DE3212267C2 - Mehrweg-Schalthebel - Google Patents
Mehrweg-SchalthebelInfo
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Abstract
Bei einem Mehrweg-Schalthebel, dessen Schaltachse (20) aus der Grundstellung gegen eine Rückstellkraft in mehrere Richtungen verschwenkbar ist, um diesen Richtungen zugeordnete Steuerelemente zu betätigen, ist ein von der Schalt achse (20) koaxial durchsetzter Permanent-Magnetring (12) vorgesehen, der zur Erzeugung der Rückstellkraft auf eine an der Schaltachse (20) befestigte ferromagnetische Taumelscheibe (24) einwirkt. Die permanentmagnetische Rückstellung macht den Schalthebel weitgehend verschleiß- und ermüdungsfrei.
Description
35
Die Erfindung betrifft einen Mehrweg-Schalthebel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Mehrweg-Schalthebel dieser Gattung werden zur manuellen Steuerung von Bewegungsvorgängen in
mehreren Richtungen verwendet Durch Verschwenken des Schalthebels in verschiedene Richtungen werden
verschiedene Steuerelemente betätigt, die einen Bewegungsvorgang in der jeweiligen zugeordneten Richtung
auslösen. Die Steuerelemente können elektrische « Schalter, elektronische Näherungsschalter, pneumatische
oder hydraulische Schaltventile oder sonstige Steuerelemente sein, die durch die Schaltachse ein- und
ausgeschaltet werden oder ein der Auslenkung der Schaltachse proportionales Steuersignal liefern. Solche so
Schalthebel können z. B. zur Steuerung der Bewegung von Maschinenteilen, wie Greifern, Armen und dgL
verwendet werden. Insbesondere werden solche Schalthebel auch zur Steuerung bei Spie!- und Unterhaltungsautomaten eingesetzt
Aus der DE-PS 12 54 980 ist beispielsweise ein Schalthebel der eingangs genannten Gattung bekannt
der ds Schaltknüppel für ein Fahrzeuggetriebe dient Der mit seinem unteren Ende in die Getriebeschaltgabel
eingreifende Schalthebel ist mittels einer ihn umgebenden Kugel in einer Kugelpfanne schwenkbar gelagert
Wird der manuell betätigende Mehrweg-Schalthebe] freigegeben, so muß er in sein«: Grundstellung
zurückgestellt werden. Dazu werden elastische Kräfte
verwendet Bei dem Schalthebel gem. der DE-PS
1254 980 werden diese elastischen Kräfte z.B. durch eine den Schalthebel koaxial umgebende Schraubenfeder
erzeugt Bei Schalthebeln, die nur wenige diskrete Schaltrichtungen aufweisen, kann die Rückstellkraft
auch durch jeweils in diesen Schaltricütungen wirkende
Federn erzeugt werden. In Fällen, in denen nur eine geringe Rückstellkraft erforderlich ist kann diese auch
durch eine Lagerung der Schaltachse in einem gummielastischen Material bewirkt werden.
Die Rückstellung des Schalthebels durch elastische Kräfte hat den Nachteil, daß die die elastische
Rücksteilkraft erzeugenden Elemente z. B. Federn oder
gummielasnsche Materialien einem Verschleiß und einer Materialermüdung unterworfen sind. Du Rückstellkraft
läßt daher bei längerem Gebrauch des Schalthebels nach und die Federelemente können
brechen.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen
Mehrweg-Schalthebel zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und hoher Betriebssicherheit praktisch keinem
Verschleiß und keiner Materialermüdung unterworfen ist
Diese Aufgabe wird bei einem Mehrweg-Sc'rmithebel
der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrweg-Schalthebei wird die Rückstellkraft für die Schaltachse durch einen
Permanentmagneten irzeugt Diese magnetische Rückstellkraft ist keiner Materialermüdung unterworfen. Da
die Schaltachse mit der Taumelscheibe frei in dem Hohlzylinder sitzt und nur durch die Magnetkraft .'
gehalten wird, sind keine mechanischen Verbindungsteile und Lagerungen vorhanden, die einem Verschleiß
ausgesetzt sind. Der Schalthebel hat daher auch bei starker Beanspruchung eine hohe Lebensdauer.
Der Schalthebel ist außerordentlich robust und wegen seiner rein permanentmagnetischen Rückstellung und
der fehlenden mechanischen Lagerung der Schaltachse betriebssicher und gegen Störungen nicht anfällig.
Durch die rotationssymmetrisch·? Anordnung des Magnetrings und der Taumelscheibe ist der Schalthebel
in bezug auf die Richtungen und die Anzahl der Schaltwege nicht beschränkt Richtungen und Anzahl
der Schaltwege können frei durch die Gestaltung der Kulissenscheibe bestimmt werden. Derselbe Schalthebel
kann für die verschiedensten Anwendungszwecke eingesetzt werden, wobei nur die Kulissenscheibe dem
jeweiligen Anwendungszweck entsprechend gewählt werden muß. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die
Herstellungskosten und die Lagerhaltung ?us. Außerdem kann dadurch der Schalthebel in einfacher Weise
für einen anderen Anwendungszweck umgerüstet werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher
erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Schalthebel im Axialschnitt und F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Ausl'ührungsform der
Kulissenscheibe.
Der Mehrweg-Schalthebel weist ein hohlzylindrisches Gehäuse 10 auf, das axial aneinander anschließend
einen Abschnitt größeren und eineni Abschnitt kleineren
Innendurchmessers hat. Das Gehäuse 10 kann aus einem unmagnetischen Metall, vorzugsweise Leichtmetall
oder aus Kunststoff, bestehen. In den Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser ist ein zylindrischenr Permaneni-Magnetritig
12 im Paßsitz eingesetzt
In den sich axial anschließenden Abschnitt des Gehäuses 10 mit größerem Durchmesser ist ein
Holilzylinder 14 aus einem reibungsarmen Kunststoff ebenfalls im Paßsitz eingesetzt Die Innendurchmesser
der beiden Abschnitte des Gehäuses 10 und der Innendurchmesser des Hohlzylinders 14 sind so gewählt,
daß der Hohlzylinder 14 den Magnetring 12 nur an dessen Außenumfang radial überlappt An dem dem
Magnetring *2 zugewandten Ende weist der Hohlzylinder
14 einen radial nach innen gezogenen Boden 16 auf.
Der Hohlzylinder 14 und der Magnetring 12 werden koaxial von einer Schaltachse 20 durchsetzt Auf das
obere Ende der aus Stahl bestehenden Schaltachse 20 ist ein Bedienungsknopf 22 aus Kuirrstcff unlösbar
aufgegossen. Im Bereich des Hohlzylinders i ; ^- suf die
Schaltachse 20.eine Taumelscheibe 24 's einem
ferrouiagnetischen Material spielfrei aufgehoben. Die
Taumelscheibe 24 ragt mit euem axialen Ansatz 26 Li
den Magnetring IZ Hülsen 2S unc ι' sind oberhalb und
unterhalb der Taumelscheibe 24 auf die Schaltachse 20
aufgeschoben und werden ^'irch einen in eine
Umfangsnut am unteren Ende der Schaltachse 20 eingesetzten Sprengring axial auf der Schaltachse
festgelegt Dadurch ist auch die Taumelscheibe 24 auf der Schaltachse 20 axial f estgeiegt
En mit dem Gehäuse 10 verschraubter Deckel 32 verschließt an der oberen Stirnfläche den Hohlzylinder
14 und läßt nur eine zentrische Öffnung 34 frei, durch die die Schaltachse 20 und die Hülse 28 mit radialem Spiel
durchtreten.
Die Taumelscheibe 24 ist an ihrem Außenumfang in Axialrichtung ballig abgerundet und weist im Bereich
Hires größten Durchmessers nur ein geringes radiales Spie! gegenüber dem Hohlzylinder 14 auf. Die vom
Magnetring 12 abgewandte Fläche der Taumelscheibe 24 fällt von innen gegen den Rand hin schräg ab.
An der unteren Stirnfläche des Gehäuses 10 ist eine Kulissenscheibe 36 angebracht Vorzugsweise ist die
Kulissenscheibe 36 mit dem Gehäuse 10 verschraubt, so
daß sie lösbar und austauschbar ist Zentrisch in der Kulissensch .ibe 36 ist eine Schaltweg-Kulissenöffnung
38 vorgesehen, die von der Schaltachse 20 und der Hülse 30 durchsetzt wird. In dem in Fig.2 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Kulissenöffnung 38 für einen Vierweg-Schalthebel ausgebildet Die Kulissenöffnung
38 weist vier im Winke! am jeweils 90°
gegeneinander versetzte Auswölbungen 40 auf, in weiche die S_-haItachsc 20 mit der Hülse 30 hineinbewegt
werden kann. Jeder Auswölbung 40 ist eiii Steuerelement, z. B. e;n Mikroschalter, zugeordnet der
25
30 durch die Hülse 30 betätigt wird, wenn diese in die
jeweilige Aus wölbung 40 bewegt wird.
Wird der Schalthebel nicht betätigt, s& wird er in seine
Grundstellung mit koaxialer Ausrichtung der Schaltachse 20 dadurch rückgestellt, daß die ferromagnetische
Taumelscheibe 24 durch den Permanent-Magnetring 12 angezogen wird. Die Rückstellkraft des Schalthebels
wird dabei im wesentlichen durch die Magnetkraft des Magnetringes 12 bestimmt Eine weitere Abstimmung
der Rückstellkraft ist möglich durch die Wahl des Durchmessers der Taumelscheibe 24 in bezug auf den
Innendurchmesser des Magnetringes 12, d. h. durch die radiale Überlappung von Taumelscheibe 24 und
Magnetring 12, die den für den Magnetfluß zur Verfügung stehenden Querschnitt bestimmt Schließlich
ist noch eine Abstimmung der Magnetkraft durch die axiale Dicke des Bodens 16 des Hohlzylinders 14
möglich. Dieser Boden 16 wirkt als Trennscheibe zwischen dem Magnetring 12 und der Taumelscheibe 24
und bestimmt den den magnetischen Fluß schwächenden Spalt zwischen diesen.
Zur Betätigung des Schalthebels kaa" die ScbaHachse
20 mittels des Bedienungsknopfes 22 manuell aus der
koaxialen Grundstellung gegen die magnetische Rückstellkraft gekippt werden. Das radiale Spiel der Hülse 28
in der Öffnung 34, das radiale Spiel des Ansatzes 26 der Taumelscheibe 24 in dem Magnetring 12 und das radiale
Spiel der Hülse 30 in dem Boden des Gehäuses 10 sind so gewählt, daß Jadurch die Kippbewegung der
Schaltachse 20 nicht behindert wird. Die Kippbewegung wird daher ausschließlich dadurch begrenzt, daß die
Schaltachse 20 mit ihrer Hülse 30 mit der Kulissenöffnung 38 der Kulissenscheibe 36 in Berührung kommt
Schaltweg und Schalltrichtungen des Schalthebels sind
daher durch die Auswölbungen 40 der Kulissenöffnung 38 bestimmt.
Die ballige Wölbung des Außenumfangs der Taumelscheibe 24 ist so gewählt, daß die Taumelscheibe 24
sowohl in der koaxialen Grundstellung als auch in jeder Kippstellung mit minimalem radialem Spiel durch den
Hohlzylinder 14 geführt wird. Durch die Abschrägung der oberen Fläche der Taumelscheibe 24 wird erreicht,
daß diese bei maximalem Kippwinkel im wesentlichen parallel an dem Deckel 32 anliegt Dadurch ist eine
optimale Platzausnützung und eine minimale axiale Bauhöhe gewährleisiei.
Bohrungen 42 im Deckel 32 und mit diesen fluchtende
Längsnuten 44 in der äußeren Mantelfläche des Gehäuses 10 und der Kulissenscheibe 36 dienen zur
Befestigung des Schalthebels mittels Gewindebolzen.
Hierzu 2 Biatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Mehrweg-Schalthebel mit einer Schaltachse, die aus ihrer Grundstellung gegen eine Rückstellkraft in
zwei oder mehr Richtungen verschwenkbar ist, um mit ihrem Ende Steuerelemente zu betätigen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltachse (20) durch einen Permanent-Magnetring (12)
hindurchragt, daß sich an den Magnetring (12) ein unmagnetischer Hohlzylinder (14) axial anschließt,
dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Magnetringes (12) und daß auf der
Schaltachse (20) eine ferromagnetische Taumelscheibe (24) befestigt ist, die mit geringem radialem
Spiel in dem Hohlzylinder (14) aufgenommen ist
Z Schalthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hohlzylinder (14) und
dem Magnetring (12) eine unmagnetische kreisringfönnige
Trennscheibe angeordnet ist
3. Schalthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
d?ß die Taumelscheibe (24) an ihrem Außenumfan^ ballig gewölbt ist
4. Schalthebel nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder
(14) an seiner dem Magnetring (12) entgegengesetzten Stirnfläche durch einen Deckel
(32) verschlossen ist
5. Schalthebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taumelscheibe (24) auf ihrer dem
Magnetring (12) entgegengesetzten Fläche gegen den Rand hin abgeschrägt ist
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1982
- 1982-04-02 DE DE19823212267 patent/DE3212267C2/de not_active Expired
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1983
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DE3212267A1 (de) | 1983-10-20 |
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