DE60017536T2

DE60017536T2 - Steuervorrichtung mit mehreren stabilen Positionen, insbesondere fur Zigarrenanzünder

Info

Publication number: DE60017536T2
Application number: DE60017536T
Authority: DE
Inventors: Philippe Rostan
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2020-11-28
Also published as: US20010019047A1; FR2801691A1; JP2001222930A; US6414272B2; FR2801691B1; EP1107087A1; DE60017536D1; EP1107087B1; ES2235805T3

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich von Betätigungsvorrichtungen mit mehreren stabilen Positionen, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Genauer handelt es sich um Vorrichtungen, die dazu bestimmt sind, als Schalter, Umschalter, Druckknöpfe etc. benutzt zu werden.
Bistabile mechanische Schalter (Betätigungsorgane von Klimaanlagen, von Warnblinkanlagen etc.), wie sie im Oberbegriff des ersten unabhängigen Anspruchs definiert sind, die einen Finger 3 und einen herzförmigen Nocken 5 umfassen, sind bereits bekannt. Ihr Prinzip ist schematisch in den 1a und 1b dargestellt. Wenn diese Schalter betätigt werden, werden der Finger 3 und der Nocken 5 in Bezug aufeinander translatorisch verschoben (Bewegung D, 1a). Während dieser Translationsbewegung wird der Finger 3 in einer einzigen Richtung auf einer Nockenbahn mit einer flachen zusätzlichen Bewegung (Bewegung A, 1b) in einer zur Funktionsrichtung des Knopfs des Schalters parallelen Ebene um den Nocken 5 geführt. Um der Nockenbahn zu folgen, wird der Finger 3 in eine Drehung um eine Achse versetzt, die senkrecht zur Translationsachse (Bewegung D) verläuft. Der Finger 3 wird bei einer derartigen Vorrichtung außerdem mittels einer Feder 7 fortwährend gegen den Boden der Nockenbahn gedrückt, die eine variable Höhe aufweist und eine zur Funktionsrichtung des Knopfs des Schalters senkrechte Verlagerung des Fingers 3 bewirkt (Bewegung B, 1a).
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Betätigungsvorrichtung mit mehreren stabilen Positionen vorzuschlagen, die einen geringeren Raumbedarf als die oben beschriebenen Vorrichtungen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung mit mehreren stabilen Positionen erreicht, wie sie im ersten unabhängigen Anspruch definiert ist, die einen Nocken und einen Finger umfasst, wobei der Finger um den Nocken eine Nockenbahn durchläuft, wenn der Finger und der Nocken in Bezug aufeinander translatorisch betätigt werden, wobei die Nockenbahn eine Krümmung um eine zur Translationsachse parallele Drehachse aufweist, um bei der Translationsbewegung den Finger und den Nocken bezüglich einander in Drehung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung des Nockens und des Fingers in Bezug aufeinander aufgrund der Tatsache erreicht wird, dass der Finger und der Nocken jeweils von einem zylindri schen Ring gebildet sind, wobei diese beiden Ringe koaxial sind und in Bezug aufeinander eine Drehbewegung auszuführen vermögen. Da Vorrichtungen wie etwa Knöpfe in der Tat oftmals selbst eine zylindrische Rotationsform aufweisen, können die beiden Ringe mühelos in die Vorrichtung integriert werden. Da die beiden Ringe ferner koaxial und ineinander angeordnet sind, zeichnet sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch eine beachtliche Kompaktheit aus.
Erfindungsgemäß wird der Finger in der Nockenbahn mittels eines Zapfens geführt, der auf einer elastischen Lasche angebracht ist, die einstückig mit dem Ring ausgebildet ist, auf dem sie angeordnet ist. Da keine Zunge oder Feder verwendet wird, um den Finger an den Boden der Nockenbahn zu drücken (wie dies nach dem oben beschriebenen bisherigen Stand der Technik der Fall ist), kann so die Anzahl der Teile der Vorrichtung begrenzt werden. Dies erleichtert die Montage der Vorrichtung und ermöglicht ihre kostengünstige Herstellung.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung wenigstens einen Anschlag, um den großen Kräften, die auf die Vorrichtung entlang der Translationsachse einwirken, standzuhalten. Dank dieses Anschlags kann der Benutzer parallel zur Translationsachse der Vorrichtung eine sehr große Kraft ausüben, ohne den Nocken oder den Finger zu beschädigen. Die Anzahl der Anschläge kann mehr als 1 betragen.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem eine Feder, die eine ständige Spannung gewährleistet, um in den stabilen Positionen den Finger in Anlage am Nockenherz zu bringen.
Gemäß einem weiteren Merkmal handelt es sich bei der Erfindung um einen Zigarettenanzünder nach dem unabhängigen Anspruch 4.
Zigarettenanzünder gemäß dem Oberbegriff dieses Anspruchs 4, die Druckknöpfe zum Drücken oder Herausziehen umfassen, sind bereits bekannt. Die Funktionsweise eines derartigen Zigarettenanzünderknopfs nach dem Stand der Technik ist in 2a und 2d dargestellt. Er ragt über das Armaturenbrett, in das der Zigarettenanzünder integriert ist, hinaus, wenn dieser nicht benutzt wird (2a). Diese Position entspricht einer Ruhestellung. Um den Zigarettenanzünder aufzuheizen, wird ein Druck auf den Druckknopf ausgeübt (2b). Der Knopf ist während der Aufheizzeit in ein Stromversorgungsteil gedrückt (2c). Am Ende der Aufheizzeit tritt der Knopf wieder heraus und steht erneut über das Armaturenbrett über, damit der Benutzer das mit dem Knopf fest verbundene Heizteil benutzen kann (2d). Diese Position des Knopfs stimmt mit der weiter oben beschriebenen Ruhestellung überein (2a). In dieser Position kann der Benutzer ebenfalls an dem Knopf ziehen, um das Heizteil aus dem Stromversorgungsteil des Zigarettenanzünders herauszuziehen und Letzteres als Steckdose zu benutzen.
Derartige Betätigungsvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass sie in der Ruhestellung über die Fläche, in die sie integriert sind, hinausragen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zigarettenanzünder vorzuschlagen, der diesen Nachteil nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Zigarettenanzünder gelöst, der dazu bestimmt ist, in einem Armaturenbrett, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angebracht zu werden, mit einem Stromversorgungsgehäuse und einem abnehmbaren, aufheizbaren Druckknopf mit einer Druckfläche, wobei der Druckknopf in dem Block eine erste Position einzunehmen vermag, in der er in Bezug auf die Wölbung des Armaturenbretts wenigstens zum Teil vorsteht, um ergriffen und aus dem Block herausgezogen werden zu können, sowie eine zweite Position, in der der Druckknopf aufgeheizt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckknopf ferner eine dritte stabile Position einzunehmen vermag, in der er nicht aufgeheizt wird und in der die Druckfläche der Wölbung des Armaturenbretts folgt.
Der erfindungsgemäße Zigarettenanzünder weist ferner einen Nocken und einen Finger auf, wobei der Finger um den Nocken eine Nockenbahn durchläuft, wenn der Finger und der Nocken in Bezug aufeinander translatorisch betätigt werden; ferner weist die Nockenbahn eine Krümmung um eine zur Translationsachse parallele Drehachse auf, um bei der Translationsbewegung den Finger und den Nocken bezüglich einander in Drehung zu versetzen, wobei der Finger und der Nocken jeweils von einem zylindrischen Ring gebildet sind, wobei diese beiden Ringe koaxial sind und in Bezug aufeinander eine Drehbewegung entlang der Drehachse auszuführen vermögen.
Vorteilhafterweise umfasst der Zigarettenanzünder in diesem Fall einen Griffknopf, der mit Hilfe einer Gelenkverbindung auf dem Finger befestigt ist, die mittels hinterschnittenen Clips ausgeführt ist. Auf diese Weise kann die Anzahl der Teile, die zusammengebaut werden müssen, um einen Knopf gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden, begrenzt werden.
Vorteilhafterweise besteht der Druckknopf 6 des Zigarettenanzünders aus drei Teilen, nämlich einem Griffknopf 28, einem Finger 25 und einem Nocken 23.
Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor. Zum besseren Verständnis der Erfindung dient außerdem die Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen:
1a und 1b schematische Darstellungen des Finger-Nocken-Systems einer Betätigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik sind; 1a eine Schnittansicht entlang der Längsachse des Fingers in einer parallel zur Drehachse des Fingers verlaufenden Ebene ist; 1b eine Draufsicht des in 1a dargestellten Fingers ist;
2a bis 2d schematische Darstellungen eines Zigarettenanzünderknopfes gemäß dem Stand der Technik in einer Schnittansicht parallel zur Translationsachse sind, entlang der der Knopf gedrückt wird; 2a der Ruhestellung dieses Knopfes nach dem Stand der Technik entspricht; 2b dem Knopf aus 2a entspricht, wenn dieser gedrückt ist; 2c dem Knopf aus 2a und 2b entspricht, wenn sich dieser in der Aufheizposition befindet; 2d dem Knopf aus 2a bis 2c entspricht, wenn der Benutzer eine Zugkraft auf den Knopf ausübt, um ihn aus dem Armaturenbrett zu ziehen;
3 einen erfindungsgemäßen Zigarettenanzünder in perspektivischer Seitenansicht und auseinandergezogener Darstellung zeigt;
4 einen Druckknopf des in 3 dargestellten Zigarettenanzünders in perspektivischer Seitenansicht und auseinandergezogener Darstellung zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht des Fingers des in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Druckknopfs ist;
6 eine perspektivische Ansicht des Nockens des in 4 dargestellten erfindungsgemäßen Druckknopfs ist;
7 eine flachliegende schematische Darstellung der Nockenbahn des in 6 dargestellten Nockens ist;
8 eine schematische Darstellung der Höhenänderungen des Fingers des in 4 dargestellten Druckknopfs in der in 7 dargestellten Nockenbahn ist;
9a bis 9g schematische Darstellungen des in 4 dargestellten Druckknopfs des Zigarettenanzünders in einer Schnittansicht parallel zur Translationsachse sind, entlang der der Knopf gedrückt wird; 9a der Ruhestellung dieses Knopfes entspricht; 9b dem Knopf aus 9a entspricht, wenn dieser leicht gedrückt wird; 9c dem Knopf aus 9a und 9b entspricht, wenn sich dieser in der Position befindet, in der er aus dem Armaturenbrett, in das der Zigarettenanzünder gemäß der Erfindung integriert ist, herausgezogenen wird; 9d dem Knopf aus 9a bis 9c entspricht, wenn sich dieser in der Position befindet, in der er gedrückt wird, um wieder in die Ruhestellung gebracht zu werden; 9e dem Knopf aus 9a entspricht, wenn dieser vollständig gedrückt ist; 9f dem Knopf der 9a bis 9e entspricht, wenn sich dieser in der Aufheizposition befindet; 9g dem Knopf der 9a bis 9g entspricht, wenn dieser am Ende der Aufheizzeit wieder aus dem Armaturenbrett heraustritt;
10a, 10b und 10c Schnittansichten des in 4 dargestellten Druckknopfs sind; 10a diesem Druckknopf in einer ersten stabilen Position entspricht; 10b diesem Druckknopf in einer zweiten stabilen Position entspricht; 10c dem Druckknopf in der Position von 10b entspricht, wobei diese jedoch auf der Achse 0-0 in Bezug auf diese Figur um 90° gedreht ist;
11 eine Variante des erfindungsgemäßen Druckknopfs in perspektivischer Montageansicht zeigt; und
12 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Druckknopfs in Teilschnittperspektive zeigt.
Die Erfindung wird im Folgenden in detaillierter Form anhand eines besonderen, jedoch nicht einschränkenden Beispiels beschrieben. Gemäß diesem Beispiel bildet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Druckknopf eines Zigarettenanzünders für Fahrzeuge, insbesondere Automobile.
Eine besondere, jedoch nicht einschränkende Ausführungsart des erfindungsgemäßen Zigarettenanzünders 1 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 näher beschrieben.
Es handelt sich um einen Zigarettenanzünder 1 zum Einbau in ein Armaturenbrett 2 eines Kraftfahrzeugs. Er umfasst ein Stromversorgungsgehäuse 4, ein aufheizbares Steckteil 6, ein Anschlussmodul 8, einen Leuchtring 10 und ein Beleuchtungsmodul 12 (3 und 9a bis 9g).
Das Stromversorgungsgehäuse 4 umfasst eine Buchse, die als Aufnahme für das Steckteil 6 dient und innen mit einem Stromanschluss zur elektrischen Versorgung eines Heizwiderstands versehen ist, der spiralförmig in dem Steckteil 6 aufgerollt ist.
Das Anschlussmodul 8 verlängert axial das Stromversorgungsgehäuse 4 und wird von letzterem getragen. Das Anschlussmodul 8 gewährleistet die Stromzuführung des Stromversorgungsgehäuses 4 mit Hilfe eines elektrischen Kabelsatzes, der die elektrische Verbindung zwischen dem Hauptstromkreis des Fahrzeugs und dem Anschlussmodul 8 herstellt.
Der Leuchtring 10 umschließt das Stromversorgungsgehäuse 4, ermöglicht dessen Befestigung am Armaturenbrett 2 und bildet mittels eines Kragens 11 an diesem einen leuchtenden Ring zur Markierung des Zigarettenanzünders 1 bei Nacht.
Das Beleuchtungsmodul 12 ist in vorspringender Weise auf dem Leuchtring 10 angeordnet.
Das Dokument FR 2 758 111 enthält eine Beschreibung einer Ausführungsform des Stromversorgungsgehäuses 4, Anschlussmoduls 8, Leuchtrings 10 und Beleuchtungsmoduls 12, die den oben erwähnten Ausführungen entspricht.
Das Steckteil 6 weist zwei gegenüber einer Spiralfeder axial bezüglich einander bewegliche Teile auf.
Ein Teil 14 dieser Teile ist dabei feststehend, wenn sich das Steckteil 6 im Stromversorgungsgehäuse 4 befindet, während das andere Teil 15 in Bezug auf das feststehende Teil 14 translatorisch verschoben werden kann. Das feststehende Teil 14 umfasst im Wesentlichen einen Aschefänger 16 und einen Ring 17. Der Ring 17 bil det einen Hitzeschutz für die Finger des Benutzers und dient als ästhetisches Element. Der Aschefänger 16 umschließt einen nicht dargestellten Heizkörper und führt das Einsetzen des Steckteils 6 in das Stromversorgungsgehäuse 4. Eine umfassendere Beschreibung des festen Teils 14 ist zum Beispiel in dem Dokument FR 2 758 111 enthalten. Das bewegliche Teil 15 umfasst den Heizkörper und einen Druckknopf 18.
Der Heizkörper weist einen Heizwiderstand auf, der spiralförmig im Innern eines Tellers aufgerollt ist.
Wie in 4 dargestellt, umfasst der Druckknopf 18 eine Schraubenfeder 27, einen Nocken 23, einen Finger 25 sowie einen Griffknopf 28.
Der Nocken 23, der Finger 25 und der Griffknopf 28 sind im Wesentlichen jeweils von einem Hohlzylinder gebildet. Der Zylinder des Fingers 25 schiebt sich auf den Zylinder des Nockens 23. Der Zylinder des Griffknopfs 28 schiebt sich auf den des Fingers 25. Diese drei Zylinder haben eine gemeinsame Längsachse 0-0.
Der Zylinder des Griffknopfs 28 ist durch eine scheibenförmige Querwand 29 verschlossen. Der Durchmesser dieser Scheibe ist größer als der des Zylinders des Griffknopfs 28, dergestalt, dass er einen Rand 31 bildet, der ein wirksameres Ergreifen ermöglicht, wenn man am Griffknopf 28 zieht. Die Außenseite der Querwand 29 bildet eine Druckfläche 30, auf die der Benutzer drückt, um den Druckknopf 18 zu betätigen. Der Zylinder des Griffknopfs 28 ist auf der Seite seines freien Randes mit zwei Paar diametral gegenüberliegenden Schlitzen 32 versehen, um eine elastische Verformung des Zylinders des Griffknopfs zwischen den Schlitzen 32 jedes Schlitzpaares zu ermöglichen. Die Innenseite des Zylinders des Griffknopfs 28 ist zwischen den beiden Schlitzen 32 jedes Schlitzpaares mit einem überstehenden Element versehen, das eine abgeschrägte Fläche aufweist, um das Einführen des Griffknopfs 28 auf dem Finger 25 zu erleichtern, und über eine zur Innenseite des Zylinders des Griffknopfs im Wesentlichen senkrechte Fläche verfügt, die als axialer Anschlag für den Finger 25 dient und verhindert, dass Letzterer aus dem Griffknopf 28 heraustritt. Dieses überstehende Element und der elastisch verformbare Bereich des Zylinders des Griffknopfs 28 bilden einen hinterschnittenen Clip 26. Der freie Rand des Zylinders des Griffknopfs 28 ist mit zwei Absätzen versehen, die zwei teilweise zylindrische Elemente mit der Achse 0-0 bilden, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Zylinders des Griffknopfs ist, wobei der Außendurchmesser eines dieser Elemente seinerseits kleiner als der des anderen ist.
Die mit dem Zylinder des Griffknopfs 28 koaxialen Absätze bilden eine stufenförmige Struktur, wobei eine der Steigungen, die aus Abflachungen gebildet ist, welche sich bezüglich der Achse 0-0 radial erstrecken, als Anschlag für die Feder 27 dient, insbesondere wenn diese bei einem Druck auf den Griffknopf 28 komprimiert wird. Diese stufenförmige Struktur, die zur Montage und Lagerung der Feder 27 dient, kann vorteilhafterweise durch eine Schrägung ersetzt werden.
Wie in 5 dargestellt, weist der Finger 25 eine axiale Symmetrie zweiter Ordnung auf. Die zylindrische Wand des Fingers 25 weist zwei Laschen 34 auf. Diese Laschen 34 werden mit Hilfe von Aussparungen 35 in der zylindrischen Wand des Fingers 25 gebildet. Diese Aussparungen 35 weisen die Form eines U auf, dessen Schenkel parallel zur Achse 0-0 angeordnet sind. Die freien Enden dieser Schenkel des U gehen von der Basis 36 jeder Lasche 34 aus, über die Letztere mit der zylindrischen Wand des Fingers 25 verbunden ist. Diese Basis 36 ist in der Nähe eines der freien Ränder der zylindrischen Wand des Fingers 25 angeordnet. Jede Lasche 34 ist einstückig mit der zylindrischen Wand des Fingers 25 ausgebildet und erstreckt sich ausgehend von der Basis 36 in Längsrichtung parallel zu dieser zylindrischen Wand in Richtung des anderen freien Rands derselben. Dieser andere freie Rand umfasst eine Struktur 40 zum Halten des Fingers 25 in dem Griffknopf 28.
Jede Lasche 34 weist in radialer Richtung bezüglich der Achse 0-0 eine solche Länge und Dicke auf, dass jede Lasche 34 sich in dieser radialen Richtung elastisch zu verformen vermag.
Jede Lasche 34 umfasst an ihrem freien Ende, das heißt, an dem ihrer Basis 36 in Längsrichtung entgegengesetzten Ende, einen Zapfen 38. Dieser Zapfen 38 ist aus einem kleinen massiven Element gebildet, das einstückig mit jeder Lasche 34 ausgebildet ist und sich ausgehend von dieser über einige Millimeter ins Innere des Zylinders des Fingers 25 erstreckt. Dieser Zapfen 38 weist im Querschnitt vorteilhafterweise eine längliche Form auf, so dass die Kontaktfläche mit dem Nocken 23 vergrößert wird, um den Kontaktdruck zu begrenzen und so den Verschleiß der Reibungsteile zu verringern.
Die Haltestruktur 40 ist im Wesentlichen aus einer kreisförmigen Nut 42 gebildet, die auf der Außenseite der zylindrischen Wand des Fingers 25 ausgebildet und bezüglich der Achse 0-0 zentriert ist. Die Haltestruktur 40 und die Clips 26 bilden eine Gelenkverbindung zwischen dem Finger 25 und dem Griffknopf 28.
Die Innenseite des Zylinders des Fingers 25 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Führungsrippen 44 versehen. Jede Führungsrippe 44 erstreckt sich in Längsrichtung unter dem Bereich der zylindrischen Wand des Fingers 25, in dem sich die Haltestruktur 40 befindet, und radial über eine Dicke von etwa einem Millimeter. Diese Führungsmittel 44 erleichtern das Führen der Bewegung des Fingers 25 auf dem Nocken 23.
Wie in 6 dargestellt, ist der Nocken 23 aus einem Hohlzylinder gebildet und weist eine axiale Symmetrie zweiter Ordnung mit einem Paar Führungsnuten 46 und einem Paar Nockenbahnen 48 auf, wobei die Elemente jedes Paars bezüglich der Achse 0-0 zueinander symmetrisch sind.
Jede Führungsnut 46 ist aus einem Kanal gebildet, der in dem Zylinder des Nockens 23 ausgeformt ist. Dieser Kanal erstreckt sich in Längsrichtung von dem freien Rand des Zylinders des Nockens 23, der auf der Seite der Haltestruktur 40 und der Führungsrippen 44 angeordnet ist, wenn der Nocken 23 in den Finger 25 geschoben ist. Dieser Kanal erstreckt sich nicht bis zum anderen freien Rand des Zylinders des Nockens 23, so dass, wenn der Nocken 23, der Finger 25 und der Griffknopf 28 ineinander geschoben sind, der Nocken 23 in Längsrichtung einerseits von der Querwand 29 und andererseits von den Führungsrippen 44 blockiert wird, die am Boden der Führungsnuten 46 zur Anlage kommen.
Diese Führungsnuten 46 weisen entlang des äußeren Umfangs des Zylinders des Nockens 23 eine ausreichende Breite auf, um die Drehung des Fingers 25 und des Nockens 23 bezüglich einander zu ermöglichen, die erforderlich ist, damit die Zapfen 38 die Nockenbahnen 48 vollständig durchlaufen.
Jede Nockenbahn 48 ist ebenfalls aus einem Kanal gebildet, der in dem Zylinder des Nockens 23 ausgeformt ist. Dieser Kanal weist die Form eines U auf, bei dem ein Schenkel länger als der andere ist. Der Teil jeder Nockenbahn 48, der dem längeren Schenkel 50 entspricht, erstreckt sich in Längsrichtung von dem freien Rand des Zylinders des Nockens 23, der sich auf der Seite der Haltestruktur 40 und den Führungsrippen 44 befindet, wenn der Nocken 23 in den Finger 25 geschoben wird. Dieser Kanal erstreckt sich nicht bis zum anderen freien Rand des Nockens 23, sondern beschreibt eine haarnadelförmige Biegung, um die Basis des U zu bilden.
Der kürzere Schenkel 52 des U läuft parallel zum längeren Schenkel wieder zurück. Die beiden Schenkel 50, 52 sind durch einen vor dem Ende des kürzeren Schenkels 52 angeordneten Durchgang 54 miteinander verbunden.
Der Kanal der Nockenbahn 48 weist eine variable Tiefe auf. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Nockenbahn 48 in einer Ebene. Der Nocken 23 ist ein Nockenherz, die Nockenbahn 48 weist eine Herzform auf. Die Buchstaben A bis N bezeichnen verschiedene aufeinander folgende Positionen eines Zapfens 38 auf einer Nockenbahn 48.
8 zeigt schematisch das Profil der Höhenschwankungen eines Zapfens 38 in einer Nockenbahn 48 in Abhängigkeit von den verschiedenen Positionen A bis N in 7.
Nimmt man die größte Ausdehnung der Höhenschwankung entlang der Nockenbahn 48 als Maßstab 1, so befindet sich der Punkt A auf der Höhe 0.
Drückt man auf den Griffknopf 28, so verschiebt sich der Zapfen 38 von A nach B und bleibt auf der Höhe 0. Der Zapfen 38 verschiebt sich anschließend von B nach C, wobei er einer Rampe von der Höhe 0 auf die Höhe 1 folgt, und danach von C nach D, wobei er auf der Höhe 1 bleibt.
Der Zapfen 38 kann die Nockenbahn 48 zwischen A und D auch umgekehrt durchlaufen. Wenn der Druck auf den Griffknopf 28 gegen die Feder 27 wieder aufgehoben wird, kehrt der Zapfen 38 unter der Einwirkung der Rückstellkraft der Feder 27 zum Punkt A zurück.
Wird der Griffknopf 28 dagegen noch weiter in das Armaturenbrett 2 gedrückt, so kehrt der Zapfen 38 zwischen D und E wieder auf die Höhe 0,6 zurück.
Der Übergang von D nach E erfolgt gemäß einem Weg bzw. einer Rampe, deren Neigung so stark ist, dass die Verlagerung des Zapfens 38 auf diesem Abschnitt der Nockenbahn 48 nicht umkehrbar ist. Das heißt, dass der Zapfen 38 trotz der von der Feder 27 ausgeübten Kraft nicht nach B zurückkehren kann, wenn der Druck auf den Griffknopf 28 aufgehoben wird.
Wird der Griffknopf 28 losgelassen, verschiebt sich der Zapfen 38 von E nach G und anschließend nach H entlang eines Einbahnweges, da die Höhe bis auf 0,3 in H ab nimmt und die Neigung zwischen G und H derart ist, dass der Zapfen 38 nicht zurücklaufen kann. Wird der Griffknopf 28 dagegen noch weiter in das Armaturenbrett 2 gedrückt, so kommt der Nocken 23 an der Querwand 29 zum Anschlag, wenn sich der Zapfen 38 in F befindet. Hebt der Benutzer den Druck auf, so kehrt der Zapfen 38, wie bereits beschrieben, zu E und anschließend H zurück.
In H befindet sich der Nocken 23 in einer stabilen Position in dem Finger 25, da einerseits die Höhe in H niedriger ist als in G und andererseits der Durchgang 54 eine konkave Fläche aufweist, die den Zapfen 38 zurückzuhalten vermag, wenn er unter der Einwirkung der Rückstellkraft der Feder 27 von der Position E kommt.
Wenn der Benutzer ausgehend von dieser stabilen Position H erneut auf den Griffknopf 28 drückt, verschiebt sich der Zapfen 38, da er nicht von H nach G zurückkehren kann, zum Punkt I, der sich auf der Höhe 0 befindet. Drückt der Benutzer weiter auf den Griffknopf 28, so erreicht der Zapfen die Position K, in der der Nocken 23 an der Querwand 29 zum Anschlag kommt.
Lässt der Benutzer den Griffknopf 28 los, so kehrt der Zapfen 38 unter der Einwirkung der Rückstellkraft der Feder 27 zum Punkt I und anschließend zu J und M auf der Höhe 0,75 zurück.
Die Neigung zwischen J und M ist gering genug, dass der Zapfen 38 diesen Weg allein unter dem Einfluss der Rückstellkraft der Feder 27 auszuführen vermag. Am Punkt M angekommen, kehrt der Zapfen 38 unter der Einwirkung der Rückstellkraft der Feder 27 selbsttätig zu N und anschließend A zurück, wobei die Höhe zwischen M und N gleichbleibend ist und die Höhe zwischen N und A rasch bis auf 0 fällt. In A kann der Zapfen 38 nicht zum Punkt N zurückkehren, da die Neigung zwischen A und N zu stark ist.
In der Position A kommen die Führungsrippen 44 am Boden der Führungsnuten 46 zum Anschlag, wobei die Feder 27 den Nocken 23 und den Finger 25 auf diese Weise in Eingriff hält. Die Einheit Nocken 23/Finger 25 befindet sich nun in einer weiteren stabilen Position. Diese Situation kann nur geändert werden, wenn der Benutzer erneut auf den Griffknopf 28 drückt.
Der Zapfen 38 ist nun bereit, einen neuen Zyklus A–N auszuführen, wie er vorstehend beschrieben wurde.
Das freie Ende des Zapfens 38 ist aufgrund der Elastizität der Lasche 34 während des oben beschriebenen Durchlaufs A–N fortwährend in Kontakt mit dem Boden des Kanals der Nockenbahn 48.
Wenn der Benutzer den Griffknopf 28 drückt oder wenn die Rückstellkraft der Feder 27 wirkt, übt der Zapfen 38 auf die Seitenwände des die Nockenbahn 48 bildenden Kanals eine Kraft aus, die dazu neigt, den Finger 25 bezüglich des Nockens 23 um die Achse 0-0 in Drehung zu versetzen. Dies ist insbesondere von A bis B, von E bis G, von H bis I und von M bis N der Fall.
Die verschiedenen oben beschriebenen Positionen der Nockenbahn 48 entsprechen verschiedenen Positionen des Griffknopfs 28 in Bezug auf das Armaturenbrett 2, wie in 9a bis 9g dargestellt.
9a entspricht der stabilen Position H. Drückt der Benutzer leicht auf den Griffknopf 28 (9b), so verschiebt sich der Zapfen 38 von H nach I oder K. Hebt der Benutzer nun den Druck auf den Griffknopf 28 wieder auf, so verschiebt sich der Zapfen 38 von I oder K nach A. In dieser Position steht der Griffknopf 28 am Armaturenbrett 2 über (9c). Das Steckteil 6 kann nun durch Ziehen am Griffknopf 28 aus dem Stromversorgungsgehäuse 4 herausgenommen werden, um einen anderen Gegenstand, zum Beispiel ein Ladegerät für ein Mobiltelefon, an dem Stromversorgungsgehäuse 4 anzuschließen oder eine Zigarre oder Zigarette anzuzünden.
Der Benutzer kann auch erneut auf den Griffknopf 28 drücken (9d), wobei sich nun der Zapfen 38 aus der Position A nach D oder F und anschließend nach E verschiebt, wenn der Benutzer den Druck aufhebt, um in die stabile Position H zurückzukehren, in welcher der Griffknopf 28 bündig mit der Oberfläche des Armaturenbretts 2 abschließt (9a).
Ausgehend von der stabilen Position H (9a) kann der Benutzer, wenn er eine Zigarette oder Zigarre anzünden möchte, anders verfahren. Der Benutzer drückt auf den Griffknopf 28, drückt jedoch, wenn der Zapfen 38 die Position K erreicht und der Finger 25 und der Nocken 23 in Eingriff sind, weiterhin den Griffknopf 28 in das Armaturenbrett 2 (9e). Das Steckteil 6 funktioniert nun wie ein herkömmlicher Zigarettenanzünder. Das Schälchen, in dem sich der Heizwiderstand befindet, wird in einem Bimetallstreifen gehalten (9f), der das Steckteil 6 erst freigibt, wenn der Heizwiderstand die gewünschte Temperatur aufweist. Hebt der Benutzer seinen Druck auf den Griffknopf 28 auf, kehrt der Zapfen in die Position A zurück, in welcher der Griffknopf 28 zum Beispiel bündig mit der Oberfläche des Armaturenbretts 2 abschließt, während das Schälchen in dem Bimetallstreifen festgeklemmt bleibt.
Erreicht schließlich der Heizwiderstand die gewünschte Temperatur, schiebt sich das Schälchen nach oben, und der Griffknopf 28, der von einem Stift 56 an dem Schälchen gehalten wurde, tritt wieder über die Oberfläche des Armaturenbretts 2 hinaus, damit der Benutzer das Steckteil 6 des Stromversorgungsgehäuses 4 (9g) herausziehen kann. Steckt der Benutzer das Steckteil 6 wieder in das Stromversorgungsgehäuse 4, muss er nur noch erneut auf den Griffknopf 28 drücken (9d). Der Zapfen 38 legt den Weg A bis F zurück. Da der Finger 25 und der Nocken 23 in Eingriff sind, kann der Benutzer das Steckteil 6 wieder in das Stromversorgungsgehäuse 4 stecken. Wird vom Benutzer der Druck aufgehoben, kehrt der Zapfen 38 zum Punkt H zurück, und der Griffknopf 28 schließt bündig mit der Oberfläche des Armaturenbretts 2 ab (9a).
10a, 10b und 10c sind eine schematische Darstellung der jeweiligen Positionen des Fingers 25 und des Nockens 23, wenn sich der Zapfen in den Positionen A und H befindet. Man kann deutlich erkennen, dass in 10a der Nocken 23 an der Querwand 29 zum Anschlag kommt. Die Schnittebenen von 10a und 10b sind in Bezug aufeinander um 90° gedreht. Man sieht also, dass der Finger 25 in dem Griffknopf 28 gehalten wird, dass er sich jedoch zwischen den Positionen, die 10a bzw. 10b entsprechen, um die Achse 0-0 gedreht hat. Die Schnittebene, die 10c entspricht, ist bezüglich der von 10b um 90° um die Achse 0-0 gedreht.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Nockenbahn 48 in Längsrichtung demnach durch zwei Anschläge begrenzt. Einer dieser Anschläge entspricht dem Kontakt des Nockens 23 mit der Querwand 29 (10a) und der andere entspricht dem Kontakt der Führungsrippen 44 am Boden der Führungsnuten 46 (10c). Diese Anschläge sind derart beschaffen, dass es in den betreffenden Positionen nicht der Zapfen 38 selbst ist, der die relativen Verlagerungen des Fingers 25 in Bezug auf den Nocken 23 begrenzt. Drückt der Benutzer den Griffknopf 28, wenn er das Steckteil oder den Heizkörper 4 herauszieht oder wenn die Rückstellkraft der Feder 27 wirkt, so werden auf diese Weise auf den Zapfen 38 keine parallel zur Längsachse 0-0 gerichteten Belastungen ausgeübt.
Die Pfeile X (10a) und Y (10c) zeigen jeweils die Kraftübertragungswege, wenn der Benutzer den Griffknopf 28 drückt oder ihn aus dem Armaturenbrett 2 herauszieht. Die Pfeile X und Y verlaufen durch die oben genannten Anschläge.
Vorstehend wurde eine Ausführungsart einer Betätigungsvorrichtung mit mehreren stabilen Positionen näher beschrieben, die in einem Zigarettenanzünder verwendet wird. Es sind jedoch zahlreiche Varianten dieser Ausführungsart denkbar. Die 11 und 12 zeigen beispielhaft eine andere Variante dieser Ausführungsart.
Bei dieser Variante ist der Griffknopf 28 nicht wie oben beschrieben mit hinterschnittenen Clips 26 versehen, die als axialer Haltepunkt des Fingers 25 dienen, sondern kann der Griffknopf 28 aus zwei Teilen gebildet sein: einer Abdeckkappe 58 und einem Ring 60.
In diesem Fall sind die Haltestruktur 40 und ihre Nut 42 durch einen Ring 62 ersetzt, der über die Außenfläche des Zylinders des Fingers 25 übersteht.
Die Abdeckkappe 58 ist aus einem Zylinder gebildet, der an einem Ende durch eine Querwand 29 verschlossen ist, die der bereits beschriebenen entspricht. Die Abdeckkappe 58 weist zwei vorspringend gerichtete Klammern 64 auf der Außenfläche des Zylinders auf.
Der Ring 60 der Abdeckkappe 58 ist aus einem Zylinder gebildet, dessen Wand mit zwei Öffnungen 66 versehen ist. Die Klammern 64 und die Öffnungen 66 wirken zusammen, um ein Verbindungsmittel in Form eines Clips zu bilden. Eines der offenen Enden des Rings 60 ist verengt, um den Finger 25 im Bereich des Rings 62 zu halten. Die Abdeckkappe 58 und der Ring 60 bilden auf diese Weise ein Gehäuse, in dem der Finger 25 gefangen ist, wenn die Klammern 64 in die Öffnungen 66 greifen.
Zahlreiche weitere Mittel wie eine Schraubverbindung, Klebverbindung, Ultraschallschweißung etc. sind denkbar, um die Abdeckkappe 58 mit dem Ring 60 zu verbinden.
Ein Kragen 68 aus Kunststoff ist um den Griffknopf 28 herum angeordnet. Dieser Kragen 68 ist dazu bestimmt, den radialen Kräften, die durch den Benutzer ausgeübt werden können, standzuhalten, wenn der Griffknopf 28 gegen eine äußere zylindrische Führung 70 des aufheizbaren Steckteils 6 zur Anlage kommt.
Die Führung 70 ist aus einem transparenten oder durchscheinenden Kunststoff hergestellt, um als Leuchtführung zu dienen.
Gemäß weiteren Varianten kann die Anzahl der Nockenbahnen 48 und Zapfen 38 von zwei abweichen.

Claims

Betätigungsvorrichtung mit mehreren stabilen Positionen (A, H), mit einem Nocken (23) und einem Finger (25), wobei der Finger (25) um den Nocken (23) eine Nockenbahn durchläuft, wenn der Finger (25) und der Nocken (23) in Bezug aufeinander translatorisch betätigt werden, wobei die Nockenbahn eine Biegung um eine zur Translationsachse parallele Drehachse (0-0) aufweist, um bei der Translationsbewegung den Finger (25) und den Nocken (23) bezüglich einander in Drehung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Finger (25) und der Nocken (23) jeweils von einem zylindrischen Ring gebildet sind, wobei diese beiden Ringe koaxial sind und in Bezug aufeinander eine Drehbewegung entlang der Drehachse (0-0) auszuführen vermögen, wobei der Finger (25) in der Nockenbahn mittels eines Zapfens (38) geführt ist, der auf einer elastischen Lasche (34) angebracht ist, die einstückig mit dem Ring ausgebildet ist, auf dem sie angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Anschlag umfasst, um großen Kräften, die auf die Vorrichtung entlang der Translationsachse einwirken, standzuhalten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Feder (27) aufweist, die eine ständige Spannung gewährleistet, um in den stabilen Positionen den Finger in Anlage am Nockenherz zu bringen.
Zigarettenanzünder, der dazu bestimmt ist, in einem Armaturenbrett (2), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angebracht zu werden, mit einem Stromversorgungsgehäuse (4) und einem abnehmbaren, aufheizbaren Druckknopf (6) mit einer Druckfläche (30), wobei der Druckknopf in dem Block eine erste Position einzunehmen vermag, in der er in Bezug auf die Wölbung des Armaturenbretts (2) wenigstens zum Teil vorsteht, um ergriffen und aus dem Block (4) herausgezogen werden zu können, sowie eine zweite Position, in der der Druckknopf (6) aufgeheizt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckknopf (6) ferner eine dritte stabile Position einzunehmen vermag, in der er nicht aufgeheizt wird und in der die Druckfläche der Wölbung des Armaturenbretts (2) folgt, wobei der Zigarettenanzünder einen Nocken (23) und einen Finger (25) aufweist, wobei der Finger (25) um den Nocken (23) eine Nockenbahn durchläuft, wenn der Finger (25) und der Nocken (23) bezüglich einander translatorisch betätigt werden, und dass die Nockenbahn eine Biegung um eine zur Translationsachse parallele Drehachse (0-0) aufweist, um bei der Translationsbewegung den Finger (25) und den Nocken (23) bezüglich einander in Drehung zu versetzen, wobei der Finger (25) und der Nocken (23) jeweils von einem zylindrischen Ring gebildet sind, wobei diese beiden Ringe koaxial sind und in Bezug aufeinander eine Drehbewegung entlang der Drehachse (0-0) auszuführen vermögen.
Zigarettenanzünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckknopf (6) aus drei Teilen besteht, nämlich einem Griffknopf (28), einem Finger (25) und einem Nocken (23).
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Finger (25) in der Nockenbahn mittels eines Zapfens (38) geführt wird, der auf einer elastischen Lasche (34) angebracht ist, die einstückig mit dem Ring gefertigt ist, auf dem sie angeordnet ist.
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens einen Anschlag umfasst, um großen Kräften, die auf die Vorrichtung entlang der Translationsachse einwirken, standzuhalten.
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Feder (27) aufweist, die eine ständige Spannung gewährleistet, um in den stabilen Positionen den Finger in Anlage am Nockenherz zu bringen.
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffknopf (28) auf dem Finger (25) mit Hilfe einer Gelenkverbindung befestigt ist, die mittels hinterschnittenen Clips ausgeführt ist.
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Finger (25) in einem Gehäuse gefangen ist, das von einem Ring (60) und einer Abdeckkappe (58) gebildet ist.
Zigarettenanzünder nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kragen (60) aufweist, um den radialen Kräften, die durch den Benutzer ausgeübt werden können, standzuhalten, wenn der Griffknopf (28) gegen eine äußere zylindrische Führung (70) des aufheizbaren Steckteils (6) zum Anschlag kommt.