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Drehschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung geht von einem Drehschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
aus, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorteilhafte Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Drehschalters
kann man den Unteransprüchen entnehmen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Drehschalters
sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung
nun näher erläutert werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In den Fig. 4 bis 6 sind verschiedene Ausführungen einer Rastkulisse
35 dargestellt. Durch die Ausführung gemäß Fig.
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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.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Ausdehnung der Rastkulissen 35 und 36 in axialer Richtung ist
so bemessen, daß diese auch bei gezogenem Drehknopf 28 voll wirksam sind.
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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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