DE3626196A1

DE3626196A1 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE3626196A1
Application number: DE19863626196
Authority: DE
Inventors: Johann Schmidt
Original assignee: Apparatebau Gauting GmbH; AOA Apparatebau Gauting GmbH
Current assignee: Apparatebau Gauting GmbH; AOA Apparatebau Gauting GmbH
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1986-08-01
Publication date: 1988-02-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere auf eine Schaltvorrichtung, wie sie im Flugzeugbau Verwendung fin det.

Im Flugzeugbau und anderen Industriezweigen ist es häufig erforderlich, eine Schaltvorrichtung bzw. einen Joy-Stick vorzusehen, die bzw. der in mehrere verschiedene Schalt stellungen bewegt bzw. ausgelenkt werden kann sowie selbsttätig ohne Einwirken einer zusätzlichen äußeren Kraft in die Ausgangsstellung oder Nullage zurückkehrt, wenn die die Auslenkung bewirkende Kraft nicht mehr wirkt. Dies sichert, daß eine Schaltstellung nur so lange auf rechterhalten bleibt, wie ein Benutzer einen Schalthebel oder ähnliches der Schaltvorrichtung auslenkt und sorgt auf diese Weise für eine selbsttätige Kontaktunterbre chung, wenn der Benutzer z. B. ein Pilot, nicht mehr in der Lage ist, die Schalthebelstellung zu verändern bzw. den Kontakt zu unterbrechen.

Es sind Schaltvorrichtungen entwickelt worden, deren Kon struktion aufwendig gestaltet wurde, um differenzierte Schaltstellungen zu erreichen und eine selbsttätige Rück führung des Schalthebels in die Nullage zu gewährleisten. Die Schaltvorrichtungen weisen innerhalb eines Gehäuses angeordnete Schalter, einen eine Gehäusewand, vorzugsweise den Gehäusedeckel durchdringenden, schwenkbar gelagerten Schalthebel und eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Federvorrichtung auf, die den Schalthebel in seine Aus gangs- bzw. Nullage zurückdrängt, wenn keine von außen auf den Schalthebel einwirkende Kraft mehr wirkt. Ein Beispiel einer solchen Schaltvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Federvorrichtung wird dabei von zwei, senkrecht zuein ander angeordneten Spiral-Drehfedern gebildet, die im Zusammenwirken für eine Rückführung des Schalthebels aus jeder beliebigen Auslenklage sorgen sollen.

Diese Schaltvorrichtung weist den Nachteil auf, daß das Lager zur schwenkbaren Lagerung des Schalthebels und die Vorrichtung zu dessen Rückführung in seine Ausgangsstel lung jeweils separat ausgebildet sind, wodurch der erfor derliche Bauraum vergrößert und die Anzahl der konstrukti ven Einzelteile erhöht ist. Zusätzlich weist die aus zwei Federn bestehende Federvorrichtung nicht für jede Auslenk richtung des Schalthebels die gleiche Rückstellkraft auf, so daß ein Benutzer bei der Betätigung des Schalthebels je nach Auslenkrichtung unterschiedliche Widerstandskräfte zu überwinden hat, was den Bedienungskomfort erheblich ver mindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge mäße Schaltvorrichtung derart weiterzubilden, daß durch eine einfache und robuste Konstruktion eine Schaltvorrich tung geschaffen ist, die eine verminderte Anzahl von Ein zelbauteilen aufweist, einen geringen Bauraum erfordert, eine sichere Rückführung des Schalthebels in die Nullage gewährleistet und bei der die durch die Auslenkung des Schalthebels hervorgerufene Widerstandskraft unabhängig von der Auslenkrichtung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaltvor richtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Da bei der Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 die Lagerung des Schalthebels und die Vorrichtung zu dessen Rückführung in die Ausgangsstellung kombiniert, d.h. in einer gemein samen Vorrichtung ausgebildet sind, benötigt die Schalt vorrichtung verglichen mit den üblichen Schaltvorrichtun gen einen wesentlich geringeren Bauraum und es ist eine einfache Konstruktion geschaffen, die eine erheblich ver ringerte Bauteilanzahl aufweist, was eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Da die Kraft zur Rückstellung in die Ausgangsstellung durch eine Feder erzeugt wird, die so angeordnet ist, daß ihre Federkraft in Längsrichtung des Schalthebels wirkt, ist keine Auslenkrichtung gegenüber einer anderen Richtung bevorzugt, d.h. es ist gewährlei stet, daß für jede Auslenkrichtung die gleiche Auslenk kraft erforderlich ist, was den Bedienungskomfort gegen über den üblichen Schaltvorrichtungen wesentlich erhöht.

Eine Ausbildung der Lagervorrichtungen gemäß den Ansprü chen 2, 3 und 4 sichert mit einfachen konstruktiven Mit teln eine sichere und zuverlässige Funktion der Schaltvor richtung unter Inanspruchnahme eines nur sehr geringen Bauraums.

Bei einer Ausbildung der Ausnehmung gemäß Anspruch 5 sind für den Schalthebel bei dessen Schaltvorgang Führungsele mente vorhanden, die die Einhaltung eines vorbestimmten Schaltweges gewährleisten, wodurch eine korrekte Anlage des Schalthebels an die Schalter sichergestellt und eine Fehlschaltung weitgehend ausgeschlossen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausbil dungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Schaltvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in Schnittdarstellung und

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge mäßen Schaltvorrichtung in teilweise geschnittener Dar stellung, wobei die Schaltvorrichtung sich in einer ausge lenkten Lage befindet.

Eine Schaltvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 6 mit einer oberen Gehäusewand bzw. einem Gehäusedeckel auf, die bzw. der eine halbkugelförmige Auswölbung 6 a besitzt. Im Inne ren des Gehäuses sind Schalter bzw. Mikroschalter 8 sowie weitere Bauteile angeordnet, auf die an dieser Stelle nicht weiter eingegangen wird. Die Anordnung der Schalter 8 bestimmt die Schaltrichtungen der Schaltvorrichtung. In Fig. 2 sind zwei von vier Schaltern zu sehen, von denen jeweils zwei Schalter gegenüberliegend, die Schalter ins gesamt also kreuzweise angeordnet sind. Es ist aber auch jede andere Schalteranzahl und -anordnung denkbar. In der halbkugelförmigen Auswölbung 6 a ist eine Ausnehmung 7 ausgebildet. Zwischen dem Inneren des Gehäuses 6 und dem Inneren der halbkugelförmigen Auswölbung 6 a ist ein Aufla gerelement 9 eingesetzt, das eine Mittelbohrung 9 a auf weist. Durch die Ausnehmung 7 der halbkugelförmigen Aus wölbung 6 a und der Mittelbohrung des Auflagerelementes 9 erstreckt sich ein Schalthebel 1 vom Inneren des Gehäuses 6 nach außen. Der Schalthebel 1 weist einen Stiel aus einem Rundhohlprofil auf und ist an seinem inneren, im Inneren des Gehäuses 6 angeordneten Ende mit einem im wesentlichen kugelförmigen Kopf bzw. Stift 5 versehen, der bei einem Schaltvorgang in ca. 90% der Endstellung des Schalthebels 1 mit den Schaltern 8 in Anlage gerät und diese schaltet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das entgegengesetzte, äußere Ende des Schalthebels 1 weist zur Betätigung durch einen Benutzer einen üblichen Handgriff bzw. Knauf auf. Die Ausnehmung 7 ist in ihrer Form an die Anordnung der Schalter 8 derart angepaßt, daß sie für den Schalthebel 1 bei dessen Auslenkung als Führungselement dient und der Kopf 5 zuverlässig mit den Schaltern 8 in Anlage gerät. Bei einer kreuzweisen Anordnung der Schalter 8, wie sie im Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, weist die Ausnehmung 7 ebenfalls die Form eines Kreuzes auf, so daß der Schalthebel 1 aus seiner im Mittelpunkt des Kreu zes angeordneten Ausgangsstellung in vier Richtungen be wegt werden kann.

Der Innendurchmesser des aus einem Rundhohlprofil gebilde ten Stieles des Schalthebels 1 ist über die ganze axiale Länge des Stieles konstant, während sein Außendurchmesser in seinem, dem inneren Ende zugewandten Endabschnitt ge ringer ist, so daß auf der Außenoberfläche des Stiels eine Abstufung bzw. ein Absatz ausgebildet ist. Koaxial zum Schalthebel 1 und in Anlage an die Abstufung ist ein Schwenkteller 2 angeordnet und am Schalthebel 1 befestigt. Zur Befestigung können die üblichen Befestigungsarten, z. B. Pressen, Verschrauben, Kleben, Verstemmen, Nieten oder ähnliches Verwendung finden.

Koaxial zum Schalthebel 1 ist oberhalb des Schwenktellers 2 eine Kugelkalotte 4 angeordnet, die bezüglich des Schalthebels 1 axial verschiebbar und in ihrem Radius an den Innenradius der halbkugelförmigen Auswölbung 6 a ange paßt ist. Zwischen der Kugelkalotte 4 und dem Schwenktel ler 2 ist koaxial zum Schalthebel 1 eine Druckfeder 3 angeordnet, die zur Lagesicherung in an der Kugelkalotte 4 sowie dem Schwenkteller 2 ausgebildete Führungselemente bzw. Ausnehmungen eingesetzt ist. Im eingebauten Zustand und in der Ausgangsstellung bzw. Nullage des Schalthebels 1 liegt der Schwenkteller 2 mit seiner dem Gehäuseinneren zugewandten Seite unter einer leichten, von der Druckfeder 3 ausgeübten Vorspannung an einer Auflagerfläche 9 b des Auflagerelementes 9 an, während die Kugelkalotte mit ihrer Kugeloberfläche unter einer entsprechenden Vorspannung an der Innenseite der halbkugelförmigen Auswölbung 6 a an liegt.

Wenn der Schalthebel 1 aus seiner Ausgangsstellung in eine Stellung ausgelenkt wird, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gerät der Kopf 5 in Anlage an einen Schalter 8 und schaltet diesen. Da die Kugelkalotte 4 nur axial bezüglich des Schalthebels 1 bewegbar und der Schwenkteller 2 an diesem befestigt ist, stellen sich die Kugelkalotte 4 und der Schwenkteller 2 bei der Auslenkung im Einklang mit dem Schalthebel 1 schräg, wobei der Schwenkteller 2 sich all mählich von der Auflagerfläche 9 b des Auflagerelementes 9 ablöst und sich der Abstand zwischen der Kugelkalotte 4 und dem Schwenkteller verringert, wodurch die Druckfeder 3 zusammengedrückt wird. In der ausgelenkten Lage, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, besteht zwischen dem Schwenk teller 2 und der Auflagerfläche 9 b im wesentlichen ein Punktkontakt im Punkt D, um den sich der Schwenkteller 2 und der Schalthebel 1 als Einheit drehen.

Wenn die die Auslenkung des Schalthebels 1 hervorrufende äußere Kraft, d.h. im allgemeinen die vom Benutzer aufge brachte Kraft, nicht mehr vorhanden ist, d.h. der Benutzer den Knauf des Schalthebels 1 losläßt, erzeugt die von der Druckfeder 3 auf den Schwenkteller 2 und die Kugelkalotte 4 ausgeübte Kraft ein Drehmoment um den Drehpunkt D. Dieses Moment bewirkt die Rückführung des Schalthebels 1 in seine Ausgangsstellung und damit ein Lösen der Anlage des Kopfes 5 am Schalter 8.

Die oben beschriebene Schaltvorrichtung weist eine robuste und relativ einfache Konstruktion auf, die eine sichere Rückführung des Schalthebels in seine Ausgangsstellung bzw. Nullage gewährleistet. Gleichzeitig garantiert die Einfachheit der Konstruktion eine lange Lebensdauer und eine preisgünstige Fabrikation.

Vorstehend ist nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert worden. Es liegt doch für den Fachmann auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen ausführ bar sind, ohne den Rahmen und Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Es ist z. B. möglich, statt des Schwenktel lers die Kugelkalotte am Schalthebel zu befestigen und den Schwenkteller axial verschiebbar zu halten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, sowohl den Schwenkteller als auch die Kugelkalotte axial verschiebbar anzuordnen. Ein Durchrutschen des Stieles des Schalthebels 1 wird dabei durch die an der Außenoberfläche des Stieles ausgebildete Abstufung verhindert. Wenn der Schalthebel ausgelenkt wird, klemmt sich der Schwenkteller 2 am Stiel des Schalt hebels 1 fest, wodurch eine Funktion der Schaltvorrich tung, wie sie oben beschrieben ist, gewährleistet ist.

Für die Ausbildung des Schalthebels sind verschiedene Ausführungsformen möglich, es kann z. B. statt eines Hohl profils ein Vollprofil für den Stiel Verwendung finden und der Kopf kann beliebige Formen annehmen, die eine Anlage an einen Schalter ermöglichen.

Die Erfindung schafft somit eine Schaltvorrichtung mit innerhalb eines Gehäuses angeordneten Schaltern, einem eine Gehäusewand durchdringenden, schwenkbar gelagerten Schalthebel, der zur Betätigung der Schalter durch eine von außen einwirkende Kraft aus seiner Ausgangsstellung ausgelenkt wird, und einer innerhalb des Gehäuses angeord neten Federvorrichtung, die den Schalthebel nach einem Schaltvorgang in seine Ausgangsstellung zurückdrängt, wenn die die Auslenkung des Schalthebels bewirkende Kraft nicht mehr wirkt. Dabei sind innerhalb des Gehäuses zwei Lager vorrichtungen angeordnet, zwischen denen sich eine Druckfeder erstreckt. Die Lagervorrichtungen stützen sich in der Ausgangsstellung des Schalthebels jeweils mit einer, der Druckfeder abgewandten Seite an einer Fläche des Gehäuses ab. Beim Auslenken des Schalthebels verrin gert sich der Abstand zwischen den Lagervorrichtungen und die Druckfeder wird zusammengedrückt. Wenn die die Auslen kung des Schalthebels bewirkende Kraft nicht mehr wirkt, d.h. wenn der Schalthebel vom Benutzer losgelassen wird, erzeugt die Druckfeder ein Rückstellmoment, infolgedessen der Schalthebel in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Claims

1. Schaltvorrichtung mit innerhalb eines Gehäuses angeord neten Schaltern, einem eine Gehäusewand durchdringenden, schwenkbar gelagerten Schalthebel, der zur Betätigung der Schalter durch eine von außen einwirkende Kraft aus seiner Ausgangsstellung ausgelenkt wird, und einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Federvorrichtung, die den Schalthe bel nach einem Schaltvorgang in seine Ausgangsstellung zurückdrängt, wenn die die Auslenkung des Schalthebels bewirkende Kraft nicht mehr wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine erste (2) und eine zweite Lagervorrichtung (4) sowie ein zwischen der ersten und der zweiten Lagervorrichtung angeordnetes Federelement (3) aufweist, das zumindest bei Auslenkung des Schalthebels eine in dessen Längsrichtung wirkende Federkraft erzeugt, durch die ein Rückstellmoment aufgebaut wird, das den Schalthebel (1) in seine Ausgangsstellung zurückdrängt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine der beiden Lagervorrichtungen (2 bzw. 4) an dem Schalthebel (1) befestigt und die entsprechende andere Lagervorrichtung bezüglich des Schalthebels (1) in Längs richtung des Schalthebels verschiebbar ist, daß die zweite Lagervorrichtung (4) oberhalb der ersten Lagervorrichtung (2) angeordnet ist und daß beide Lagervorrichtungen (2 und 4) mit in Längsrichtung des Schalthebels gesehen entgegen gesetzt angeordneten Flächen am Gehäuse zumindest teil weise anliegen, so daß bei einer Auslenkung des Schalthe bels (1) aus seiner Ausgangsstellung der in Längsrichtung des Schalthebels gemessene Abstand zwischen den beiden Lagervorrichtungen (2 und 4) verringert und die Feder (3) zusammengedrückt ist, wodurch die in Längsrichtung des Schalthebels wirkende Federkraft erzeugt ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Lagervorrichtung einen Schwenkteller (2) aufweist, der von dem Schalthebel (1) durchdrungen und im wesentlichen radial zu diesem angeord net ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lagervorrichtung eine Kugelkalotte (4) aufweist, die von dem Schalthebel (1) durchdrungen ist und von innen an einem halbkugelför migen Abschnitt (6 a) des Gehäuses (6) anliegt.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der halbkugelförmige Abschnitt (6 a) des Gehäuses (6) eine entsprechend der Anordnung der Schalter (8) im Gehäuse (6) ausgebildete Ausnehmung (7) aufweist, durch die sich der Schalthebel (1) erstreckt und die die Schalt bzw. Auslenkrichtungen des Schalthebels (1) definiert.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Ausnehmung (7) die Form eines gleichmäßigen Kreuzes hat.