Drehschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung geht von einem Drehschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, aus, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Entsprechend den verschiedenen Schaltaufgaben, die an Drehschalter gestellt werden, gibt es eine Vielzahl von Drehschaltern, die sich in der Anzahl ihrer Schaltstellungen in Drehrichtung und/oder der Art dieser Schaltstellungen unterscheiden. So können z.B. verrastete Schaltstellungen gewünscht sein, in denen der Drehknopf des Schalters verbleibt, wenn er losgelassen wird. Ebenso sind getastete Schaltstellungen möglich, aus denen der Drehknopfdann,wenn keine äußere Kraft mehr an ihm angreift, selbsttätig in eine gerastete Stellung zurückkehrt. Die Art und Anzahl der Schaltstellungen eines Drehschalters werden meist durch ein Rastsystem mit einer Rastkulisse und einem federnd gegen die Rastkulisse gedrückten Rastelement bestimmt. Je nach den gewünschten Eigenschaften der Schaltstellungen ist die Rastkulisse verschieden gestaltet.

Durch die DE-AS 16 65 800 ist es bekannt, daß man verschiedenartige Drehschalter,die in ihrem wesentlichen Aufbau einander gleich sind und sich lediglich durch die Anzahl und/oder Art der Schaltstellungen des Drehknopfes in einer Ebene unterscheiden, dadurch erhalten kann, daß man in den verschiedenen Drehschaltern jeweils Einsätze mit unterschiedlichen Kulissen verwendet. Nach der Montage des Kulisseneinsatzes ist der Typ des gerade durchlaufenden Drehschalters festgelegt. Bei der weiteren Fertigung muß der Weg des Schalters genau verfolgt werden und am Ende der Montage gemäß seinen Schaltstellungen eingeordnet und gelagert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Schalter mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß sich ein Drehschalter ergibt, dessen Herstellung in verschiedenen Typen auf sehr einfache Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drehschalter mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelost, daß in axialer Richtung gegen die erste Rastkulisse versetzt eine zweite, sich von der ersten Rastkulisse unterscheidende Rastkulisse angeordnet ist und daß die Lage des Schaltstücks in axialer Richtung durch die Form und/oder die Montagelage des Drehknopfes bestimmt ist.

Der Betätigungsknopf eines Drehschalters wird üblicherweise zuletzt montiert. Bei einem erfindungsgemäßen Drehschalter werden die Schaltstellungen also erst am Ende des Montagevorgangs festgelegt, da erst bei der Montage des Drehknopfes das Schaltstück in die den gewählten Schaltstellungen entsprechende Position gebracht wird. Ist diese Position allein durch die Montagelage des Drehknopfes bestimmt, so können die unterschiedlichen Schaltertypen ganz mit identischen Teilen aufgebaut werden. Bestimmt die Form des Drehknopfes die Lage des Schaltstückcs, so sind verschiedene Drehknopf für die verschiedenen Schaltertypen nötig.

Mit einem erfindungsgemäßen Drehschalter ist nicht nur eine Erleichterung der Montage, sondern auch eine Reduzierung der Lagerhaltungskosten möglich. Es ist nämlich nun nicht mehr notwendig, von den verschiedenen Schaltertypen jeweils eine bestimmte Anzahl am Lager zu halten.

Es genügt nun, eine kleinere Anzahl von vormontierten Schaltern olive Drehknopf und jeweils eine bestimmte Menge der verschiedenen Drehknöpfe zu lagern, die bedeutend billiger als ein ganzer Schalter sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Drehschalters kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Die nachträgliche Montage des Drehknopfes ist besonders dann noch leicht möglich, wenn gemäß Anspruch 2 der Rotor und das Schaltstück unabhängig vom Drehknopf unverlierbar im Gehäuse gehalten sind. Die Kopplung zwischen dem Schaltstück und dem Drehknopf läßt sich-leicht dadurch herstellein, daß das Schaltstück durch eine Feder in Anlage am Drehknopf gehalten wird. Vorteilhaft ist es, wenn diese Feder als Druckfeder zwischen dem Rotor und dem Schaltstück eingespannt ist. Da sich der Rotor und das Schaltstück in gleicher Weise drehen, findet keine Verdrehung zwischen den be;Hen Ehden der Druckfeder statt.

Zweckmäßigerweise ist gemäß Anspruch 7 das Schaltstück vom Drehknopf aus gesehen jenseits des Rotors angeordnet und durch Durchbrüche des Rotors hindurch mit dem Drehknopf gekoppelt. Zur Kopplung ist vorzugsweise an das Schaltstück ein Zapfen angeformt, der durch einen Durchbruch des Rotors hindurchtritt und am Drehknopf anliegt.

Damit der Drehschalter wenigstens in bestimmten Schaltstellungen nicht durch zufällige Bewegungen eines Fahrzeuginsassen betätigt werden kann, ist gemäß Anspruch 9 der Drehknopf in einer Schaltstellung durch ein Verriegelungselement des Gehäuses in zumindest einerSchaltstellung verriegelbar, wobei die Verriegelung durch einen axialen Hub des Drehknopfes entgegen der Kraft einer Feder lösbar ist.

Eine derartige Ausbildung ist auch unabhängig von den Merkmalen des Anspruchs 1 schon vorteilhaft. Gemäß Anspruch 10 ist die Höhe jeder Rastkulisse in axialer Richtung auf den Entriegelungshub abgestimmt, so daß auch nach der Bewegung des Drehknopfes in axialer Richtung die ausgewählte Rastkulisse wirksam bleibt. Damit die Feder, die beim Entriegelungshub des Drehknopfes gespannt wird, den Drehknopf wieder zurückstellen kann,kann sie gemäß Anspruch 11 eine größe Kraft ausüben als die Feder, die das Schaltstück gegen den Knopf drückt und sich dabei am Gehäuse abstützt. Es ist vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 12 die Rückstellfeder zwischen dem Gehäuse und dem Rotor eingespannt ist und der Rotor nd der Drehknopf miteinander verrastet sind.

Genauso wie mehrere Typen von Drehschaltern gewünscht sind, di'e sich durch die Art, die Anzahl und den Abstand der Schaltstellungen voneinander unterscheiden, so können auch Typen mit unterschiedlichen Verriegelungen des Drehknopfes gewünscht sein. So sollen z.B. an einen Schalter zwei Schaltstellungen jeweils nach beiden Richtungen verriegelt sein, bei einem anderen Schalter soll nur eine Schaltstellung verriegelt sein, bei einem-dritten ist bei einer Schaltstellung eine Verriegelung nur in die eine Schaltrichtung gewünscht. Um auch hier zu einer einfachen Montage zu gelangen, ist der Drehschalter gemäß Anspruch 13 so ausgebildet, daß das Gehäuse in azimutaler Richtung verteilt mehrere Verriegelungselementeaufweist, und daß das wirksame Verriegelungselement bzw. die wirksamen Verriegelungselemente durch die Form und/oder die Montagelage des Drehknopfes bestimmt sind. Gemäß Anspruch 14 sind die Vernur riegelungselemente beim Verlassen der verriegelten Schaltstellung wirksam, so daß der Drehknopf ohne Umstände wieder in diese verriegelte Schaltstellung gebracht werden kann.

Damit der Drehknopf in allen seinen Schaltstellungen in derselben Ebene liegt,kehrt er gemäß Anspruch 15 während einer sich an den Entriegelungshub anschließenden Drehung wieder in die Ausgangsebene zurück. Dabei wird er gemäß Anspruch 16 vorteilhafterweise durch eine Anlaufschräge gesteuert.

Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Drehschalters sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.

Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Drehschalter mit einem Schaltstück und einem ersten Drehknopf, Fig. 2 ein Schnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Drehschalter mit einem zweiten Drehknopf und entsprechend geänderter Position des Schaltstücks, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig.2, Fig. 5 weitere Schnitte entsprechend dem aus Fig. 4, u. 6 jedoch mit geänderten Rastkulissen, Fig. 7 eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Drehschalters mit gegenüber den Fig. 1 und 2 umgekehrter Anordnung des Rotors und des Schaltstücks, Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines Drehschalters,die der aus Fig.1 ähnelt, jedoch eine Verriegelung des Drehknopfes in einer Schaltstellung aufweist, Fig. 9 eine Draufsicht auf das Gehäuse des .Drehschalters aus Fig. 8 oder den Drehknopf mit deutlicher Erkennbarkeit der Verriegelungsrippen, Fig. 10 eine Draufsicht gemäß Fig. 9 auf eine andere Ausführung, Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI aus Fig.9 mit einem ersten Drehknopf und Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII aus Fig. 9 mit einem anderen Dreliknopf.

Das Gehäuse 20 des Drehschalters aus Fig. 1 setzt sich aus einem Gehäuseunterteil 21 und einem Gehäuseoberteil 22 zusammen. Das Gehäuseunterteil 21 ragt mit einem hohlzylindrischen Ansatz 23 in das Innere des Gehäuses 20. Zwischen diesem Ansatz 23 und an das Gehäuseobertcil 22 angeformten Widerlagern 24 ist ein Rotor 25 angeordnet, der die nicht eingezeichneten Kontaktbrücken des Schalters steuert. Der Rotor 25 ist einstückig mit einer Schaltwelle 26 gefertigt, die durch eine Öffnung 27 im Gehäuseoberteil 22 hindurchführt und auf die ein Drehknopf 28 aufgeawastet ist.

Der Durchmesser der Öffnung 27 ist größer als der Durchmesser der Schaltwelle 26, so daß der Drehknopf 28 mit einer die Schaltwelle 26 umgebenden Nabe 29 in das Innere des Gehäuses 20 hineingreifen kann. Die Öffnung 27 wird durch einen umlaufenden Flansch 30 des Gehäuseoberteils 22 begrenzt, der von dem in seinem Durchmesser größer als die Öffnung 27 ausgebildete Drehknopf 28 überdeckt wird Auf der Innenseite des Ansatzes 23 sind in Richtung der Schaltwelle 26, also in Richtung der Drehachse des Drehknopfes 28 hintereinander zwei Rastkulissen 35 bzw. 36 ausgeformt, die verschieden voneinander ausgebildet sind und deshalb Schaltstellungen mit unterschiedlichen Eigenschaften definieren. Innerhalb des Ansatzes 23 befindet sich ein rohrförmiges Schaltstück 37, das in seinem Inneren eine Druckfeder 38 aufnimmt, die auf jeder Seite eine Rastkugel 39 aus.dem Schaltstück 37 hinaus auf die Rastkulisse 36 drückt. Zwei Zapfen 40 des Schaltstückes 37 treten durch Bohrungen 41 des Rotors 25 hindurch und reichen bis zur Unterseite der Nabe 29 des Drehknopfes 28. Dort werden sie durch eine Druckfeder 42, die sich an der Unterseite des Schaltstücks 37 und dem Gehäuseunterteil 21 abstützt, gehalten.

Bei einer Drehschalterausführung gemäß Fig. 1 ist die Nabe 29' des Drehknopfes 28 so kurz-, daß das Schaltstück 37 mit der näher am Drehknopf 28 liegenden Rastkulisse 36 zusammenwirkt. Aus Fig. 3 ist die Form dieser Rastkulisse 36 näher erkennbar. Sie ist so beschaffen, daß sich drei stabile Schaltstellungen für den Drehknopf 28, den Rotor 25 und das Schaltstück 37 ergeben. Gezeichnet sind die einzelnen Teile in der mittleren Schalt stellung. Bei einer Verdrehung des Drehknopf es 28 wird die Schaltwelle 26 mitgenommen, die als Zweiflach im Drehknopf 28 steckt. Wegen der Einstückigkeit von Schaltwelle 26 und Rotor 25 wird auch letzterer mitgedreht. Über die Zapfen 40 und die Bohrungen 41 ist das Schaltstück 37 in Drehrichtung mit dem Rotor 25 gekoppelt, so daß auch dieses die Drehung des Drehknopfes 28 mitmacht. Die Rastkugek 39 wandern somit bei einer Drehung des Drehknopfes 28 an der Rastkulisse 36 entlang und legen die einzelnen Schaltstellungen fest.

Bei der Drehschalterausführung nach Fig. 2,für die mit Ause nahme des Drfhknopfes 28 dieselben Einzelteile, wie Gehause 20 mit Gehäuseunterteil 21 und Gehäuseoberteil 22, Rotor 25, Sc)ialtstück 37 und Druckfeder 42 verwendet sind wie bei der .Qusführung nach Fig. 1,befindet sich das Schaltstück 37 in .axialer Richtung auf Höhe der Rastkulisse 35.

Erreicht wird dies dadurch, das nun ein Drehknopf 28 verwendet ist, essen Nabe 29 länger ist als die des Drehknopfes 28 aus Fig. 1. Bei der Montage des Drehknopfes 28 gemäß Fig. 2 wird deshalb das Schaltstück 37 entgegen der Kraft der Feder 42zur Rastkulisse 35 verschoben. Diese Rastkulisse unterscheidet sich von der Rastkulisse 36, so daß die Schalt stellungen der Drehschalterausführung gemäß Fig. 2 andere Eigenschaften aufweisen als beim Drehschalter gemäß Fig. 1.

In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungen einer Rastkulisse 35 dargestellt. Durch die Ausführung gemäß Fig.

4 sind von der Mittelstellung aus, die das Schaltstück 37 gerade einnimmt, in beide Drehrichtungen jeweils eine selbstauslösende Schaltstellung, aus der nach einer Betätigung die bewegten Teile wieder selbsttätig in die Mittelstellung zurückkehren, und eine stabile Schaltstellung, in der die bewegten Teile nach einer Betätigung verbleiben, möglich. Bei der Ausführung nach Fig.5 ist die Rastkulisse 35 sö geformt, daß in die eine Drehrichtung eine selbstauslösende und eine stabile Schaltstellung und in die andere Drehrichtung nur eine stabile Schaltstellung definiert sind. Die Ausführung nach Fig. 6 schließlich erlaubt von der Mittelstellung aus nach beiden Richtungen jeweils eine stabile Schaltstellung. Außerdem ist von der einen seitlichen Schaltstellung zur Mittelstellung hin noch eine selbstauslösende. Schaltstellung möglich.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen, daß der Rotor 25 und das Schaltstück 37 unabhängig vom Drehknopf 28 unverlierbar im Schaltergehäuse 20 gehalten sind. Es ist somit möglich, den Schalter bis auf den Drehknopf 28 vollständig zu montieren, und unabhängig davon später gemäß den gewünschten Schaltstellungen den notwendigen Drehknopf aufzusetzen..

Diese Möglichkeit ist auch bei einer Drehschalterausführung gemäß Fig. 7 gegeben. Auch diese Ausführung besitzt ein Gehäuse 20 mit einem Gehäuseunterteil 21 und einem Gehäuseoberteil 22, einen Rotor 25, der zwischen dem Gehguseoberteil und dem Gehäuseunterteil liegt und an den eine Schaltwelle 26 angeformt ist, ein Schaltstück 37, zwei Rastkulissen 35 bzw. 36, einen Drehknopf 28 und eine Druckfeder 42, die das Schaltstück 37 am Drehknopf 28 hält. Das Schaltstück 37 ist nun jedoch zwischen dem Rotor 25 und dem Drehknopf 28 angeordnet und mit diesem auch in Drehrichtung ge koppelt. Die Druckfeder 38 ist zwischen dem Rotor 25 und dem Schaltstück 37 eingespannt, so daß sich bei einer Betätigung des Schalters ihre beiden Enden synchron bewegen.

Die Rastkulissen35 und 36 befinden sich an Gehäuseoberteil 22.Um die Unverlierbarkeit des Schaltstücks zu gewährleisten, ist an die Schaltwelle 26 eine Rastnase 43 angeformt, uber die das Schaltstück 37 bei der Montage geschoben werden muß.

Es ist bisher davon ausgegangen worden, daß,je nachdem, mit welcher Rastkulisse das Schaltstück 37 zusammenwirken soll, verschiedene Drehknöpfe 28 verwendet werden. Diese Drehknöpfe unterscheiden sich durch die Länge ihrer Naben 29.

Die Position des Schaltstücks 37 ist also durch die Form des verwendeten Drehknopfes bestimmt. Es ist jedoch auch möglich, die Position des Schaltstücks 37 durch die Lage festzulegen, in der jeweils derselbe Drehknopf montiert wird. So kann man sich z.B. denken, daß sich die Nabe eines Drehknopfes 28 aus vier Abschnitten zusammensetzt, von denen jeweils zwei sich einander gegenüberliegen und die gleiche, jedoch eine von der Länge der beiden anderen Abschnitte verschiedene Länge aufweisen. Der Drehknopf kann nun in zwei Positionen montiert werden, die um 90 Grad auseinanderliegen und in denen die Zapfen 40 am Schaltstück 37 am einen oder am anderen Abschnittspaar der Nabe 29 des Drehknopfs 28 anliegen, so daß sich entsprechend der verschiedenen Länge dieser Abschnittpaare verschiedene Positionen des Schaltstücks 37 ergeben.

Die Schalterausführung gemäß Fig. 8 entspricht in ihrem Aufbau im wesentlichen den Schaltern aus den Fig. 1 und 2 Sie ist jedoch im Gegensatz zu diesen Ausführungen so gestaltet, daß der Drehknopf 28 in der Mittelstellung nach beiden Drehrichtungen verriegelt ist. In einer gemeinsamen Betrachtung <er dasselbe Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren 8,9, 11,12 kann man erkennen, daß als Verriegelungselement Rippen 50 benutzt sind, die im Abstand voneinander auf dem Flansch 30 des Gehäuseoberteils 22 angeordnet sind, so daß sie zwischen sich eine Aussparung 51 schaffen. Auf der der Aussparung 51 abgewandten Seite fallen die Rippen 50 in Schrägen 52 innerhalb des Schaltweges zwischen zwei benachbarten Schaltstellungen auf das Niveau des Flansches 30 ab. In der Mittelstellung greift der Drehknopf 28, der unter der Wirkung einer Druckfeder 53 steht, mit einem Steg 54 in die Aussparung 51 zwischen den beiden Rippen 50. Die Druckfeder 53 stützt sich am Gehäuseoberteil 22 und dem Rotor 25 ab, den sie in Richtung auf das Gehäuseunterteil 21 drückt. Da die das Schaltstück 37 belastende Druckfeder 42 über das Schaltstück 37 auf den Drehknopf eine Kraft ausübt, deren Vorzeichen gegenüber der von der Druckfeder 53 auf den Drehknopf 28 ausgeübten Kraft umgekehrt ist, muß die Kraft der Druckfeder 53 dem Betrage nach größer sein als die der Druckfeder 42, wenn der Drehknopf 28 sicher verriegelt bleiben soll.

Will man einen Drehschalter gemäß den Figuren 8, 9,11,12 betätigen, so ist es zunächst notwendig, den Drehknopf um den Hub H in axialer Richtung vom Gehäuse 20 wegzuziehen.

Der Rotor 25 macht diese Bewegung mit, da bei der Ausführung nach Fig. 8 die Widerlager24 aus den Fig. 1 und 2 gelassen sind und der Rotor 25 deshalb dem Drehknopf 28 in axialer Richtung folgen kann. Die Druckfeder 53 wird etwas stärker vorgespannt. Am Ende des Hubes H ist der Drehknopf 28 entriegelt und kann nun in eine Betätigungsrichtung verdreht werden. Wegen der Schrägen 52 kann er dabei wieder in eine Ebene zurückkehren, in der er sich auch in der Mittelstellung befindet. Bei fehlenden äußeren Kräften besorgt diese Rückkehr die Druckfeder 53.

Bei einer Rückkehr in die Mittelstellung sind die Rippen 50 wegen der Schräge 52 nicht hinderlich. Auf dem Flansch 30 der Ausführung nach Fig. 8. ist der einen Rippe 50 gegenüberliegend eine weitere Rippe 55 vorgesehen, die dieselbe Form wie die beiden Rippen 50 besitzt. Die Rippe 55 ist bei einer Drehschalterausführung gemäß den Fig. 8,9,11 und 12 ohne Belang, da ihre Wirkung, selbst wenn am Drehknopf 28 ein weiterer, dem Steg 54 gegenüberliegender Steg vorhanden wäre, nicht über die Wirkung der beiden Rippen 50 hinausginge. Wird jedoch der Drehknopf gemäß Fig. 8 um 180 Grad um eine axiale Achse gedreht montiert, so, wirkt der Steg 54 mit der Rippe 55 zusammen und die Rippen 50 sind wirkungslos. Es ist leicht einzusehen, daß dann der Drehknopf in seiner Mittelstellung nur in die eine Drehrichtung verriegelt wäre, während er in die andere Drehrichtung ohne Entriegelungshub gedreht werden könnte. Natürlich ist es auch möglich anstelle einer um 180 Grad gedrehten Montagelage des -Drehknopfes aus Fig.8 einen anderen Drehknopf zu verwenden, bei dem ein Steg 54 an der gegenüberliegenden Seite angebracht ist.

Die Ausdehnung der Rastkulissen 35 und 36 in axialer Richtung ist so bemessen, daß diese auch bei gezogenem Drehknopf 28 voll wirksam sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 10 weist der Flansch 30 lediglich eine Aussparung 55 ohne über die Flanschoberseite vorspringende Rippen auf. Außerhalb der Mittelstellung verbleibt deshalb der Drehknopf in der gezogenen Position.

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