EP0031038A1 - Schrittschaltwerk - Google Patents

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EP0031038A1
EP0031038A1 EP80107245A EP80107245A EP0031038A1 EP 0031038 A1 EP0031038 A1 EP 0031038A1 EP 80107245 A EP80107245 A EP 80107245A EP 80107245 A EP80107245 A EP 80107245A EP 0031038 A1 EP0031038 A1 EP 0031038A1
Authority
EP
European Patent Office
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plunger
latching
mechanism according
pinion
switching
Prior art date
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Granted
Application number
EP80107245A
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English (en)
French (fr)
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EP0031038B2 (de
EP0031038B1 (de
Inventor
Hansrudolf Lehmann
Hans Wermelinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Air Defence AG
Original Assignee
Contraves AG
Oerlikon Contraves AG
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Publication date
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Application filed by Contraves AG, Oerlikon Contraves AG filed Critical Contraves AG
Publication of EP0031038A1 publication Critical patent/EP0031038A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0031038B1 publication Critical patent/EP0031038B1/de
Publication of EP0031038B2 publication Critical patent/EP0031038B2/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/001—Thumb wheel switches
    • H01H19/003—Thumb wheel switches having a pushbutton actuator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/15—Intermittent grip type mechanical movement
    • Y10T74/1526—Oscillation or reciprocation to intermittent unidirectional motion
    • Y10T74/1529—Slide actuator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/15—Intermittent grip type mechanical movement
    • Y10T74/1558—Grip units and features
    • Y10T74/1584—Gripper mountings, slide

Definitions

  • the invention relates to a forward and reverse switchable step switch, for example for a multi-stage switch, which is arranged in a housing and a one-piece drive with two push buttons each assigned to a switching direction, two switching elements.
  • a stepping mechanism is known, the keys of which are formed in one piece with the push buttons.
  • the buttons are connected to the button via a resilient web, which enables the entire button to be swiveled with respect to the longitudinal axis.
  • a transport pin on the number wheel engages half a switching step, which is completed by a transport wedge when the button slides back.
  • the movement of the dial is jerky and against the printing direction.
  • a key coding switch in which the forward and reverse switching step is assigned a key, which is provided with approximately C-shaped actuating and locking cams, which grip from opposite sides over the ring gear.
  • the associated actuating cam sets the ring gear in motion, while the locking cam of the other button is deflected from its rest position by the ring gear.
  • the invention has for its object to provide a step-by-step mechanism of the type mentioned, in which an exact switching step is completed by pressing a push button once, without the need for highly accurate dimensional tolerances of the individual parts or an adjustment.
  • the drive should be in one piece, ensure simple assembly without additional aids and be able to be produced from plastic in the known injection molding process. These requirements should also be achievable when it comes to a miniature stepping mechanism.
  • a bendable latching element which connects the two plungers in a bridge-like manner, so that a latching cam arrangement, which is formed symmetrically on the latching element with respect to the axis of symmetry of the housing, engages on the pinion to hold the selector disk in the rest position, but with each gear step against the restoring force of a known spring releases the pinion and engages after the switching step to hold the dial again by the force of the spring on the pinion.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a pushbutton switch 100, on which a housing 60 can be seen, which is formed from a side wall 50, an end face 41, an upper and a lower wall 59, 59 'and a rear wall 56.
  • a housing 60 is formed from a side wall 50, an end face 41, an upper and a lower wall 59, 59 'and a rear wall 56.
  • the housing 60 is a essentially consisting of a drive 30, a selection disk 79 with a toothed pinion 80 fastened thereon and a spring 70 arranged forwards and backwards switchable stepping mechanism.
  • the switching element 23 is arranged laterally on the plunger 14 with a web 22 and, with a further, stepped switching arm 24, runs approximately parallel to the plunger 14.
  • a switching cam 28 is formed, which has a front surface 27 and an inner surface 25.
  • the front surface 27 and the inner surface 25 enclose an acute angle.
  • an angular corner piece 19 or 6 is formed on both ends of the plunger 14.
  • the corner pieces 19 and 6 are preferably separated from one another by a recess 29.
  • the corner piece 19 consists of an end wall 18 with an end face 20 and a side wall 15 arranged at right angles thereto.
  • the push button 21 is arranged on the end face 20.
  • the side wall is wedge-shaped and is delimited by an outer surface 16 which runs parallel to the plunger 14 and an inner surface 17 which is slightly inclined thereto.
  • the corner piece 6 also has an inner side 8 running parallel to the plunger 14, on which a recess 7 for holding the spring 70 (FIG. 1) is visible.
  • the side wall 10 has an outer surface 11 and one Inner surface 12, both of which run parallel to the plunger 14.
  • a second inner surface 13 is slightly inclined to the outer surface 11 and gives the outer wall 10 a wedge-shaped closure.
  • the V-shaped locking element 40 consisting of a locking arch 34 and the locking cam 37, is formed on the end of the plunger 14.
  • the locking arch consists of a substantially linear locking arm 38 and a mirror-symmetrical locking arm 38 ', not shown here, and a middle piece 33, on which the locking cam 37 is formed.
  • the angle between the locking arm 38 and the plunger 14 is about 45 °, the angle between the latch arm 38 and the mirror-symmetrical detent arm 38 'about 90 0th
  • the latching cam has a convexly curved latching surface 35 and a concavely curved inner surface 36, which run essentially parallel to one another. Due to the narrow construction of the locking arch 34, the locking element 40 can be bent with respect to the forces exerted in the direction of the arrows 1 and 2, but in particular the attachment point 39 and the attachment point 39 '(not shown here) are designed to be flexible.
  • Fig. 3 the switch is shown in section along the line III - III in Fig. 1 and you can see the housing 60, which is closed on one side by the side wall 50 and open on the other opposite side.
  • the drive 30 inserted into the housing 60 and the spring 70 can also be seen.
  • the open side is closed by a circuit board 44, which is shown at a distance from the open side for reasons of simplified illustration, and by an end plate 43, which is also shown at a distance from the housing 60 , for which purpose the housing 60 has at least one pin 46 at the corners, which push button-like in a corresponding in the End plate 43 provided bore 42 engages.
  • the corners of the side wall 50 are each provided with a bore 48, into each of which a pin 49 of an end plate 47 engages.
  • FIG. 4 shows isometrically a drive according to a second variant, which differs from the first embodiment according to FIG. 2 only in the embodiment of a latching element 140.
  • the V-shaped engagement member 140 is composed of a locking sheet 134, an angle of about 90 0 enclosing latching arms 138 and 138 recognized by the one two '.
  • a locking cam 137 is formed on an upper side 131 of the locking arch and has two locking planes 135 and 135 'enclosing an obtuse angle.
  • Each latch arm 138 or 138 ' forms an angle of approximately 135 ° with the half of the plunger 114 or 114' which is articulated towards the pushbutton.
  • FIG. 5 shows a section of a pushbutton switch 200 with a drive 130 according to the second variant shown in FIG. 4.
  • the plunger 114 or 114 ' is additionally guided through a pin 61 or 61' which is fixedly connected to the side wall 50. It can be clearly seen how in the rest position the locking surfaces 135 and 135 'press against the pinion 80 by the force of the spring 70.
  • step switch in conjunction with the push button switch is described below.
  • the forward and reverse switching mechanism used in the housing 60 optionally consists of the drive 30 according to FIG. 2 or the drive 130 according to FIG. 4, as well as the schematically and only shown in outline character support 79 with the pinion 80 (Fig. 1).
  • the end face 41 of the housing 60 has a window 45 for reading the character carrier 79 and two openings 51, 51 'for pushing through and guiding the pushbutton (21, 21') of the corresponding drive (30 or 130).
  • the front surface 27' of the switching cam 28 ' engages with the pinion 80 and, with continued operation, causes the selection disk 79 to rotate by an entire switching operation of 36 °.
  • a deflection of the switching element 23 ' is prevented by the pins 54' and 53 'which are firmly connected to the side wall 50.
  • the switching step in the direction of arrow 1 is ended by a stop of the corner piece 6 'on the pin 46'.
  • the actuating element 30' When the push button 21 'is released, the actuating element 30' is moved in the direction of the arrow 2 by the restoring force of the spring 70, the latching cam 37 first engages in a tooth gap 78 and, after a further movement in the same direction, deflects the inside 25 'of the switching cam 23' against the plunger 14 'by the pinion 80 now held by the locking cams 37, which is made possible by the bendable web 22'. Due to the deflection of the switching element 23 ', the spring 70 can move the actuating element 30' further in the direction of the arrow 2 until the switching cam 28 'has jumped over the pinion 80 and returns to the rest position. emotional.
  • the pinion 80 moves approximately in the same direction as the locking cam 137 with each switching step. Since the pinion 80 now exerts no pressure on the locking cam 137, no pressure point is felt when actuated.
  • the housing with the pins, stops, etc. arranged on the inside of the side wall and the drive can preferably be produced from suitable plastic in an economical injection molding process, so that rational mass production and thus also low manufacturing costs are ensured.
  • FIG. 6 shows a sectional view of a pushbutton switch 200, on which a housing 260 can be seen, which is formed from a side wall 250, an end wall 241, an upper and a lower wall 259, 259 'and a rear wall 256.
  • a stepping mechanism consisting essentially of a drive 230, a selection disk 279 with a toothed pinion 280 attached to it and a spring 270.
  • one of the two halves of the drive 230 which are mirror-symmetrical with respect to the section plane IV, is shown isometrically, which essentially consists of the push button 221, a plunger 214, a switching element 223 and a latching element 240.
  • the switching element 223 is arranged laterally on the plunger 214 with a web 222 and extends approximately parallel to the plunger 214 with a further, stepped switching arm 224.
  • a switching cam 228 is formed, which has a front surface 227 and an inner surface 225.
  • the front surface 227 and the inner surface 225 form an acute angle.
  • an angular corner piece 219 or 206 is formed on both ends of the plunger 214.
  • the corner pieces 219 and 206 are preferably separated from one another by a recess 229.
  • the corner piece 219 consists of an end wall 218 with an end surface 220 and a side wall 215 arranged at right angles thereto.
  • the push button 221 is arranged on the end face 220.
  • the side wall is wedge-shaped and is delimited by an outer surface 216 running parallel to the plunger 214 and an inner surface 217 which is slightly inclined thereto.
  • the angled corner piece 206 also has an inner side 208 running parallel to the plunger 214, on which a recess 207 for holding the spring 270 (FIG. 6) is visible.
  • the side wall 210 has an outer surface 211 and an inner surface 212, both of which extend approximately 30 0 to the inclined ram 214th
  • a second outer surface 213 is slightly inclined to the outer surface 211 and gives the outer wall 210 a wedge-shaped closure.
  • the U-shaped locking element 240 which is only half visible here, is formed approximately in the middle of the plunger 214.
  • the half of the latching element 240 which is mirror-symmetrical with respect to the sectional plane IV, consists of the likewise U-shaped latching arch 235, which is reinforced by a base plate 238, and a latching cam 237 formed on the latching arch 235, which has a latching surface 234 which is substantially perpendicular to the sectional plane IV.
  • the locking arm 236 has an elastic attachment point 239 in the vicinity of the tappet 214 (FIG. 6).
  • step switch and the push button switch according to the third variant are described below.
  • the forward and reverse switching mechanism used in the housing 260 consists of the drive 230 according to FIG. 7 and the drawing carrier 279, shown schematically and only in outline, with the toothed pinion 280 rotatably arranged about the axis pin 252 (FIG. 6).
  • the end face 241 of the housing 260 has a window 245 for reading the character carrier 279 and two openings 251, 251 'for inserting and guiding the pushbutton (221, 221') of the drive 230.
  • the plunger 214 guided on the one side on the inner wall 259 and on the other side through the link 261 which is firmly connected to the side wall 250 moves in the direction of the arrow 201, while the drive acts on the cam by the action of the spring 270 255 supports (Fig. 6).
  • the latching element 240 is simultaneously displaced in the direction of the arrow, while the other plunger 214 'undergoes essentially no displacement. This is associated with a deformation of the drive, which occurs essentially at the attachment points 239 and 239 '.
  • the locking cams 237 and 237 By moving the plunger 214, the locking cams 237 and 237 'inevitably move in the ' arrow direction 201, as a result of which they move away from the pinion gear 280 and unlock it.
  • the pushbutton 221 in the direction of arrow 201 By further actuation of the pushbutton 221 in the direction of arrow 201, the front surface 227 of the switching cam 228 engages with the pinion 280 and, with continued actuation, causes the selection disk 279 to rotate by a complete switching operation of 36 °.
  • deflection of the switching element 223 is prevented by the pin 254, which is firmly connected to the side wall 250.
  • the switching step in the direction of arrow 201 is ended by a stop of the corner piece 206 on the pin 246.
  • the housing with the pins, stops, etc. arranged on the inside of the side wall and the drive can preferably be produced from suitable plastic in an economical injection molding process, so that rational mass production and thus also low manufacturing costs are ensured.
  • a flexurally elastic attachment 262 or 262 ' is formed on each plunger 214 or 214' at a distance from the corresponding pushbuttons 221 or 221 '.
  • a wedge-shaped cam 263 or 263 'directed towards the side wall 259 or 259' is also formed on each attachment.
  • One of the two cams slides with each switching step 264 or 264 'via a cam 264 or 264' formed on the housing wall 259 or 259 '. The consequent deflection of the attachment 262 or 262 'is perceived as a pressure point at the switch.

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Abstract

Vorwärts- und rückwärtsschaltbares Schrittschaltwerk, beispielsweise für einen Mehrstufenschalter, welches in einem Gehäuse (60) angeordnet ist und einen einstückigen Antrieb (30) aufweist, der durch eine lineare Arbeitsbewegung mit einem drehbar angeordneten Zahnritzel (80) in Eingriff bringbar ist. Am Antrieb ist ein biegbares Rastelement (40) vorgesehen, das zwei Stössel (14,14') brückenartig verbindet, so dass eine am Rastelement (40) angeformte Rastnocken-Anordnung (37) am Zahnritzel (80) eingreift.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein vorwärts- und rückwärtsschaltbares Schrittschaltwerk, beispielsweise für einen Mehrstufenschalter, welches in einem Gehäuse angeordnet ist und einen einstückigen Antrieb mit zwei je einer Schaltrichtung zugeordneten Drucktasten, zwei Schaltelementen,. zwei Stösseln und einem Rastelement aufweist, der durch eine lineare Arbeitsbewegung mit dem auf einer in der Gehäuse-Symmetrieebene liegenden Achse drehbar angeordneten Zahnritzel in Eingriff bringbar ist.
  • Durch die DE C-22 62 274 ist ein Schrittschaltwerk bekannt, dessen Tasten mit den Tastknöpfen einstückig ausgebildet sind. Die Tastknöpfe sind mit dem Taster je über einen federnden Steg verbunden, der ein Schwenken des ganzen Tasters gegenüber der Längsachse ermöglicht.
  • Beim Drücken eines Tastknopfes erfolgt durch den Eingriff eines Transportzapfens am Ziffernrad ein halber Schaltschritt, der beim Zurückgleiten des Tasters durch einen Transportkeil vollendet wird. Die Bewegung des Ziffernblattes erfolgt ruckartig und gegen die Druckrichtung.
  • Durch die DE-A-26 53 172 ist ein Tastenkodierschalter bekannt, bei welchem dem Vorwärts- und Rückwärtsschaltschritt jeweils ein Taster zugeordnet ist, der mit etwa C-förmigen Betätigungs- und Rastnocken versehen ist, die von gegenüberliegenden Seiten über den Zahnkranz greifen. Beim Drücken eines Tasters versetzt die zugehörige Betätigungsnocke den Zahnkranz in Bewegung, während der Rastnocken des anderen Tasters durch den Zahnkranz aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird.
  • Für die Fertigung wie auch für die Montage ist es nachteilig, dass der Antrieb aus zwei getrennten Teilen besteht und zusätzlich zwei einzelne Federn eingebaut werden müssen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem durch einmaliges Drücken einer Drucktaste ein exakter Schaltschritt vollendet wird, ohne dass dazu hochgenaue Masstoleranzen der Einzelteile oder eine Justierung notwendig sind. Ausserdem soll der Antrieb einstückig sein, eine einfache Montage ohne zusätzliche Hilfsmittel gewährleisten und im bekannten Spritzverfahren aus Kunststoff herstellbar sein. Diese Forderungen sollen auch dann erreichbar sein, wenn es sich um ein Schrittschaltwerk in Miniaturausführung handelt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein biegbares Rastelement vorgesehen ist, das die beiden Stössel brückenartig verbindet, so dass eine am Rastelement bezüglich der Gehäuse-Symmetrieachse symmetrisch angeformte Rastnocken-Anordnung-zum Festhalten der Wahlscheibe in der Ruhestellung am Zahnritzel eingreift, aber bei jedem gegen die Rückstellkraft einer an sich bekannten Feder gerichteten Schaltschritt das Zahnritzel freigibt und nach beendetem Schaltschritt zum erneuten Festhalten der Wahlscheibe durch die Kraft der Feder am Zahnritzel eingreift.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Schrittschaltwerks ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im folgenden wird anhand der Zeichnung die Ausführung der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine im grösseren Massstab und im Schnitt dargestellte Ansicht eines Schrittschaltwerks im Ruhezustand und nach der Betätigung einer Drucktaste,
    • Fig. 2 eine isometrische Darstellung einer der beiden bezüglich der Schnittebene II spiegelsymmetrischen Hälften des Antriebs, in einer ersten Variante,
    • Fig. 3 eine im Schnitt gemäss der Linie III-III in Figur 1 dargestellte Draufsicht des Schaltwerks in teilweise zerlegtem Zustand,
    • Fig. 4 eine isometrische Darstellung eines Antriebs des Schaltwerks in einer zweiten Variante,
    • Fig. 5 ein als Seitenansicht dargestelltes Schaltwerk in der zweiten Variante,
    • Fig. 6 eine im grösseren Massstab und im Schnitt dargestellte Ansicht eines Schrittschaltwerks im Ruhezustand und nach der Betätigung einer Drucktaste gemäss einer dritten Variante,
    • Fig. 7 eine isometrische Darstellung einer der beiden bezüglich der Schnittebene IV spiegelsymmetrischen Hälften des Antriebs gemäss der dritten Variante.
  • Fig. 1 zeigt eine im Schnitt dargestellte Ansicht eines Drucktastenschalters 100, auf der man ein Gehäuse 60 erkennt, das aus einer Seitenwand 50, einer Stirnseite 41, einer oberen und einer unteren Wand 59, 59' und einer Rückwand 56 gebildet ist. In dem Gehäuse 60 ist ein im wesentlichen aus einem Antrieb 30, einer Wahlscheibe 79 mit daran befestigtem Zahnritzel 80 sowie einer Feder 70 bestehendes vorwärts- und rückwärtsschaltbares Schrittschaltwerk angeordnet.
  • In Fig. 2 ist isometrisch eine der beiden bezüglich der Schnittebene II spiegelsymmetrischen Hälften des Antriebs 30 dargestellt, welche im wesentlichen aus der Drucktaste 21, einem Stössel 14, einem Schaltelement 23 sowie einem Rastelement 40 besteht. Das Schaltelement 23 ist mit einem Steg 22 seitlich an dem Stössel 14 angeordnet und verläuft mit einem weiteren, stufenförmig abgesetzten Schaltarm 24 annähernd parallel zu dem Stössel 14.
  • Am Ende des Schaltarms 24 ist ein Schaltnocken 28 angeformt, der eine Frontfläche 27 sowie eine Innenfläche 25 aufweist. Die Frontfläche 27 und die Innenfläche 25 schliessen einen spitzen Winkel ein.
  • Um dem Schaltarm zusätzliche Steifigkeit zu geben, ist an beiden Enden des Stössels 14 ein winkelartiges Eckstück 19 bzw. 6 angeformt. Um eine möglichst grosse Wahlscheibe 79 einbauen zu können, sind die Eckstücke 19 und 6 vorzugsweise durch eine Ausnehmung 29 voneinander getrennt. Das Eckstück 19 besteht aus einer Stirnwand 18 mit einer Stirnfläche 20 sowie einer rechtwinklig dazu angeordneten Seitenwand 15. An der Stirnfläche 20 ist die Drucktaste 21 angeordnet. Die Seitenwand ist keilförmig ausgebildet und wird durch eine parallel zum Stössel 14 verlaufende Aussenfläche 16 und eine dazu leicht geneigte Innenfläche 17 begrenzt. Das Eckstück 6 weist ebenfalls eine parallel zum Stössel 14 verlaufende Innenseite 8 auf, an der eine zur Halterung der Feder 70 (Fig. 1) angebrachte Ausnehmung 7 sichtbar ist. Die Seitenwand 10 weist eine Aussenfläche 11 und eine Innenfläche 12 auf, die beide parallel zum Stössel 14 verlaufen. Eine zweite Innenfläche 13 ist leicht zur Aussenfläche 11 geneigt und gibt der Aussenwand 10 einen keilförmigen Abschluss.
  • Im Abstand zur Drucktaste 21 ist am Ende des Stössels 14 das V-förmige Rastelement 40, bestehend aus einem Rastbogen 34 und dem Rastnocken 37, angeformt. Der Rastbogen besteht aus einem im wesentlichen linearen Rastarm 38 und einem dazu spiegelsymmetrischen, hier nicht dargestellten Rastarm 38' sowie einem Mittelstück 33, auf dem der Rastnocken 37 angeformt ist. Der Winkel zwischen dem Rastarm 38 und dem Stössel 14 beträgt ca. 45°, der Winkel zwischen dem Rastarm 38 und dem spiegelsymmetrischen Rastarm 38' ca. 900. Der Rastnocken weist eine konvex gebogene Rastfläche 35 und eine konkav gebogene Innenfläche 36 auf, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Durch die schmale Bauweise des Rastbogens 34 ist das Rastelement 40 bezüglich der in der Pfeilrichtung 1 und 2 ausgeübten Kräfte biegbar, insbesondere ist aber die Ansatzstelle 39 sowie die hier nicht dargestellte Ansatzstelle 39' biegbar ausgebildet.
  • In Fig. 3 ist der Schalter im Schnitt gemäss der Linie III - III in Fig. 1 dargestellt und man erkennt das Gehäuse 60, welches auf der einen Seite durch die Seitenwand 50 geschlossen und auf der anderen gegenüberliegenden Seite offen ausgebildet ist. Weiter erkennt man den in das Gehäuse 60 eingesetzten Antrieb 30 sowie die Feder 70. Die offene Seite wird durch eine aus Gründen der vereinfachten Darstellung im Abstand zu der offenen Seite dargestellten Stromkreisplatte 44 sowie durch eine ebenfalls im Abstand zu dem Gehäuse 60 dargestellte Abschlussplatte 43 verschlossen, wozu das Gehäuse 60 an den Ecken jeweils mindestens einen Zapfen 46 aufweist, welcher druckknopfartig in eine entsprechend in der Abschlussplatte 43 vorgesehene Bohrung 42 einrastet. Die Ecken der Seitenwand 50 sind je mit einer Bohrung 48 versehen, in welche jeweils ein Zapfen 49 einer Abschlussplatte 47 einrastet.
  • In Fig. 4 ist isometrisch ein Antrieb gemäss einer zweiten Variante dargestellt, welcher sich lediglich in der Ausführungsform eines Rastelements 140 von der ersten Ausführungsform gemäss Fig. 2 unterscheidet. Das V-förmig ausgebildete Rastelement 140 besteht aus einem Rastbogen 134, an dem man zwei einen Winkel von ca. 900 einschliessende Rastarme 138 und 138' erkennt. Auf einer Oberseite 131 des Rastbogens ist ein Rastnocken 137 angeformt, der zwei einen stumpfen Winkel einschliessende Rastebenen 135 und 135' aufweist. Jeder Rastarm 138 beziehungsweise 138' schliesst mit der zur Drucktaste hin angelenkten Hälfte des Stössels 114 beziehungsweise 114' einen Winkel von ca. 135° ein.
  • In Fig. 5 ist ein Teilstück eines Drucktastenschalters 200 mit einem Antrieb 130 gemäss der in Fig. 4 dargestellten zweiten Variante dargestellt. Der Stössel 114 beziehungsweise 114' wird zusätzlich durch einen mit der Seitenwand 50 fest verbundenen Zapfen 61 beziehungsweise 61' geführt. Deutlich erkennbar ist, wie in der Ruhestellung die Rastflächen 135 und 135' durch die Kraftwirkung der Feder 70 gegen das Zahnritzel 80 drücken.
  • Die Wirkungsweise des Schrittschaltwerks in Verbindung mit dem Drucktastenschalter wird nachstehend beschrieben.
  • Wie aus den voran beschriebenen Figuren ersichtlich, besteht das in dem Gehäuse 60 eingesetzte vorwärts- und rückwärts Schaltwerk wahlweise aus dem Antrieb 30 gemäss Fig. 2 oder dem Antrieb 130 gemäss Fig. 4, sowie dem schematisch und nur im Umriss dargestellten Zeichenträger 79 mit dem Zahnritzel 80 (Fig. 1). Die Stirnseite 41 des Gehäuses 60 hat ein Fenster 45 zum Ablesen des Zeichenträgers 79 sowie zwei Oeffnungen 51, 51' zum Durchstecken und Führen der Drucktaste (21, 21') des entsprechenden Antriebs (30 beziehungsweise 130).
  • Durch Betätigung der Drucktaste 21' bewegt sich der auf der einen Seite an der Innenwand 59' und auf der anderen Seite durch den mit der Seitenwand fest verbundenen Zapfen 61' geführte Stössel 14' in Pfeilrichtung 1, während sich der Antrieb durch die Wirkung der Feder 70 am Nocken 55 abstützt (Fig. 1). Bei diesem Bewegungsablauf wird gleichzeitig das Rastelement 40 in Pfeilrichtung 1 verschoben, während das andere Betätigungselement keine Verschiebung erfährt. Damit verbunden ist eine Deformation des Antriebs, die im wesentlichen an den Ansatzstellen 39, 39' und 119, 119' erfolgt. Durch die Verschiebung des Stössels 14' verschiebt sich auch der Rastnocken 37 zwangsläufig in der Pfeilrichtung 1, wodurch er sich vom Zahnritzel 80 entfernt und dieses entsperrt wird. Durch weitere Betätigung der Drucktaste 21' in der Pfeilrichtung 1 gelangt die Frontfläche 27' des Schaltnockens 28' mit dem Zahnritzel 80 in Eingriff und bewirkt bei fortgesetzter Betätigung eine Drehung der Wahlscheibe 79 um einen ganzen Schaltvorgang.von 36°. Während der Betätigung wird eine Auslenkung des Schaltelements 23' durch die fest mit der Seitenwand 50 verbundenen Zapfen 54' und 53' verhindert. Der Schaltschritt in der Pfeilrichtung 1 wird durch einen Anschlag des Eckstücks 6' am Zapfen 46' beendet.
  • Beim Loslassen der Drucktaste 21' wird durch die Rückstellkraft der Feder 70 das Betätigungselement 30' in Pfeilrichtung 2 bewegt, wobei zuerst der Rastnocken 37 in eine Zahnlücke 78 greift und nach einer weiteren gleichsinnigen Bewegung die Innenseite 25' des Schaltnockens 23' durch das nun durch den Rastnocken 37 festgehaltene Zahnritzel 80 gegen den Stössel 14' hin auslenkt, was durch den biegbar ausgebildeten Steg 22' ermöglicht wird. Durch die Auslenkung des Schaltelements 23' kann die Feder 70 das Betätigungselement 30' weiter in der Pfeilrichtung 2 bewegen, bis der Schaltnocken 28' das Zahnritzel 80 übersprungen hat und sich wieder in die Ruhestellung. bewegt.
  • Bei jedem Schaltschritt bewegt sich das Zahnritzel 80 gegen die Rastfläche 35 des sich in der Pfeilrichtung 1 bewegenden Rastnockens 37. Der entstehende Druck wird bei der Betätigung als Druckpunkt empfungen.
  • Durch wiederholtes Betätigen der Drucktaste werden die jeweils notwendigen Schaltschritte ausgeführt, bis der Zeichenträger 79 die gewünschte, durch das Fenster 45 gut ablesbare Stellung erreicht hat.
  • Bei der Verwendung eines Antriebs 130 der zweiten Variante bewegt sich bei jedem Schaltschritt das Zahnritzel 80 etwa in der gleichen Richtung wie der Rastnocken 137. Da das Zahnritzel 80 nun keinen Druck auf den Rastnocken 137 ausübt, wird bei der Betätigung kein Druckpunkt empfunden.
  • Das Gehäuse mit den an der Innenseite der Seitenwand angeordneten Zapfen, Anschlägen usw. sowie der Antrieb sind vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff im wirtschaftlichen Spritzverfahren herstellbar, so dass eine rationelle Massenproduktion und somit auch geringe Herstellungskosten gesichert sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung gemäss einer dritten Variante anhand der Zeichnung erläutert.
  • Fig. 6 zeigt eine im Schnitt dargestellte Ansicht eines Drucktastenschalters 200, auf der man ein Gehäuse 260 erkennt, das aus einer Seitenwand 250, einer Stirnwand 241, einer oberen und einer unteren Wand 259, 259' und einer Rückwand 256 gebildet ist. In dem Gehäuse 260 ist ein im wesentlichen aus einem Antrieb 230, einer Wahlscheibe 279 mit daran befestigtem Zahnritzel 280 sowie einer Feder 270 bestehendes vorwärts- und rückwärtsschaltbares Schrittschaltwerk angeordnet.
  • In Fig. 7 ist isometrisch eine der beiden bezüglich der Schnittebene IV spiegelsymmetrischen Hälften des Antriebs 230 dargestellt, welche im wesentlichen aus der Drucktaste 221, einem Stössel 214, einem Schaltelement 223 sowie einem Rastelement 240 besteht. Das Schaltelement223 ist mit einem Steg 222 seitlich an dem Stössel 214 angeordnet und verläuft mit einem weiteren, stufenförmig abgesetzten Schaltarm 224 annähernd parallel zu dem Stössel 214.
  • Am Ende des Schaltarms 224 ist ein Schaltnocken 228 angeformt, der eine Frontfläche 227 sowie eine Innenfläche 225 aufweist. Die Frontfläche 227 und die Innenfläche 225 schliessen einen spitzen Winkel ein.
  • Um dem Schaltarm zusätzliche Steifigkeit zu geben, ist an beiden Enden des Stössels 214 ein winkelartiges Eckstück 219 beziehungsweise 206 angeformt. Um eine möglichst grosse Wahlscheibe 279 einbauen zu können, sind die Eckstücke 219 und 206 vorzugsweise durch eine Ausnehmung 229 voneinander getrennt. Das Eckstück 219 besteht aus einer Stirnwand 218 mit einer Stirnfläche 220 sowie einer rechtwinklig dazu angeordneten Seitenwand 215. An der Stirnfläche 220 ist die Drucktaste 221 angeordnet. Die Seitenwand ist keilförmig ausgebildet und wird durch eine parallel zum Stössel 214 verlaufende Aussenfläche 216 und eine dazu leicht geneigte Innenfläche 217 begrenzt. Das gewinkelte Eckstück 206 weist ebenfalls eine parallel zum Stössel 214 verlaufende Innenseite 208 auf, an der eine zur Halterung der Feder 270 (Fig. 6) angebrachte Ausnehmung 207 sichtbar ist. Die Seitenwand 210 weist eine Aussenfläche 211 und eine Innenfläche 212 auf, die beide etwa 300 zum Stössel 214 geneigt verlaufen. Eine zweite Aussenfläche 213 ist leicht zur Aussenfläche 211 geneigt und gibt der Aussenwand 210 einen keilförmigen Abschluss.
  • Im Abstand zur Drucktaste 221 ist etwa in der Mitte des Stössels 214 das hier nur zur Hälfte sichtbare U-förmige Rastelement 240 angeformt. Die bezüglich der Schnittebene IV spiegelsymmetrische Hälfte des Rastelements 240 besteht aus dem ebenfalls U-förmigen Rastbogen 235, der durch eine Grundplatte 238 verstärkt ist, und einem am Rastbogen 235 angeformten Rastnocken 237, der eine im wesentlichen senkrecht zur Schnittebene IV stehende Rastfläche 234 aufweist. Der im wesentlichen parallel zum Stössel verlaufende Rastarm 236 verbindet den Rastnocken 237 mit dem Stössel 214. Der Rastarm 236 weist in der Nähe des Stössels 214 eine elastische Ansatzstelle 239 (Fig. 6) auf.
  • Die Wirkungsweise des Schrittschaltwerks und des Drucktastenschalters gemäss der dritten Variante wird nachstehend beschrieben.
  • Wie aus den voran beschriebenen Figuren ersichtlich, besteht das in dem Gehäuse 260 eingesetzte vorwärts- und rückwärts Schaltwerk aus dem Antrieb 230 gemäss Fig. 7 und dem schematisch und nur im Umriss dargestellten Zeichenträger 279 mit dem um den Achsenzapfen 252 drehbar angeordneten Zahnritzel 280 (Fig. 6). Die Stirnseite 241 des Gehäuses 260 hat ein Fenster 245 zum Ablesen des Zeichenträgers 279 sowie zwei Oeffnungen 251, 251' zum Durchstecken und Führen der Drucktaste (221, 221') des Antriebs 230.
  • Durch Betätigung der Drucktaste 221 bewegt sich der auf der einen Seite an der Innenwand 259 und auf der anderen Seite durch den mit der Seitenwand 250 fest verbundenen Kulisse 261 geführte Stössel 214 in Pfeilrichtung 201, während sich der Antrieb durch die Wirkung der Feder 270 am Nocken 255 abstützt (Fig. 6). Bei diesem Bewegungsablauf wird gleichzeitig das Rastelement 240 in Pfeilrichtung verschoben, während der andere Stössel 214' im wesentlichen keine Verschiebung erfährt. Damit verbunden ist eine Deformation des Antriebs, die im wesentlichen an den Ansatzstellen 239 und 239' erfolgt. Durch die Verschiebung des Stössels 214 verschieben sich auch die Rastnocken 237 und 237' zwangsläufig in der'Pfeilrichtung 201, wodurch sie sich vom Zahnritzel 280 entfernen und dieses entsperrt wird. Durch weitere Betätigung der Drucktaste 221 in der Pfeilrichtung 201 gelangt die Frontfläche 227 des Schaltnockens 228 mit dem Zahnritzel 280 in Eingriff und bewirkt bei fortgesetzter Betätigung eine Drehung der Wahlscheibe 279 um einen ganzen Schaltvorgang von 36°. Während der Betätigung wird eine Auslenkung des Schaltelements 223 durch den fest mit der Seitenwand 250 verbundenen Zapfen 254 verhindert. Der Schaltschritt in der Pfeilrichtung 201 wird durch einen Anschlag des Eckstücks 206 am Zapfen 246 beendet.
  • Beim Loslassen der Drucktaste 221 wird durch die Rückstellkraft der Feder 270 das Betätigungselement 230 in Pfeilrichtung 202 bewegt, wobei zuerst der Rastnocken 237' in eine Zahnlücke 278 greift und nach einer weiteren gleichsinnigen Bewegung der zweite Rastnocken 237 in eine Zahnlücke greift. Das nun durch den Rastnocken 237' festgehaltene Zahnritzel 280 lenkt das sich weiter in der Pfeilrichtung bewegende Schaltelement 223 zum Stössel 214 aus, was durch den biegbar ausgebildeten Steg 222 ermöglicht wird. Durch die Auslenkung des Schaltelements 223 kann die Feder 270 das Betätigungselement 230 weiter in der Pfeilrichtung 202 bewegen, bis der Schaltnocken 228 das Zahnritzel 280 übersprungen hat und sich wieder in die Ruhestellung bewegt. In der Ruhestellung drücken die beiden Rastnocken 237, 237' mit ihren Rastflächen 236, 236' durch die Kraftwirkung der Feder 270 gegen das Zahnritzel 280, das dadurch in seiner Lage fixiert wird. Durch wiederholtes Betätigen der Drucktaste werden die jeweils notwendigen Schaltschritte ausgeführt, bis der Zeichenträger 279 die gewünschte, durch das Fenster 245 gut ablesbare Stellung erreicht hat.
  • Das Gehäuse mit den an der Innenseite der Seitenwand angeordneten Zapfen, Anschlägen usw. sowie der Antrieb sind vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff im wirtschaftlichen Spritzverfahren herstellbar, so dass eine rationelle Massenproduktion und somit auch geringe Herstellungskosten gesichert sind.
  • Zur Verdeutlichung des Druckpunktes bei jedem Schaltschritt ist an jedem Stössel 214 beziehungsweise 214' im Abstand zu den entsprechenden Drucktasten 221 beziehungsweise 221' je ein biegeelastischer Vorsatz 262 beziehungsweise 262' angeformt. An jedem Vorsatz ist auch ein zur Seitenwand 259 beziehungsweise 259' gerichteter keilförmiger Nocken 263 beziehungsweise 263' angeformt. Bei jedem Schaltschritt gleitet einer der beiden Nocken 264 beziehungsweise 264' über einen an der Gehäusewand 259 beziehungsweise 259' angeformten Nocken 264 beziehungsweise 264'. Die dadurch erzwungene Auslenkung des Vorsatzes 262 beziehungsweise 262' wird beim Schalter als Druckpunkt empfunden.

Claims (12)

1. Vorwärts- und rückwärtsschaltbares Schrittschaltwerk, beispielsweise für einen Mehrstufenschalter, welches in einem Gehäuse (60; 260) angeordnet ist und einen einstückigen Antrieb (30; 130; 230) mit zwei je einer Schaltrichtung zugeordneten Drucktasten (21, 21'; 221, 221'), zwei Schaltelementen (23, 23'; 223, 223'), zwei Stösseln (14, 14'; 214, 214') und einem Rastelement (40; 140; 240) aufweist, der durch eine lineare Arbeitsbewegung mit dem auf einer in der Gehäuse-Symmetrieebene liegenden Achse (52; 252) drehbar angeordneten Zahnritzel (80; 280) in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein biegbares Rastelement (40; 140; 240) vorgesehen ist, das die beiden Stössel (14, 14'; 114, 114'; 214, 214') brückenartig verbindet, so dass eine am Rastelement (40; 140; 240) bezüglich der Gehäuse-Symmetrieachse symmetrisch angeformte Rastnocken-Anordnung (37, 137; 237, 237') zum Festhalten der Wahlscheibe (79; 279) in der Ruhestellung am Zahnritzel (80; 280) eingreift, aber bei jedem gegen die Rückstellkraft einer an sich bekannten Feder (70; 270) gerichteten Schaltschritt das Zahnritzel (78; 278) freigibt und nach beendetem Schaltschritt zum erneuten Festhalten der Wahlscheibe (79; 279) durch die Kraft der Feder (70, 270) am Zahnritzel (80; 280) eingreift.
2. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des ganzen Schaltvorganges bei Betätigung des einen Stössels (14, 14'; 114, 114' ; 214, 214') der andere Stössel (14', 14; 114', 114; 214', 214) stillsteht.
3. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je ein an jedem Stössel (14, 14' ; 114, 114'; 214, 214') mit einem Steg (22, 22'; 222, 222') angeformtes Schaltelement (23, 23'; 223, 223') als auslenkbarer, im wesentlichen parallel zum Stössel verlaufender Schaltarm (24, 24'; 224, 224') ausgebildet ist.
4. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stege (22, 22'; 222, 222') federnd ausgebildet sind.
5. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (40) V-förmig ausgebildet ist und die Rastnocken-Anordnung aus einem an einem Mittelteil (33) des Rastelements (40) angeformten Rastnocken (37) besteht.
6. Schrittschaltwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass je einer von zwei Rastarmen (38, 38') des Rastelements (40) an je einer Ansatzstelle (39, 39') des zugeordneten Stössels (14, 14') im Abstand zur zugeordneten Drucktaste (21, 21') angeformt ist, und jeder Rastarm mit seinem angeformten Stössel einen Winkel von ca. 45° sowie beide Rastarme untereinander einen Winkel von ca. 90° einschliessen (Fig. 2).
7. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je einer von zwei Rastarmen (38, 38') des Rastelements (140) an einem Mittelteil (115, 115') des zugeordneten Stössels (14, 14') angeformt ist, und jeder Rastarm mit der zur Drucktaste hin angelenkten Hälfte des Stössels Winkel von ca. 135° einschliessen, sowie beide Rastarme untereinander einen Winkel von ca. 90° einschliessen (Fig. 4).
8. Schrittschaltwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (140) V-förmig ausgebildet ist und die Rastnocken-Anordnung aus einem an einem Mittelteil (115, 115') des Rastelements (140) angeformten Rastnocken (137) besteht (Fig. 4).
9. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein U-förmiges Rastelement (240) vorgesehen ist, das die beiden Stössel (214, 214') brückenartig verbindet, so dass zwei am Rastelement (240) bezüglich der Gehäuse-Symmetrieachse symmetrisch angeformte Rastnocken (237, 237') zum Festhalten der Wahlscheibe (279)- in der Ruhestellung am Zahnritzel (280) eingreifen, aber bei jedem gegen die Rückstellkraft einer an sich bekannten Feder (270) gerichteten Schaltschritt das Zahnritzel (280) freigeben und nach beendetem Schaltschritt zum erneuten Festhalten der Wahlscheibe (279) durch die Kraft der Feder (270) am Zahnritzel (280) eingreifen.
10. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wahlscheibe (79; 279) im Bereich des betätigten Stössels (14, 14'; 214, 214') in der Druckrichtung der betätigten Drucktaste (21, 21'; 221, 221') bewegt.
11. Schrittschaltwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (240) zwei biegeelastische Ansatzstellen (239, 239') aufweist.
12. Schrittschaltwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand zur Drucktaste (221 bzw. 221') am Ende des Stössels (214 bzw. 214') ein biegeelastischer Vorsatz mit einem keilförmigen Nocken (263 bzw. 263') angeformt ist, der bei einer Betätigung des Stössels (214 bzw. 214') über einen an der Seitenwand (259 bzw. 259') angeformten Nocken (264 bzw. 264') gleitet.
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