WO2007062801A1 - Drehsteller für elektrische oder elektronische geräte in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Drehsteller für elektrische oder elektronische geräte in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2007062801A1
WO2007062801A1 PCT/EP2006/011395 EP2006011395W WO2007062801A1 WO 2007062801 A1 WO2007062801 A1 WO 2007062801A1 EP 2006011395 W EP2006011395 W EP 2006011395W WO 2007062801 A1 WO2007062801 A1 WO 2007062801A1
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Harald Donner
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Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a turntable, in particular for electrical or electronic devices in a motor vehicle, with a base body and with respect to the main body rotatable adjusting ring and controllable by means of an actuator locking device, which in a position of the actuator, the rotational mobility of the adjusting ring relative to the main body Restricts by selectively in the trajectory of at least one dextrorotatory or anti-clockwise locking locking ring can be retracted.
  • Such a turntable serves as an adjusting device in a, preferably menu-guided operating device. If a manipulated variable is selected in a menu selection, the value currently assigned to the manipulated variable can be changed by the rotary actuator. Furthermore, the turntable can also be provided for selecting a discrete value from a value table, for example for selecting a travel destination from the city list of a navigation system. For a comfortable influencing of a control variable, it is particularly important for the operator to know when he has reached the beginning or the end of the control range associated with the respective control value or the beginning or the end of the value table, d. H. when further actuation of the turntable will cause no further change of the selection value.
  • a haptic signaling takes place directly on the turntable for this purpose. If the turntable is at the end of a setting range, further movement towards the setting range limit is blocked, while movement away from the setting range limit remains possible.
  • the blocking of the Turntable can be done by means of an electromechanically driven lock.
  • Such a turntable is described in the non-prepublished German patent application DE 10 2005 001 560.
  • the actuator is designed here as a lifting armature magnet and the locking device as a actuated by the lifting armature pawl that blocks further actuation of the turntable in the instantaneous direction when reaching the end of a predetermined adjustment range.
  • the user of the turntable so virtual end stops are given. Since the first two directions of rotation of the turntable are blocked by a locking of the pawl in the locking recordings, it is essential that a reversal of the direction of rotation can be detected quickly, so that an adjustment away from the virtual end stop is possible.
  • a relatively high-resolution direction of rotation sensor is required.
  • a forked light barrier with a row of teeth arranged along the circumferential direction of an adjusting ring is proposed for this purpose. Due to the required high resolution, such a direction of rotation sensor is relatively expensive.
  • DE 198 24 149 A1 Another turntable for electrical or electronic devices is known from DE 198 24 149 A1.
  • the locking device has at least one controllable pawl arrangement which cooperates with locking means arranged circumferentially along the circumference of the adjusting ring in order to simulate end stops.
  • DE 198 24 149 A1 is not solved the problem of how a controllable pawl arrangement can be advantageously carried out structurally and in particular in a turntable, which should have a particularly small-sized collar and therefore only little space for a provides controllable pawl arrangement.
  • An incremental rotary encoder is known from EP 1 484 661 A1, in which an actuator can drive a bolt against the teeth on the annular surface of a toothed ring via a lever, wherein the teeth can have either a right-hand pitch or a left-hand pitch.
  • the bolt can thus block exactly one direction of rotation. If either one or the other of the two directions of rotation to be locked, so two locking devices are required, each having its own actuator. This creates a relatively high cost. Also, the space required for the locking device, which is arranged below the toothed ring, relatively large.
  • Locking device has at least one electromechanically driven, slide-guided locking pin, which cooperates with a locking toothing on the inside of the locking ring.
  • the turntable invention is characterized by a particularly simple and inexpensive construction. In particular, no high-resolution rotary sensors are needed. It is advantageous that the components of the turntable, as the embodiment shown in the drawing below, are very compactly assembled together, whereby the turntable is verygruicid executable. This will be special achieved in that the locking teeth of the at least one locking ring on the inside, that is mounted on the inner peripheral surface of the locking ring. In this way, the locking device can be arranged within the locking ring, which allows a particularly compact structure. In a particularly advantageous embodiment, only one actuator is required for the optional blocking of one of the two directions of rotation.
  • reaction time of the actuator may be much greater than in the rotary plate described in DE 10 2005 001 560.
  • a relatively fast response of the actuator is also required only when reaching one of the virtual end stops.
  • the actuating speed of the actuator when leaving the limit stops in the allowed direction of rotation is uncritical and may be very low.
  • Figure 1 the actuating mechanism of a turntable
  • Figure 2 shows a locking device within a collar
  • Figure 3 the locking device with released locking rings
  • Figure 4 the locking device in a first
  • FIG. 5 the locking device in a second locking position
  • Figure 6 shows a particularly advantageous embodiment of a locking bolt and a locking ring.
  • FIG. 1 shows the actuating mechanism of a turntable according to the invention.
  • This consists of an electric motor (2), which does not work on one is shown fixed support body is arranged and rotatably mounted thereon a base body (1), in particular a latching device (3) and a locking device (4) is formed.
  • a collar which is connected to a locking ring and a plurality of locking rings, and which surrounds the arrangement shown in the assembled state of locking device and locking device.
  • the locking device consists of two spring-loaded locking pins (7), which are arranged within a guide of the base body (1).
  • a conical end portion of a locking bolt (7) can be seen in the figure 1.
  • two mutually movable slides (10a, 10b) are arranged on the base body (1), each bearing at their end portions a spring-loaded locking pin (9a, 9b).
  • the drive for the two slides (10a, 10b) is the electric motor (2).
  • detent pins (7a, 7b) and locking pin (9a .. d) within an adjusting ring (5) is illustrated in FIG.
  • the adjusting ring (5) integrally forms a locking ring (6) and two locking rings (8a, 8b), which are arranged one above the other, and each of which has an integrally formed toothing (15, 16a, 16b) along its inner circumference.
  • the latching pins (7a, 7b) loaded with springs (11a, 11b) cooperate with the latching ring (6) in which conical end sections of the latching pins (7a, 7b) engage in the latching toothing (15) formed in the latching ring (6) ,
  • the latching toothing (15) has symmetrically designed latching surfaces, that is, the individual latching receptacles of the latching toothing (15) have approximately the shape of an open isosceles triangle, wherein the "tips" of these triangles are preferably rounded.
  • the two locking pins (7a, 7b) engage in each other on the inner circumference of the locking ring (6) opposite locking receptacles.
  • the spring-loaded locking pins (9a, 9b) mounted in the two slides (10a, 10b) cooperate with the first and the second locking ring (8a, 8b).
  • a first locking pin (9a, 9d) of each slider (10a, 10b) cooperates with the first locking ring (8a) and a second locking pin (9b, 9c) of each slider (10a, 10b) with the second locking ring (8b)
  • the slides (10a, 10b) with the locking pins (9a..d) have the function, depending on the positioning relative to the locking rings (8a, 8b), either to allow undisturbed rotation of the adjusting ring (5) in both directions, or to allow only the rotation of the adjusting ring (5) in each case a direction of rotation while blocking an operation in the opposite direction of rotation.
  • the position information given below (top, bottom, clockwise, counterclockwise, etc.) refers exclusively to the illustration in FIGS. 3 to 5.
  • the inner sides of the two locking rings (8a, 8b) each have sawtooth-shaped locking teeth (16a, 16b), wherein the sawtooth edges in the two locking rings (8a, 8b) are aligned in opposite directions.
  • Each slide (10a, 10b) has two spring - loaded locking pins (9a .. d) whose end sections have bevelled end faces (17a..d) which are in register with the locking teeth (16a, 16b) of the respective locking pins (9a, 9d or 9b, 9c) cooperating locking rings (8a, 8b) are formed.
  • Each slide (10a, 10b) also has in one piece an integrally formed toothed rack section (13a, 13b) whose toothing is in engagement with a toothed wheel (14) which is driven by an actuator, in particular by the electric motor (2) shown in FIG. , is drivable.
  • the two slides (10a, 10b) are thus movable in opposite directions.
  • FIG. 3 shows the two slides (10a, 10b) in their neutral position.
  • both slides (10a, 10b) are arranged opposite one another along their entire axial extent and are arranged exactly in the middle between the locking rings (8a, 8b).
  • the slide (10a, 10b) engages none of the locking pin (9a..d) in one of the locking teeth (16a, 16b), thereby ensuring an undisturbed rotation of the locking rings (8a, 8b) adjusting ring (5) is.
  • FIG. 4 shows the two slides (10a, 10b) in a first actuated position.
  • the two slides (10a, 10b) by about a quarter turn of the gear (14) shifted against each other.
  • a locking pin (9b, 9c) engages with the locking toothing (16b) of the upper locking ring (8b).
  • the locking teeth (16b) of the upper locking ring (8b) forms sawtooth-shaped locking recordings, in which along the inner circumference of the locking ring (8b) follows the steep edge of the sawtooth clockwise to the associated inclined rising edge.
  • the abutting on side surfaces of the locking pins (9b, 9c) steep flanks of the sawtooth contour therefore block a rotation of the adjusting ring (5) in the counterclockwise direction.
  • FIG. 5 A rotation of the adjusting ring (5) in a clockwise direction is still possible, as Figure 5 illustrates.
  • a clockwise rotation of the adjusting ring (5) slide the tapered end faces (17b, 17c) of the locking pin (9b, 9c) along the oblique edges of the sawtooth contour, wherein the locking pin (9b, 9c) against the spring force of the inside of the slide (10a, 10b) arranged springs (12b, 12c) are moved.
  • the adjusting ring (5) engage the locking pin (9b, 9c) in the adjacent recesses of the sawtooth contour.
  • the springs (12b, 12c) are dimensioned just strong enough that they just after a displacement of a locking pin (9a..d) by sliding along an oblique sawtooth, the locking pin (9a..d) just against again move the ratchet teeth (16b).
  • FIG. 1 A particularly advantageous embodiment variant of a locking bolt (9) and a locking ring (8) is shown in FIG.
  • the locking pin (9) has here on a side surface on a tapered portion (20) which comes to a precisely parallel aligned, blocking acting edge (21) of the sawtooth contour of the locking ring (8) for conditioning.
  • the blocking-acting flanks (21) are thus aligned more flatly here than the blocking-acting steep flanks (18b, 18c) in the embodiment shown in FIGS. 2 to 5.
  • the beveled area (20) resting against the sawtooth contour of the locking ring (8) has a blocking effect when the adjusting ring is actuated clockwise at normal actuating forces; at very high actuation forces of the tapered portion (20), however, on the otherwise blocking acting edge (21) slide off, wherein the locking pin (9) moves analogously to the movement in the released actuating direction against the force of the associated spring (11).
  • an overspeed protection is provided in a simple manner, which protects the actuating mechanism of the turntable in a locked operation in a locked direction against destruction.
  • the proposed turntable is characterized by a particularly simple, inexpensive and compact design, especially since no particularly high demands are placed on the reaction speed of the actuator and in particular no special rotary sensors for a quick release of the turntable in a "permitted" rotation, away from an end stop needed.

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Abstract

Beschrieben wird ein Drehsteller, insbesondere für elektrische oder elektronische Geräte in einem Kraftfahrzeug, mit einem Grundkörper und mit einem gegenüber dem Grundkörper drehbeweglichen Stellring und mit einer mittels eines Aktuators steuerbaren Verriegelungsvorrichtung, welche in einer Stellung des Aktuators die Drehbeweglichkeit des Stellrings gegenüber dem Grundkörper einschränkt, indem sie selektiv in die Bewegungsbahn mindestens eines rechtsdrehend oder linksdrehend sperrend wirkenden Sperrringes eingefahren werden kann, wobei die Verriegelungsvorrichtung mindestens einen elektromechanisch angetriebenen, schiebergeführten Sperrbolzen (9a, 9b) aufweist, der mit einer Sperrverzahnung an der Innenseite des Sperrringes zusammenwirkt .

Description

Drehsteller für elektrische oder elektronische Geräte in einem
Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehsteller, insbesondere für elektrische oder elektronische Geräte in einem Kraftfahrzeug, mit einem Grundkörper und mit einem gegenüber dem Grundkörper drehbeweglichen Stellring und mit einer mittels eines Aktuators steuerbaren Verriegelungsvorrichtung, welche in einer Stellung des Aktuators die Drehbeweglichkeit des Stellrings gegenüber dem Grundkörper einschränkt, indem sie selektiv in die Bewegungsbahn mindestens eines rechtsdrehend oder linksdrehend sperrend wirkenden Sperrringes eingefahren werden kann.
Ein solcher Drehsteller dient als Stelleinrichtung bei einer, vorzugsweise menügeführten Bedienvorrichtung. Wird in einer Menüauswahl eine Stellgröße ausgewählt, so kann der der Stellgröße momentan zugewiesene Wert durch den Drehsteller geändert werden. Weiterhin kann der Drehsteller auch zur Auswahl eines diskreten Wertes aus einer Wertetabelle vorgesehen sein, beispielsweise zur Auswahl eines Reiseziels aus der Städteliste eines Navigationssystems. Für eine komfortable Beeinflussung einer Stellgröße ist es für den Bediener insbesondere wichtig zu wissen, wann er den Anfang oder das Ende des zur jeweiligen Stellgröße gehörenden Stellbereichs oder den Anfang oder das Ende der Wertetabelle erreicht hat, d. h. wann eine weitere Betätigung des Drehstellers keine weitere Änderung des Auswahlwertes bewirken wird.
Um den Fahrer eines Kraftfahrzeug nicht unnötig, beispielsweise durch eine optische Signalisierung des Erreichens eines Stellbereichendes abzulenken, erfolgt hierzu eine haptische Signalisierung direkt am Drehsteller. Befindet sich der Drehsteller am Ende eines Stellbereichs, so wird eine weitere Bewegung in Richtung auf die Stellbereichsgrenze hin blockiert, während eine Bewegung von der Stellbereichsgrenze weg weiterhin möglich bleibt. Die Blockierung des Drehstellers kann mittels einer elektromechanisch angetriebenen Sperre erfolgen.
Ein derartiger Drehsteller ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 001 560 beschrieben. Der Aktuator ist hier als Hubankermagnet und die Verriegelungsvorrichtung als eine durch den Hubankermagneten betätigte Sperrklinke ausgebildet, die beim Erreichen des Ende eines vorgegebenen Stellbereichs eine weitere Betätigung des Drehsteller in die momentane Drehrichtung blockiert. Dem Benutzer des Drehstellers werden so virtuelle Endanschläge vorgegeben. Da durch ein Einrasten der Sperrklinke in die Sperraufnahmen zunächst beide Drehrichtungen des Drehstellers blockiert sind, ist es wesentlich, daß eine Umkehrung der Drehrichtung schnell erkannt werden kann, damit eine Verstellung weg von dem virtuellen Endanschlag möglich ist. Um eine schnell erfolgende Drehrichtungsumkehr innerhalb des durch die Breite der Sperraufnahme vorgegebenen Stellbereichs zu erkennen, ist eine relativ hochauflösender Drehrichtungssensorik erforderlich. In der DE 10 2005 001 560 wird hierzu eine Gabellichtschranke mit einer entlang der Umfangsrichtung eines Stellrings angeordneten Zahnreihe vorgeschlagen. Aufgrund des erforderlichen hohen Auflösungsvermögens ist eine derartige Drehrichtungssensorik relativ aufwendig.
Ein weiterer Drehsteller für elektrische oder elektronische Geräte ist aus der DE 198 24 149 A1 bekannt. In dieser Schrift wird vorgeschlagen, daß die Verriegelungsvorrichtung mindestens eine steuerbare Klinkenanordnung aufweist, die mit entlang des Umfangs des Stellrings umlaufend angeordneten Rastmitteln zusammenwirkt, um Endanschläge zu simulieren. In der DE 198 24 149 A1 nicht gelöst ist das Problem, wie eine steuerbare Klinkenanordnung auf vorteilhafte Weise konstruktiv ausgeführt werden kann und zwar insbesondere bei einem Drehsteller, der einen besonders kleinbauenden Stellring aufweisen soll und daher nur wenig Bauraum für eine steuerbare Klinkenanordnung zur Verfügung stellt.
Aus der EP 1 484 661 A1 ist ein Inkrementaldrehgeber bekannt, bei dem ein Aktuator über einen Hebel einen Riegel gegen die Zähne auf der Kreisringfläche eines Zahnringes fahren kann, wobei die Zähne entweder eine Rechtssteigung oder eine Linkssteigung aufweisen können. Der Riegel kann somit genau eine Drehrichtung blockieren. Soll wahlweise die eine oder die andere der beiden Drehrichtungen verriegelbar sein, so werden zwei Verriegelungsvorrichtungen benötigt, die jeweils einen eigenen Aktuator aufweisen. Hierdurch entsteht ein relativ hoher Kostenaufwand. Auch ist der Platzbedarf für die Verriegelungsvorrichtung, die unterhalb des Zahnrings angeordnet ist, relativ groß.
Es stellte sich die Aufgabe, einen Drehsteller zu schaffen, der eine richtungsselektive Drehsperre aufweist, die in einer vorgebbaren Sperrrichtung wirksam blockiert und ein ungehindertes Drehen eines Betätigungselementes in die Nichtsperrrichtung ermöglicht und der besonders einfach, kostengünstig und kleinbauend ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Verriegelungsvorrichtung mindestens einen elektromechanisch angetriebenen, schiebergeführten Sperrbolzen aufweist, der mit einer Sperrverzahnung an der Innenseite des Sperrringes zusammenwirkt.
Der erfindungsgemäße Drehsteller zeichnet sich durch einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau aus. Insbesondere werden keine hochauflösenden Drehsensoren benötigt. Vorteilhaft ist, daß sich die Komponenten des Drehstellers, wie das nachfolgend in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, sehr kompakt zusammenfügbar sind, wodurch der Drehsteller sehr kleinbauend ausführbar ist. Dies wird besonders dadurch erreicht, dass die Sperrverzahnung des mindestens einen Sperrrings an der Innenseite, also an der inneren Umfangsfläche des Sperrrings angebracht ist. Hierdurch kann die Verriegelungsvorrichtung innerhalb des Sperrrings angeordnet sein, was einen besonders kompakten Aufbau ermöglicht. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird für die wahlweise Sperrung jeweils einer der beiden Drehrichtungen nur ein einziger Aktuator benötigt.
Vorteilhaft ist zudem, daß die Reaktionszeit des Aktuators sehr viel größer sein darf als bei dem in der DE 10 2005 001 560 beschriebenen Drehsteller. Ein relativ schnelles Ansprechen des Aktuators ist zudem nur beim Erreichen eines der virtuellen Endanschläge erforderlich. Die Stellgeschwindigkeit des Aktuator bei Verlassen der Endanschläge in der erlaubten Drehrichtung ist dagegen unkritisch und darf sehr gering sein.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehstellers anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 die Betätigungsmechanik eines Drehstellers, Figur 2 eine Verriegelungsvorrichtung innerhalb eines Stellrings, Figur 3 die Verriegelungsvorrichtung mit freigegebenen Sperrringen, Figur 4 die Verriegelungsvorrichtung in einer ersten
Verriegelungsposition,
Figur 5 die Verriegelungsvorrichtung in einer zweiten Verriegelungsposition,
Figur 6 eine besonders vorteilhafte Ausführung eines Sperrbolzens und eines Sperrrings.
Die Figur 1 zeigt die Betätigungsmechanik eines erfindungsgemäßen Drehstellers. Diese besteht aus einem Elektromotor (2), der an einem nicht dargestellten feststehenden Tragekörper angeordnet ist und einem darauf drehfest angebrachten Grundkörper (1 ), der insbesondere eine Rastvorrichtung (3) und eine Verriegelungsvorrichtung (4) ausbildet. In der Figur 1 nicht dargestellt ist ein Stellring, der mit einem Rastring und mehreren Sperrringen verbunden ist, und der im montierten Zustand die dargestellte Anordnung aus Rastvorrichtung und Verriegelungsvorrichtung umschließt.
Die Rastvorrichtung besteht aus zwei federbelasteten Rastbolzen (7), die innerhalb einer Führung des Grundkörpers (1 ) angeordnet sind. Ein kegelförmiger Endabschnitt eines Rastbolzens (7) ist in der Figur 1 erkennbar. Des weiteren sind an dem Grundkörper (1 ) zwei gegeneinander bewegliche Schieber (10a, 10b) angeordnet, die jeweils an ihren Endabschnitten einen federbelasteten Sperrbolzen (9a, 9b) lagern. Als Antrieb für die beiden Schieber (10a, 10b) dient der Elektromotor (2).
Die Anordnung von Rastbolzen (7a, 7b) und Sperrbolzen (9a.. d) innerhalb eines Stellrings (5) ist in der Figur 2 verdeutlicht. Der Stellring (5) bildet einstückig einen Rastring (6) und zwei Sperrringe (8a, 8b) aus, die übereinanderliegend angeordnet sind, und von denen jeder entlang seines inneren Umfangs eine angeformte Verzahnung (15, 16a, 16b) aufweist.
Die mit Federn (11a, 11 b) belasteten Rastbolzen (7a, 7b) wirken mit dem Rastring (6) zusammen, in dem kegelförmige Endabschnitte der Rastbolzen (7a, 7b) in die in den Rastring (6) eingeformte Rastverzahnung (15) eingreifen. Die Rastverzahnung (15) weist symmetrisch ausgebildete Rastflächen aus, das heißt, die einzelnen Rastaufnahmen der Rastverzahnung (15) haben etwa die Form eines offenen gleichschenkligen Dreiecks, wobei die „Spitzen" dieser Dreiecke vorzugsweise abgerundet ausgebildet sind. Wie die Figur 2 weiter zeigt, rasten die beiden Rastbolzen (7a, 7b) in einander am inneren Umfang des Rastrings (6) gegenüberliegende Rastaufnahmen ein. Bei einer Drehung des Stellrings (5) und einer damit verbundenen Drehung des Rastrings (6), werden die Federn der Rastbolzen (7a, 7b) zusammengepreßt, bis die Rastbolzen (7a, 7b) in benachbart angeordneten Rastaufnahmen übergleiten. Durch die bezüglich der beiden Drehrichtungen symmetrische Ausgestaltung der Rastverzahnung (15), ergibt sich für beide Drehrichtungen eine gleichartige Betätigungshaptik.
Die in den beiden Schiebern (10a, 10b) gelagerten federbelasteten Sperrbolzen (9a, 9b) wirken mit dem ersten und dem zweiten Sperrring (8a, 8b) zusammen. Dabei wirkt jeweils ein erster Sperrbolzen (9a, 9d) jedes Schiebers (10a, 10b) mit dem ersten Sperrring (8a) und jeweils ein zweiter Sperrbolzen (9b, 9c) jedes Schiebers (10a, 10b) mit dem zweiten Sperrring (8b) zusammen. Die Schieber (10a, 10b) mit den Sperrbolzen (9a..d) haben die Funktion, je nach Positionierung relativ zu den Sperrringen (8a, 8b), entweder eine ungestörte Drehung des Stellrings (5) in beide Drehrichtungen zu ermöglichen, oder aber, nur die Drehung des Stellrings (5) in jeweils eine Drehrichtung zuzulassen und dabei eine Betätigung in die entgegengesetzte Drehrichtung zu blockieren.
Die genaue Funktionsweise der auf die Sperrringe (8a, 8b) wirkenden Schieber (10a, 10b) und Sperrbolzen (9a..d) soll im folgenden anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert werden. Diese Figuren zeigen, umgekehrt zur Darstellung der Figur 2, eine Ansicht von unten auf die Anordnung von
Schiebern (10a, 10b) und Sperrringen (8a, 8b), wobei hier auf eine Darstellung der Ebene aus Rastring und Rastbolzen verzichtet wurde. Die im folgenden genannten Positionsangaben (oben, unten, Uhrzeigersinn, Gegenuhrzeigersinn usw.) beziehen sich ausschließlich auf die Darstellung in den Figuren 3 bis 5. Wie die Figur 3 zeigt, weisen die Innenseiten der beiden Sperrringe (8a, 8b) jeweils eine sägezahnförmige Sperrverzahnung (16a, 16b) auf, wobei die Sägezahnflanken in den beiden Sperrringen (8a, 8b) zueinander gegenläufig ausgerichtet sind.
Jeder Schieber (10a, 1Ob) besitzt zwei federbelastete Sperrbolzen (9a.. d), deren Endabschnitte abgeschrägte Stirnflächen (17a..d) aufweisen, die paßgenau zu den Sperrverzahnungen (16a, 16b) der mit den jeweiligen Sperrbolzen (9a, 9d bzw. 9b, 9c) zusammenwirkenden Sperrringe (8a, 8b) ausgebildet sind.
Jeder Schieber (10a, 10b) weist einstückig zudem einen angeformten Zahnstangenabschnitt (13a, 13b) auf, dessen Zahnung im Eingriff mit einem Zahnrad (14) steht, das durch einen Aktuator, hier speziell durch den in der Figur 1 dargestellten Elektromotor (2), antreibbar ist. Die beiden Schieber (10a, 10b) sind dadurch gegenläufig gegeneinander verfahrbar.
Die Figur 3 zeigt die beiden Schieber (10a, 10b) in ihrer Neutralstellung. Hierbei sind beide Schieber (10a, 10b) entlang ihrer gesamten axialen Erstreckung einander gegenüberstehend angeordnet und genau mittig zwischen den Sperrringen (8a, 8b) angeordnet. In dieser Stellung der Schieber (10a, 10b) greift keiner der Sperrbolzen (9a..d) in eine der Sperrverzahnungen (16a, 16b) ein, wodurch eine ungestörte Drehung des mit den Sperrringen (8a, 8b) verbundenen Stellrings (5) gewährleistet ist.
Figur 4 zeigt die beiden Schieber (10a, 10b) in einer ersten betätigten Stellung. Ausgehend von der in der Figur 3 gezeigten Neutralstellung, sind die beiden Schieber (10a, 10b) durch etwa eine Vierteldrehung des Zahnrads (14) gegeneinander verschoben. Hierdurch gelangt jeweils ein Sperrbolzen (9b, 9c) in Eingriff mit der Sperrverzahnung (16b) des oberen Sperrrings (8b).
Die Sperrverzahnung (16b) des oberen Sperrrings (8b) bildet sägezahnförmige Sperraufnahmen aus, bei denen entlang des inneren Umfangs des Sperrrings (8b) die steile Flanke des Sägezahns im Uhrzeigersinn auf die zugehörige schräg ansteigende Flanke folgt. Die an Seitenflächen der Sperrbolzen (9b, 9c) anliegenden steilen Flanken der Sägezahnkontur blockieren daher eine Drehung des Stellrings (5) im Gegenuhrzeigersinn.
Eine Drehung des Stellrings (5) im Uhrzeigersinn ist weiterhin möglich, wie die Figur 5 verdeutlicht. Bei einer Rechtsdrehung des Stellrings (5) gleiten die abgeschrägten Stirnflächen (17b, 17c) der Sperrbolzen (9b, 9c) entlang der schrägen Flanken der Sägezahnkontur, wobei die Sperrbolzen (9b, 9c) entgegen der Federkraft der im Inneren der Schieber (10a, 10b) angeordneten Federn (12b, 12c) verschoben werden. Beim Weiterdrehen des Stellrings (5) rasten die Sperrbolzen (9b, 9c) in die benachbarten Ausnehmungen der Sägezahnkontur ein. Da in dieser Stellung der Drehsteller im allgemeinen bereits den zu einem Endanschlag gehörenden Wert hinter sich gelassen hat, kann der Aktuator in dieser Stellung die Schieber (10a, 10b) bereits in die Neutralstellung, die in der Figur 3 dargestellt ist, zurückfahren. Dieses Zurückfahren ist allerdings nicht zeitkritisch, da eine Bewegung des Drehstellers in einer „erlaubten" Richtung, also von einem Endanschlag weg, jederzeit möglich ist.
Da das Rastgefühl des Drehstellers durch die in die Rastverzahnung (15) des Rastrings (6) eingreifenden Rastbolzens (7a, 7b) erzeugt wird, ist die Erzeugung einer zusätzlichen Rastwirkung durch die Sperrbolzen (9a..d) und die Sperrverzahnung (16a, 16b) im allgemeinen nicht vorgesehen. Daher ist es vorteilhaft, wenn die die Sperrbolzen (9a.. d) belastenden Federn (12b, 12c) relativ schwach ausgebildet sind, um eine Drehung in eine „erlaubte" Drehrichtung möglichst wenig zu beeinflussen.
Ausreichend ist es, wenn die Federn (12b, 12c) gerade stark genug dimensioniert sind, daß sie nach einer Verschiebung eines Sperrbolzen (9a..d) durch Gleiten entlang einer schrägen Sägezahnflanke, die Sperrbolzen (9a..d) gerade sicher wieder gegen die Sperrverzahnung (16b) bewegen.
Die Sperrung einer Drehung des Stellrings (5) im Uhrzeigersinn, bei erlaubter Drehmöglichkeit im Gegenuhrzeigersinn, wird entsprechend durch ein Zusammenwirken des zweiten Paares von Sperrbolzen (9a, 9d) mit der unteren Sperrverzahnung (16a) erzielt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsvariante eines Sperrbolzens (9) und eines Sperrrings (8) ist in der Figur 6 dargestellt. Der Sperrbolzen (9) weist hier an einer Seitenfläche einen abgeschrägten Bereich (20) auf, der an einer genau parallel dazu ausgerichteten, sperrend wirkenden Flanke (21 ) der Sägezahnkontur des Sperrrings (8) zur Anlage kommt. Die sperrend wirkenden Flanken (21 ) sind hier somit flacher ausgerichtet als die sperrend wirkenden steilen Flanken (18b, 18c) in dem Ausführungsbeispiel, das in den Figuren 2 bis 5 dargestellt ist.
Der an der Sägezahnkontur des Sperrrings (8) anliegende abgeschrägte Bereich (20) wirkt bei einer Betätigung des Stellrings im Uhrzeigersinn bei normalen Betätigungskräften sperrend; bei sehr hohen Betätigungskräften vermag der abgeschrägte Bereich (20) allerdings auf der ansonsten sperrend wirkenden Flanke (21 ) abzugleiten, wobei sich der Sperrbolzen (9) analog zur Bewegung in der freigegebenen Betätigungsrichtung gegen die Kraft der zugehörigen Feder (11) verschiebt. Hierdurch wird auf einfache Weise ein Überdrehschutz geschaffen, der die Betätigungsmechanik des Drehsteller bei einer gewaltsamen Betätigung in einer gesperrten Richtung vor einer Zerstörung schützt.
Der vorgeschlagene Drehsteller zeichnet sich durch einen besonders einfachen, kostengünstigen und kompakten Aufbau aus, insbesondere da keine besonders hohen Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeit des Aktuators gestellt werden und insbesondere auch keine speziellen Drehsensoren für eine schnelle Freigabe des Drehstellers bei einer „erlaubten" Drehung, weg von einem Endanschlag benötigt werden.
Bezugszeichen
1 Grundkörper
2 Elektromotor 3 Rastvorrichtung
4 Verriegelungsvorrichtung
5 Stellring
6 Rastring
7, 7a, 7b Rastbolzen 8, 8a, 8b Sperrringe
9, 9a..d Sperrbolzen
10a, 10b Schieber
11 , 11a, 11 b Federn (an den Rastbolzen)
12b, 12c Federn (an den Sperrbolzen) 13a, 13b Zahnstangenabschnitte
14 Zahnrad
15 Rastverzahnung
16a, 16b Sperrverzahnung
17a..d abgeschrägte Stirnflächen 18b, 18c steile Flanke
19b, 19c schräge Flanke
20 abgeschrägter Bereich
21 sperrend wirkende Flanke

Claims

Patentansprüche
1. Drehsteller, insbesondere für elektrische oder elektronische Geräte in einem Kraftfahrzeug, mit einem Grundkörper und mit einem gegenüber dem Grundkörper drehbeweglichen Stellring und mit einer mittels eines Aktuators steuerbaren Verriegelungsvorrichtung, welche in einer Stellung des Aktuators die Drehbeweglichkeit des Stellrings gegenüber dem Grundkörper einschränkt, indem sie selektiv in die Bewegungsbahn mindestens eines rechtsdrehend oder linksdrehend sperrend wirkenden Sperrringes eingefahren werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verriegelungsvorrichtung (4) mindestens einen elektromechanisch angetriebenen, schiebergeführten Sperrbolzen (9, 9a..d) aufweist, der mit einer Sperrverzahnung (16a, 16b) an der Innenseite des Sperrringes (8, 8a, 8b) zusammenwirkt.
2. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei, vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildete, Sperrringe (8a, 8b) vorgesehen sind, von denen einer rechtsdrehend und der andere linksdrehend sperrend wirkt.
3. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Rastring (6) vorgesehen ist, welcher entlang seines inneren Umfangs eine Rastverzahnung (15) aufweist, in die mindestens ein federbelasteter Rastbolzen (7a, 7b) eingreift.
4. Drehsteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastring (6) und mindestens ein Sperrring (8a, 8b) einstückig miteinander einen Stellring (5) ausbilden.
5. Drehsteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastring (6) und mindestens ein Sperrring (8a, 8b) Teil eines Stellringes (5) sind oder mit einem Stellring verbunden sind.
6. Drehsteller nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (5) Teil eines Drehknopfes ist.
7. Drehsteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastring (6) eine bezüglich der Drehrichtungen symmetrische Rastverzahnung (15) ausbildet.
8. Drehsteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrringe (8, 8a, 8b) jeweils eine Sperrverzahnung (16a, 16b) mit einer
Sägezahnkontur aufweisen.
9. Drehsteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche des Sperrbolzens (9, 9a..d) an einer sperrend wirkenden Flanke (18b, 18c, 21 ) der Sägezahnkontur zur Anlage kommt.
10. Drehsteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche des Sperrbolzen (9) einen bezüglich der Längsachsen der Sperrbolzens (9) abgeschrägten Bereich (20) aufweist und daß die sperrend wirkende Flanken (21 ) der Sägezahnkontur etwa parallel zu diesem abgeschrägten Bereich (20) ausgerichtet sind.
11. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schieber (10a, 10b) einen, vorzugsweise angeformten, Zahnstangenabschnitt (13a, 13b) aufweist.
12. Drehsteller nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schieber (10a, 1Ob) durch ein gemeinsames antreibendes Zahnrad (14) gegenläufig bewegbar sind.
13. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Verriegelungsvorrichtung (4) mehrere schiebergeführten Sperrbolzen (9, 9a.. d) aufweist.
14. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator ein Elektromotor (2) ist.
15. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator einen elektromagnetischen, pneumatischen oder fluidischen Antrieb aufweist.
16. Drehsteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sperrbolzen (9a..d) mit einer Feder (12b, 12c) belastet ist.
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