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Schalterbetätigungseinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Schalterbetätigungseinrichtung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einer in einem Gehäuse von einem Betätigungsorgan gegen
eine Federkraft verschiebbaren Betätigungsstange, die mit elektrischen Schaltern
in Wirkverbindung steht.
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Bei einer bekannten Schalterbetätigungseinrichtung (DE-AS 26 33 290)
sind im Gehäuse drei elektrische Schalter ausgebildet. Die drei elektrischen Schalter
werden durch drei mit der Betätigungsstange fest verbundene und hintereinander angeordnete
Unterbrecherkontakte und den zugehörigen, im Gehäuse befestigten sechs Gegenkontakten
gebildet. Die Gegenontakte sind an der Gehäusewand derart befestigt, daß in Abhängigkeit
von der Stellung der Betätigungstange zu entsprechenden Zeitpunkten je ein Schalter
einen Verbraucher ein- oder ausschaltet. Eine derartige Schalterbetätigungseinrichtung
hat den Nachteil, daß aufgrund der Hintereinanderanordnung der elektrischen Schalter
dieser axial lang baut und die Schaltpunkte der einzelnen Schalter nicht unabhängig
von der Bewegung der Betätigungsstange eingestellt werden können. Hierdurch ergibt
sich eine relativ ungenau arbeitende Schalterbetätigungseinrichtung, bei der auch
die Schaltpunkte nicht manuell verstellt werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schalterbetätigungseinrichtung
mit mehreren elektrischen Schaltern zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau und
in ihren axialen Abmessungen ist und bei der die einzelnen Schalt
punkte
der elektrischen Schalter in Abnängigkeit von der Stellung der Betätigungsstange
unabhängig voneinander einstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Gehäusewand
mehrere auf die Betätigungsstange gerichtete Kanäle ausgebildet sind, die die Gehäusewand
durchdringen und in denen elektrische Schalter arretierbar sind, deren Schaltglieder
von der Betätigungsstange betätigt werden. Durch die erfindungsgemäße Schalterbetätigungseinrichtung
können bestimmte Betriebszustände der zu überwachenden Organe in Kraftfahrzeugen,
wie beispielsweise verschiedene Betriebsdrücke einer hydraulischen Bremsanlage oder
bestimmte Pumpendrücke, über die radiale Verschiebbarkeit der elektrischen Schalter
eingestellt werden, wodurch die Meßgenauigkeit und somit auch die Sicherheit eines
Fahrzeuges erhöht wird. Durch diese nachträgliche Einstellbarkeit werden auch die
bei der Herstellung und Montage einer derartigen Schalterbetätigungseinrichtung
auftretenden Toleranzen eliminiert.
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Eine besonders einfache Gehäusekonstruktion bei Anwendung möglichst
vieler Schalter auf engstem Raum wird dadurch erreicht, daß die Kanäle und die Schaltglieder
der elektrischen Schalter radial zur Längsachse der Betätigungsstange in der Gehäusewand
verlaufen.
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Es ist vorteilhaft, daß die an der zur Betätigung der einzelnen Schaltglieder
vorgesehene Mantelfläche der Betätigungsstange derart ausgebildet ist, daß beim
Verschieben der Betätigungsstange die einzelnen Schaltglieder
von
der Mantelfläche in ihre Schaltpositionen gebracht werden. Hierdurch wird erreicht,
daß man in der Schalterbetätigungseinrichtung mit nur einer einzigen Betätigungsstange
auskommt, die mehrere elektrische Schalter zu verschiedenen Zeitpunkten betätigt.
Hierdurch wird die Schaltbetätigungseinrichtung besonders einfach und kommt mit
einer geringsten Anzahl von Bauteilen aus.
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Ist die Mantelfläche kegelig ausgebildet, so kann durch entsprechenden
Abstand des elektrischen Schalters von der Mantelfläche der Betätigungsstange jeder
beliebige Schaltpunkt eingestellt werden. Eine Betätigungsstange mit kegeliger Mantelfläche
läßt sich auch besonders einfach herstellen und es können durch Wahl von verschiedenen
Neigungen von Kegeln verschiedene Schaltbysteresen erreicht werden. Es ist aber
auch möglich, an der Mantelfläche Stufen auszubilden, die gegenüber der kegeligen
Mantelfläche den Vorteil haben, daß nur in bestimmten Stellungen der Betätigungsstange
entsprechende Schalter betätigt werden, wodurch eine einfachere Einstellung der
einzelnen Schaltpunkte erreicht wird. Dies wird auch durch den Versatz der Länsgachsen
der Schaltglieder untereinander erreicht.
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Zwecks Verbilligung, Gewichtsreduzierung sowie besonders einfacher
Gestaltung des Gehäuses ist es vorteilhaft, daß das Gehäuse geteilt ist und daß
das die Schalter aufnehmende Gehäuse auf dem Druckanschlußgehäuse zentriert ist
und daß die Betätigungsstange über eine zentrale Öffnung in beiden Gehäuseteilen
in den Schaltraum ragt und gegenüber dem Druckanschlußgehäuse mittels einer Dichtung
gedichtet ist. Eine derartige Anordnung bietet
sich immer dann an,
wenn das Druckanschlußgehäuse der Schaltbetätigungsvorrichtung vom hydraulischen
Druck beaufschlagt wird, da es hierbei gegenüber dem Gehäuse, welches die Schalter
aufnimmt, höheren Belastungen ausgesetzt wird. Mit dieser Teilung können auch durch
Wechsel der Betätigungsstange verschieden schaltende Betätigungseinrichtungen hergstellt
werden, wobei nur die Kontur der Mantelfläche an der Betätigungsstange verändert
werden muß. Eine Veränderung der Schalterbetätigungseinrichtung kann auch.dadurch
erreicht werden, daß in weitere, freie Kanäle noch elektrische Schalter eingesetzt
werden.
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Da das die elektrischen Schalter aufnehmende Gehäuse nur als Halteorgan
für die Schalter dient und daher geringen Belastungen ausgesetzt ist, ist es vorteilhaft,
daß das Gehäuse aus Kunststoff hergestellt ist. Hierdurch können auch besonders
schwierige Gehäuseformen einfach und preiswert hergestellt werden.
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Damit die Schalthysterese eines elektrischen Schalters ohne Wechsel
der Betätigungsstange problemlos verändert werden kann, ist an einem gehäusefesten
Teil der Vorrichtung ein Hebel drehbar gelagert, der über einen am freien Schenkel
des Hebels befestigten Schieber auf der Mantelfläche der Betätigungsstange aufliegt
und der zwischen dem Schieber und seiner Lagerung am Schaltglied anliegt. Durch
verschieden lange Hebel sind verschiedene Übersetzungsverhältnisse an der Schalterbetätigungseinrichtung
wählbar.
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Die Schalthysterese des elektrischen Schalters kann bei einer vorgegebenen
Hebellänge noch dadurch variiert werden, indem der Schieber auf dem Hebel verschiebbar
und nach seiner Einstellung arretierbar ist. Der Schaltpunkt des elektrischen Schalters
ist dadurch einstellbar, daß er über eine in der Gehäusewand angeordnete Befestigungsvorrichtung
im Kanal in einer gewünschten Lage arretierbar ist.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 Längsschnitt durch eine Schalterbetätigungseinrichtung
gemäß der Erfindung, wobei die Mantelfläche am Ende der Betätigungsstange kegelig
ausgeführt ist, Fig. 2 Schnitt senkrecht zur Längsachse der Betätigungsstange gemäß
der Schnittführung II-II nach Fig. 1, Fig. 3 Teillängsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Schalterbetätigungseinrichtung im Bereich des Schaltgehäuses mit kaskadeähnlichem
Verlauf der Mantelfläche am Ende der Betätigungsstange
und einem
weiteren elektrischen Schalter an der Stirnseite des Schaltgehäuses und Fig., 4
Teillängsschnitt im Bereich eines weiteren Ausführungsbeispiels eines elektrischen
Schalters für eine Schalterbetätigungseinrichtung , bei der der Schalter über einen
Hebel mit der Mantelfläche der Betätigungsstange verbunden ist.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Schalterbetätigungseinrichtung 1
mit einem Druckanschlußgehäuse 2 und einem auf dem Druckanschlußgehäuse 2 befestigten
Schaltgehäuse 3 darges.ell.. Das Druckanschlußghausc 2 und das Schaltgehäuse 3 verlaufen
im wesentlichen konzentrisch zueinander und sind über die zylindrische Mantelfläche
4 zentriert und beispielsweise durch Verschrauben oder Verkleben an dieser Stelle
miteinander fest verbunden. Auf der äußeren .Mantelfläche des vorderen Abschnitts
des Druckanschlußgehäuses 2 ist ein Außengewinde 5 ausgebildet, das zum Einschrauben
der Schalterbetätigungseinrichtung 1 in eine entsprechende, in der Zeichnung nicht
dargestellten Gewindeanschlußbohrung einer Druckleitung dient.
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Damit die Schalterbetätigungseinrichtung 1 mit einem vorgegebenen
Anziehdrehmoment in eine Gewindeanschlußbohrung eingeschraubt werden kann, schließt
sich in der Zeichnung rechts an das Gewinde 5 eine Sechskant 6 an. In der Zeichnung
links neben dem Gewinde 5 ist eine Stufe 7 ausgebildet,
an die
sich ein zylindrischer Abschnitt 8 anschließt, an dem eine radial nach außen offene
Ringnut 9 ausgebildet ist. Die Ringnut 9 dient zur Aufnahme eines in der Zeichnung
nicht dargestellten Dichtrings, der das Druckanschlußgehäuse 2 gegenüber der Gewindeanschlußbohrung
einer Druckleitung abdichtet.
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Das im wesentlichen topfförmig ausgebildete Druckanschiußgehäuse 2
weist mit seiner Öffnung in der Zeichnung nach rechts und wird von dem Schaltgehäuse
3 verschlossen. Der Boden 10 des Druckanschlußgehäuses 2 wird von einer zentralen
Bohrung 11 durchdrungen, in der die Betätigungsstange 12 geführt wird. Die Betätigungsstange
12 ist gegenüber dem Druckanschlußgehäuse 2 durch eine in einer Ringnut 13 in der
Bohrung 11 befestigten Lippendichtung 14 druckdicht abgedichtet. Ein in der axialen
Ringnut 13 reibschlüssig befestigter Ring 15 verhindert eine Herausfallen der Lippendichtung
14 aus dem Druckanschlußgehäuse 2.
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Die Betätigungsstange 12 durchdringt das Druckanschlußgehäuse 2 und
ragt mit seinem Ende in eine zentrale Öffnung 16 des Schaltgehäuses 3. In dem von
dem topfförmigen Druckanschlußgehäuse 2 gebildeten Raum 17 ist eine spiralförmige
Druckfeder 18 ausgebildet, die die Betätigungsstange 12 zylindirsch umgibt. Die
Druckfeder 18 stützt sich am Schaltgehäuse 3 ab und drückt über eine im Querschnitt
hutförmige Hülse 19 die Betätigungsstange 12 in der Zeichnung nach links in ihre
Ausgangsstellung. Die Ausgangsstellung wird dadurch bestimmt, daß der radial
innere
Ringbund 20 der Hülse 19 an der Stirnfläche 2i einer Erhebung 22 des Bodens 10 anschlägt.
Die Erhebung 22 wird von einem rohrförmigen Abschnitt gebildet, der von dem zylindrischen
Abschnitt 23 der Hülse 19 umgeben wird und an deren Ende sich der radial äußere
Ringbund 24 anschließt. Der innere Ringbund 20 liegt gleichzeitig an einem ringförmigen
Absatz 25 der Betätigungsstange 12 an, so daß hierdurch, wie bereits erwähnt, die
Betätigungsstange 12 durch die Kraft der Druckfeder 18 in der Zeichnung nach links
gedrückt wird.
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In der Zeichnung rechts von dem Absatz 25 schließt sich an die Betätigungsstange
12 ein kegelstumpfförmiger Abstand 26 an. Auf der Mantelfläche 27 des kegelstumpffors
en Abschijitts 26 liegen gemäß Fig. 1 und 2 die Schaltglieder 28 der elektrischen
Schalter 29 an. Die elektrischen Schalter 29 liegen im Schaltgehäuse 3 diametral
gegenüber und sind in Kanälen 30, die die Gehäusewand 31 radial von außen durchdringen,
geführt und mittels Gewindestifte 32 befestigt. Der Querschnitt der Kanäle 30 ist
im wesentlichen der Umfangsfläche der elektrischen Schalter 29 angepaßt, damit eine
leichte Montage und einer einwandfreien Führung der elektrischen Schalter 29 in
den Kanälen 30 gewährleistet ist. Die Gewindestifte 32 sind von der Stirnseite des
Schaltgehäuses 3 aus in die Durchgangsgewindebohrungen 33 eingeschraubt und drücken
die elektrischen Schalter 29 gegen die den Gewindestiften 32 gegenüberliegende Wände
34 der Kanäle 30, so daß die elektrischen Schalter 29 gegenüber der Betätigungsstange
12 in einer bestimmten Lage gehalten werden.
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Radial aus den Kanälen 30 ragen die aus den elektrischen Schaltern
29 hervortretenden Anschlußklemmen 35. Die Anschlußklemmen 35 dienen zum Anschluß
an einen mit einer Energiequelle verbundenen, in der Zeichnung nicht dargestellten
Verbraucher, beispielsweise einer Pumpe oder einer Warnlampe. Die Anschlußklemmen
35 sind innerhalb eines elektrischen Schalters 29 mit je einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Schaltervorrichtung, beispielsweise einem Mikroschalter, verbunden,
die über jeweils ein Schaltglied 28 betätigt werden.
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In Fig. 3 der Zeichnung ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Teilausschnitts eines Schaltgehäuses 3, in das die Betätigungsstange 12 hineinragt,
dargestellt. Die Bezugszeichen für sinngemäß gleiche Teile wurden aus den Fig. 1
und 2 übernommen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend nur auf die
Unterschiede eingegangen.
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Die Mantelfläche 27 der Betätigungsstange 12 verjüngt sich über die
Stufen 36,37 zu ihrem vorderen Ende 38 hin.
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Die Stufen 36 und 37 lösen jeweils beim Überfahren der Schaltglieder
28 einen Schaltkontakt in den elektrischen Schaltern 29 aus, der durch radiales
Verschieben der Schaltglieder 28 hervorgerufen wurde. Der Absatz 25 dient, wie bereits
in Fig. 1 dargestellt, zur Anlage des inneren Ringbundes 20 der Hülse 19.
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An der in der Zeichnung rechten Stirnseite des Schaltgehäuses 2 erhebt
sich an der Gehäusewand 31 ein in Längsrichtung der Betätigungsstange 12 verlaufender
Ansatz 39, der zur Aufnahme eines weiteren Kanals 40 dient und
in
dem ein elektrischer Schalter 41 geführt wird. Während die Stufen 36 und 37 jeweils
eine andere Druckhöhe darstellen, so stellt die Stirnfläche 42 der Betätigungsstange
12 mit der Schalteranordnung eine Endabschaltung, beispielsweise einen Überlastungsschutz,
dar.
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In Fig. 4 der Zeichnung liegt das Schaltglied 28 nicht, wie in den
Fig. 1 bis 3 dargestellt, direkt an der Mantelfläche 27 der Betätigungsstange 12
an, sondern es ist noch ein rechtwinkliger Hebel 43 dazwischen geschaltet, der mit
seinem kürzeren Abschnitt 44 drehbar an dem elektrischen Schalter 29 gelagert ist
und mit seinem längeren Abschnitt 45 über einen auf diesem Abschnitt 45 verschiebbaren
Schieber 46 auf der Mantelfläche 27 der fltä"tIynJtdnge 12 aufliegt. Der Schieber
46 ist im Betriebszustand fest mit dem Hebel 43 verbunden und kann zum Einstellen
des Schaltpunkts auf dem Hebel 43 verschoben werden.
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Die Wirkungsweise der Schalterbetätigungseinrichtung ist folgende:
Wird beispielsweise das in der Zeichnung gemäß Fig. 1 dargestellte linke Ende der
Betätigungsstange 12 mit hydraulischem Druckmittel oder mechanisch beaufschlagt,
so bewegt sich die Druckstange 12 entgegen der Kraft der Druckfeder 18 nach rechts.
Da die Mantelfläche 27 in Längsrichtung der Betätgungsstange 12 einen Kegel bildet,
so werden bei der Bewegung der Betätigungsstange 12 die Schaltglieder 28 radial
nach außen bewegt. Da nun jeder elektrischer Schalter 28 so eingestellt ist,
daß
der bei einer bestimmten Stellung der Betätigungsstange 12 ein- bzw. ausschaltet,
so werden die elektrischen Schalter 28 in einer vorgegebenen Reihenfolge betätigt.
Mit einer Mehrzahl von elektrischen Schaltern 29 können beispielsweise verschiedene
Druckbereiche eines Hydrauliksystems überwacht und gesteuert werden. Beim Rückhub
der Betätigungstange 12 werden die Schalter 28 entsprechend obiger Beschreibung,
jedoch in umgekehrter Reihenfolge, betätigt.
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Die in Fig. 4 dargstellte Schalterbetätigungseinrichtung 1 ermöglicht
mit ihrem Hebel 43 verschiedene Übersetzungsverhältnisse, ohne daß der Kegel an
der Mantelfläche 27 durch Wahl einer anderen Betätigungsstange 12 verusldert werden
muß. Hierdurch ist nicht nur die Schalthysterese eines elektrischen Schalters einstellbar,
sondern es können auch elektrische Schalter 29 mit unterschiedlichen Schaltwegen
eingesetzt werden, da die Hebelübersetzung den vorliegenden Verhältnissen leicht
angepaßt werden kann.
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