenen Seiten abfallende Anlauf schrägen ·_ν96. 105) besitzen.

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17. 17. Elektrischer Schnappschalter nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anlaufschrägen (105, 114) aus einzelnen, jeweils einem übergang von einer Schaltstellung in einen benachbarten zugeordneten Abschnitten (106, 107, 115, 117) zusammensetzen, die verschiedene Steigung aufweisen.
18. 18. Elektrischer Schnappschalter nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung wenigstens eines Abschnittes (106, 107, 117) der Anlaufschrägen (105, 114), der einem Übergang zwischen zwei bestiirmten Schaltstellungen zugeordnet ist, größer ist als der Quotient aus der Höhe und der Breite der demselben Übergang zugeordneten Rastkurvenstufe.
19. 19. Elektrischer Schnappschalter nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurven (114) Stufen verschiedener Höhe aufweisen.
20. 20. Elektrischer Schnappschalter nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurven Stufen verschiedener Breite aufweisen.
21. 21. Elektrischer Schnappschalter nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Anlaufschrägen (96) zusammenwirkenden Kanten (86) am Steuerelement (43) oder an den Sperrelementen gebrochen sind.
22. 22. Elektrischer Schnappschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (43) und das Sprungglied (44) ineinander geführte Schieber sind und daß die Federmittel (80) durch eine Schraubenfeder gebildet werden, die an beiden Enden von beiden Schiebern (43, 44) beaufschlagt wird.

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