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Elektrischer Schalter, insbesondere Lenkstockschalter für Kraft-
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fahrzeuge Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Schalter,
insbesondere von einem Lenkstockschalter für Kraftfahrzeuge, der die Merkmale aus
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
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Ein derartiger elektrischer Schalter ist aus der DE-OS 29 52 298 bekannt.
Der Betätigungshebel dieses elektrischen Schalters ist schwenkbar in einem Aufnahmeteil
gelagert, wobei dieses ,Aufnahmeteil zusammen mit dem Betätigungshebel um eine gehäusefeste
Achse, die senkrecht auf der Schwenkachse des Betätigungshebels im Aufnahmeteil
steht, bewegt werden kann. In das im Aufnahmeteil befindliche Ende des Betätigungshebels
ist eine Sackbohrung eingebracht in der eine Schraubenfeder liegt, die ein Schaltelement
in Form einer Kugel gegen eine Schaltkurve des Aufnahmeteils drückt. Während der
Verstellbewegungen des Betätigungshebels gegenüber dem Aufnahmeteil wird der Betätigungshebel
also durch das Schaltelement gesteuert.
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Im bekannten Schalter wird eine Verschwenkung des Betätigungshebels
über einen Übersetzungshebel auf einen bewegbaren elektrischen Kontakt übertragen.
Dieser Übersetzungshebel ist als einarmiger Hebel ausgebildet, der sich von seiner
Lagerstelle aus in Richtung auf die Drehachse des Betätigungshebels im Aufnahmeteil
hin erstreckt und in einer Schwenkebene des Betätigungshebels innerhalb eines bestimmten
Winkelbereichs verschwenkbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter mit den Merkmalen aus
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß er in seinem Aufbau vereinfacht
wird und eine längere Lebensdauer erreicht. Außerdem soll gewährleistet sein, daß
der Betätigungshebel mit einer großen Kraft in seiner ersten stabilen Schaltstellung
gehalten wird und daß die zur Verschwenkung
des Schalthebels aus
dieser ersten stabilen Schaltstellung notwendige Kraft wenigstens zunächst immer
kleiner wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektrischen Schalter,
der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, dadurch gelöst, daß
man diesen Schalter zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 ausstattet. Der Übersetzungshebel, über den ein beweglicher elektrischer
Kontakt verstellbar ist, wird also auch als Schaltelement benutzt. Er kann deshalb
als Schalthebel bezeichnet werden.
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Er wird von der Feder belastet, die an ihm ein Drehmoment erzeugt,
so daß der Schalthebel auf den Betätigungshebel eine Kraft ausüben kann, die wiederum
am Betätigungshebel ein Drehmoment erzeugt. Die zu den Drehmomenten gehörigen Hebelarme,
verändern sich bei einer Verschwenkung des Betätigungshebels aus der ersten stabilen
Schaltstellung wenigstens zunächst so, daß die zur Verstellung notwendige Kraft
zunächst immer kleiner wird. Bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Schalter ist
keine Schaltkurve mehr notwendig, die einem starken Verschleiß ausgesetzt wäre.
Verschleiß tritt natürlich auch bei dem Schalthebel auf. Dieser Verschleiß macht
sich jedoch beträchtlich weniger in der Schaltcharakteristik des Betätigungshebels
bemerkbar, so daß diese Charakteristik über eine große Anzahl von Schaltzyklen erhalten
bleibt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen elektrischen
Schalters sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ist das Aufnahmeteil mit dem Betätigungshebel
um eine zur Schwenkachse des Betätigungshebels im Aufnahmeteil senkrecht gerichtete,
bezüglich des Gehäuses feste Achse verschwenkbar, so ist gemäß Anspruch 2 der Schalthebel
vorteilhafterweise im Aufnahmeteil gelagert. Wenn das Aufnahmeteil verschwenkt wird,
wird also auch der Schalthebel mitgenommen. Damit die Hebelverhältnisse zwischen
dem Schalthebel und dem von diesem beaufschlagbaren beweglichen Kontakt immer gleich
bleiben, besitzt letzterer einen Vorsprung, an dem der Schalthebel in jeder Position
des Aufnahmeteils angreifen kann. Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich,
wenn gemäß Anspruch 4 die
Schwenkachsendes Betätigungshebels und
des Schalthebels parallel zueinander verlaufen.
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Gemäß Anspruch 5 ist die zweite Schaltstellung des Betätigungshebels
getastet, so daß der Betätigungshebel aus der zweiten Schaltstellung selbsttätig
in die erste Schaltstellung zurückkehrt.Um dies zu erreichen, endet der Schwenkbereich
des Schalthebels vor dem Totpunkt. Zur Steuerung des Betätigungshebels genügt es
dann, wenn der Schalthebel mit einem von seiner Schwenkachse zum Betätigungshebel
gerichteten Arm einseitig am Betätigungshebel anliegt.
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Die den Schalthebel belastende Feder nimmt eine sichere Position im
Schalter ein, wenn sie gemäß Anspruch 8 am Betätigungshebel geführt ist und mit
diesem verschwenkt wird. Vorteilhafterweise ist zwischen die Feder und den Schalthebel
eine am Betätigungshebel geführte Scheibe eingefügt.
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Die Kopplung zwischen dem Betätigungshebel und dem Schalthebel ist
dann besonders sicher, wenn der Betätigungshebel abschnittsweise als Zapfen ausgebildet
ist, an dem außen der Schalthebel anliegt. Diese Maßnahme ist natürlich auch dann
sehr zweckmäßig, wenn der Schalthebel lediglich zur Steuerung des Betätigungshebels
dient und über ihn kein elektrischer Kontakt verstellt wird. Dies gilt auch für
die Maßnahme gemäß den Ansprüchen 5 bis 10.
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ist Gemäß Anspruch 17 die das Schaltelement beaufschlagende Feder
tangential am Betätigungshebel angeordnet derart, daß eine Gerade in Richtung der
von der Feder ausgeübten Kraft und durch den Angriffspunkt dieser Kraft am Betätigungshebel
an der Schwenkachse des Betätigungshebels vorbeigeht. Auf diese Weise erzeugt die
von der Feder ausgeübte Kraft ein zusätzliches Drehmoment am Betätigungshebel. Die
Konstruktion kann auch dann vorteilhaft sein, wenn ein anderes Schaltelement als
ein Schalthebel verwendet wird.
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Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters
sind in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Beispiele soll die Erfindung nun
näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen eisprechenden Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel und Fig.
3 einen Teilschnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2.
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Die beiden gezeigten elektrischen Schalter besitzen ein Schaltergehäuse
10, in dem ein Aufnahmeteil 11 über zwei Lagerzapfen 12 in ihm und zwei Sackbohrungen
13 im Gehäuse schwenkbar um eine Achse 14 gelagert ist. Das Aufnahmeteil, 11 ist
mit einem großen, länglichen, quaderförmigen Hohlraum 15 versehen, der an der einen
Stirnseite nach außen offen ist. Durch diese Öffnung 16 tritt der Betätigungshebel
17 in den Hohlraum 15 des Aufnahmeteils 11 ein. Er ist dort åuf einer Lagerwelle
18, deren Achse senkrecht zur Achse 14 verläuft, schwenkbar gegenüber dem Aufnahmeteil
11 gelagert. In Richtung der Achse 19 ist der Betätigungshebel 17 an die Breite
des Hohlraums 15 angepaßt, so daß das Aufnahmeteil 11 zusammen mit dem Betätigungshebel
17 um die Achse 14 verschwenkt werden kann. Dabei wird die Welle 18 mitbewegt, so
daß in jeder Winkellage bezüglich der Achse 14 der Betätigungshebel 17 um die Achse
19 verschwenkt werden kann.
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Der Betätigungshebel 17 setzt sich aus einem Kunststoffteil 25 und
einem metallenen Rundstab 26 zusammen. Dieser ist zur Verstärkung des Betätigungshebels
17 in eine Sackbohrung 27 des Kunststoffteils 25 hineingesteckt. Der Rundstab 26
ragt über die Sackbohrung 27 hinaus als Zapfen 28 in den Hohlraum 15 hinein.
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Auf den Zapfen 28 sind eine Schraubendruckfeder 29 und eine Ringscheibe
30 aufgeschoben. Seitlich neben den Zapfen 28 ist im Aufnahmeteil 11 ein Übersetzungshebel
35 so gelagert, daß er um eine Achse 36, die parallel zur Achse 19 verläuft, verschwenkt
werden kann. Der Übersetzungshebel 35 weist mit seinem Arm 37 zur Öffnung 16 des
Hohlraums 15 bzw. zur Schwenkachse 19 des Betätigungshebels 17 hin und kann mit
diesem Arm durch einen Durchbruch 38 im Boden 39 des Aufnahmeteils 11 hindurch einen
beweglichen elektrischen Kontakt 40 verstellen. Bei der Ausführung nach Fig.1 ist
in diesen Kontakt 40 eine Kunststoffkuppe 41 eingeklipst, die unabhängig davon,
in welcher Schaltstellung bezüglich der Achse 14 sich das Aufnahmeteil 11 und damit
der Übersetzungshebel 35 befindet, vom Übersetzungshebel immer an derselben Stelle
beaufschlagt wird.
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Der Übersetzungshebel 35 dient in beiden gezeigten Ausführungen zugleich
als Schaltelement,das zusammen mit der Schraubendruckfeder 29 die Schaltcharakteristik
des Betätigungshebels 17 bestimmt, wenn dieser um die Achse 19 verschwenkt wird.
Der Hebel 35 umgreift mit zwei Flügeln 42 den Zapfen 28 des Betätigungshebels 17,
wie dies besonders aus Fig. 3 deutlich wird. Diese Flügel 42 liegen an der Ringscheibe
30 an. Die Druckfeder 29 übt somit auf den Hebel 35 eine Kraft aus, drückt den Hebel
35 gegen den Zapfen 28 des Betätigungshebels 17 und somit den Betätigungshebel 17
gegen einen Anschlag 43 des Aufnahmeteils 11.
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In den beiden vorliegenden Ausführungen soll der Betätigungshebel
17 bezüglich seiner Schwenkachse 19 eine erste, stabile Schaltstellung und eine
zweite, selbstauslösende Schaltstellung besitzen. Es ist deshalb gewährleistet,
daß der Hebel 35, bei einer Verschwenkung des Betätigungshebels 17 zwischen den
beiden betrachteten Schaltstellungen nicht seinen Totpunkt überquert, in dem das
von der Schraubendruckfeder 29 auf ihn ausgeübte Drehmoment null wäre. Da der Totpunkt
nicht überquert wird, genügt es, wenn der Hebel 35 einseitig am Zapfen 28 des Betätigungshebels
17 anliegt. Die Berührungsstelle 44 am Hebel 35 ist gegenüber ihrer Umgebung erhöht,
so daß allein
sie in jeder Position des Betätigungshebels 17 diesen
beaufschlagt. Beiden Ausführungsbeispielen gemeinsam ist auch, daß der Rundstab
26 mit seinem Zapfen 28 und somit auch die Druckfeder 29 tangential zur Lagerwelle
18 des Betätigungshebels 17 angeordnet sind.Die Mittelachse der Schraubendruckfeder
29 geht also nicht durch die Achse 19.
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Im folgenden soll noch auf einige Unterschiede zwischen den beiden
Ausführungsbeispielen eingegangen werden. Bei der ersten Ausführung ragt der Zapfen
28 über die Lagerstelle des Hebels 35 hinaus in einer- Ausnehmung 45 des Aufnahmeteils
11.
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In seinen beiden Schaltstellungen liegt er an zwei gegenüberliegenden
Enden dieser Ausnehmung an, die somit direkt seinen Schwenkbereich begrenzt. Auch
der Hebel 35 stößt in beiden Schaltstellungen direkt gegen das Aufnahmeteil 11.
Auch sein Schwenkbereich ist also direkt begrenzt.
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In der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 liegt in der ersten Schaltstellung
nur der Zapfen 28-des Betätigungshebels 17 und in der anderen Schaltstellung nur
der Hebel 35 am Aufnahmeteil 11 an. Die Flügel 42 des Hebels 35 aus Fig. 1 besitzen
ebene, der Ringscheibe 30 zugewandte Stirnseiten 46, die so angeordnet sind, daß
sie in der ersten Schaltstellung des Betätigungshebels 17 sets Hebels 35 voll an
der Ringscheibe 30 anliegen. Bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 dagegen sind
de Stirnseiten 46 auf ihrer gesamten Höhe abgerundet.
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Bei der Ausführung nach Fig. 1 wird der Zapfen 28 im Abstand von einem
rohrförmigen Abschnitt 50 des zum Betätigungshebel 17 gehörenden Kunststoffteils
25 umgeben, der lediglich einen offenen Längsschlitz 51 aufweist, durch den der
Hebel 35 an den Zapfen 28 gelangen kann. In dem Ringspalt 52 zwischen dem Abschnitt
50 des Kunststoffteils 25 und dem Zapfen 28 befinden sich die Druckfeder 29 und
die Ringscheibe 30. Der Arm 37 des Hebels 35 befindet sich außerhalb des Abschnitts
50.
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Die Figuren zeigen den Betätigungshebel 17 und den Schalthebel bzw.
den Übersetzungshebel 35 in der ersten, stabilen Schaltstellung. Die Feder 29 hält,
da sie sich entspannen will, über den Schalthebel 35 den Zapfen 28 des Betätigungshebels
17 am Anschlag 43. Wird nun der Betätigungshebel 17 um die Achse 19 so verschwenkt,
daß sich das Ende des Zapfens 28 auf die Lagerachse 36 des Hebels 35 zubewegt, so
wird die Feder 29 zusammengedrückt. In der zweiten Schaltstellung nimmt der Hebel
35 eine Lage ein, die mit einer strichpunktierten Linie in Fig. 1 eingezeichnet
ist. Läßt man den Betätigungshebel 17 los, so kann sich die Feder 29 wieder entspannen
und stellt die beiden Hebel 17 und 35 in ihre erste Schaltstellung zurück. Die zur
Verstellung des Betätigungshebels 17 aus seiner ersten Schaltstellung notwendige
Kraft wird mit zunehmendem Verschwenkwinkel immer kleiner, da der Hebelarm der zu
dem Drehmoment gehört, das von der Druckfeder 29 auf den Schalthebel 35 ausgeübt
wird, immer kleiner und der Hebelarm der zu dem Drehmoment gehört, das vom Zapfen
28 des Betätigungshebels 17 auf den Schalthebel 35 ausgeübt wird, immer größer wird.
Es muß also ein immer kleiner werdendes, wegen der stärkeren Spannung der Feder
29 allenfalls gleichbleibendes Drehmoment durch ein anderes Drehmoment kompensiert
werden. Der Hebelarm für dieses letztere Drehmoment wird immer größer, so daß eine
immer kleinere Kraft notwendig ist. Der Betätigungshebel 17 wird somit sehr.gut
in seiner ersten Schaltstellung gehalten.