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Die Erfindung betrifft einen Rastschalter, insbesondere einen Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug, mit einem mit einer Druckfeder belasteten Rastbolzen, welcher verschiebbar in einer Hülse gelagert ist, und mit seinem Endabschnitt an einer Rastkurvenkontur anliegt, und an der Rastkurvenkontur mindestens eine stabile Raststellung einnehmen kann. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Rastbolzenanordnung für einen solchen Rastschalter.
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Für Rastschalter, das heißt für Schalter mit einem Betätigungselement, welches rastend zwischen verschiedene Schaltstellungen bewegt werden kann, ist es üblich, dass die Schalthaptik durch einen federbelasteten Rastbolzen erzeugt wird. Rastschalter können sehr unterschiedlich aufgebaut sein und beispielsweise Drehschalter, wie aus der
DE 10 2005 062 283 A1 bekannt oder auch Hebelschalter, wie beispielsweise Lenkstockschalter für Kraftfahrzeuge, ausbilden.
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Im Allgemeinen weisen solche Rastschalter wenigstens einen federbelasteten Rastbolzen auf, der an einer Rastkurvenkontur anliegt. Die Rastkurvenkontur weist dabei erhaben und vertieft ausgebildete Abschnitte aus, welche die Schaltpositionen und die Zwischenstellungen des Betätigungselements festlegen.
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Rastbolzen sind meistens zusammen mit einer Druckfeder in einem Führungskanal gelagert sind, der durch einen Teil des Betätigungselements oder separat durch eine Hülse gebildet ist. Im Folgenden wird das den Führungskanal ausbildende Element, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, einfach als Hülse bezeichnet und dargestellt.
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Für eine gute Schalthaptik ist es erforderlich, dass der Rastbolzen mit möglichst wenig Radialspiel in der Hülse geführt ist, da sonst das Gefühl beim Betätigen des Schalthebels unpräzise bis „labberig” wirkt. Eine präzise Führung eines Rastbolzens in einer Hülse erfordert die Einhaltung geringer Maßtoleranzen des Außendurchmessers des Rastbolzens und des Innendurchmessers der Hülse. Eine hohe Präzision erfordert dabei eine kostenaufwendige Herstellung.
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Es stellt sich die Aufgabe, auf einfache und kostengünstige Weise einen Rastschalter mit einer Rastbolzenanordnung zu schaffen, die ein geringes Radialspiel aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an die Außenseite der Hülse ein Federelement angefügt ist, welches durch eine oder mehrere Ausnehmungen in der Hülse hindurchgreift und berührend an der Mantelfläche des Rastbolzens anliegt.
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Das Federelement erfüllt dabei die Funktion, von wenigstens einer Seite einen radialen Druck auf den Rastbolzen auszuüben, um den Rastbolzen federnd gegen die Innenwand der Hülse und/oder gegen einen weiteren Abschnitt des Federelements zu pressen und so das Radialspiel des Rastbolzens zu minimieren.
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Dabei ist es vorteilhaft, dass der Rastbolzen durch die Federkraft des Federelements nachgiebig fixiert wird. Die Reibwirkung des Federelements ist dabei deutlich kleiner als die Federkraft der den Rastbolzen axial verschiebenden Druckfeder, so dass das Federelement nicht blockierend sondern radial stabilisierend auf den Rastbolzen einwirkt.
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Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das Federelement aus wenigstens zwei verschiedenen Richtungen auf den Rastbolzen einwirkt.
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Im Folgenden sollen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen die
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1 und 2 eine erste Ausführung einer Rastbolzenanordnung,
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3 und 4 eine zweite Ausführung einer Rastbolzenanordnung,
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5 und 6 eine dritte Ausführung einer Rastbolzenanordnung,
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7 eine Rastbolzenanordnung in einer Schnittansicht, und
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8 einen Rastschalter nach dem Stand der Technik.
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Die 8 zeigt in einer Schnittdarstellung vereinfacht den grundsätzlichen Aufbau der Mechanik eines Rastschalters, wie er insbesondere als Lenkstockschalter in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Der Rastschalter besteht aus einem Schalthebel 2, der an einem Schalthebelgehäuse 1 verschwenkbar gelagert ist. Die möglichen Schaltstellungen des Schalthebels 2 werden durch ein Rastkurvenelement 5 vorgegeben, an das eine dem Schalthebel 2 zugewandte Rastkurvenkontur 6 angeformt ist. An der Rastkurvenkontur 6 liegt der Endabschnitt 116 eines durch eine Druckfeder 103 belasteten Rastbolzens 104 an. Der Rastbolzen 104 ist in einer Hülse 108 geführt ist, die an einem Schalthebel 2 angeordnet ist. Das Rastkurvenelement 5 ist als ein vom Schalthebelgehäuse 1 unabhängiges Einzelteil gefertigt und auf eine in der Figur nicht dargestellte Weise am Schalthebelgehäuse 1 befestigt.
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Der dargestellte Rastschalter ermöglicht aufgrund der Ausbildung seines Schwenklagers
7 ein Verschwenken des Schalthebels
2 um zwei zueinander senkrechte Schwenkachsen, so dass der Schalthebel
2, und damit auch Rastbolzen
104 an der Rastkurvenkontur
6, sowohl in Richtung entlang der Zeichnungsebene als auch in der zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung verschwenkt werde kann. Weitere Details zum Aufbau und zur Funktionsweise eines solchen Rastschalters sind in der deutschen Patentschrift
DE 10 2004 004 366 B4 beschrieben.
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Die 1 bis 6 stellen insgesamt drei verschiedene Ausführungen einer erfindungsgemäßen Rastbolzenanordnung in jeweils zwei Ansichten dar. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden bei allen Ausführungen für gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. In allen Ansichten ist jeweils ein Rastbolzen 4 erkennbar, der in eine Hülse 8, 8', 8'' eingesetzt ist, wobei der Endabschnitt 16 des Rastbolzens 4 aus der Hülse 8, 8', 8'' herausragt. Auf einem Endabschnitt jeder Hülse 8, 8', 8'' ist ein Federelement 9, 9' angeordnet.
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Die 7 zeigt eine Schnittansicht durch eine Hülse 8 und den darin angeordneten Rastbolzen 4. Der Rastbolzen 4 weist hier beispielhaft einen abschnittsweise zylinderförmigen Rastbolzenkopf 15 auf, der am außen liegenden Ende einen kegelförmigen Endabschnitt 16 ausbildet. Bei einer an einen Rastschalter montierten Rastbolzenanordnung, wie in der 8 dargestellt, liegt der Endabschnitt 16, 116 des Rastbolzens 4 an der Rastkurvenkontur 6 eines Rastkurvenelements 5 an.
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In der 7 ist erkennbar, dass der Rastbolzen 4 durch eine im Inneren der Hülse 8 angeordnete Druckfeder 3, die hier beispielhaft als Schraubenfeder ausgebildet ist, federbelastet ist. Die vom Rastbolzen 4 abgewandte Seite der Druckfeder 3 stützt sich an der Innenseite der Hülse 8 ab. Durch die Druckfeder 3 hindurchgeführt ist ein an den Rastbolzenkopf 15 einstückig angeformter Führungsstift 13, die in einem an einem Ende der Hülse 8 angeformten Führungsabschnitt 14 gelagert und dadurch in axialer Richtung geführt wird.
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Der Lagerung des Führungsstifts 13 am Ende der Hülse 8 verhindert allerdings nicht, dass der Rastbolzenkopf 15 ein Radialspiel senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rastbolzens 4 aufweist. Dieses Radialspiel ist dadurch bedingt, dass der innere Durchmesser der Hülse 8 etwas größer sein muss als der Außendurchmesser des Rastbolzenkopfes 15, um zu gewährleisten, dass der Rastbolzen 4 ohne zu klemmen in der Hülse 8 beweglich ist.
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Erfindungsgemäß ist ein Federelement 9 vorgesehen, um das Radialspiel des Rastbolzenkopfes 15 zu begrenzen. Dieses Federelement 9 ist an die Außenseite der Hülse 8 angefügt, wobei es durch eine oder mehrere Ausnehmungen 11 in der Hülse 8 berührend an der Mantelfläche 12 des Rastbolzens 4 anliegt.
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In den 1 bis 6 sind beispielhaft drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Rastbolzenanordnung in jeweils zwei Ansichten dargestellt. Dabei stellt eine erste Ansicht die jeweilige Rastbolzenanordnung ist einer Seitenansicht dar; eine jeweils zugehörige zweite Ansicht zeigt eine Querschnittsansicht durch die Rastbolzenanordnung, deren Schnittebene auf der Höhe des Federelements 9, 9' liegt.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Ausführung weist ein Federelement 9 auf, dessen Form ähnlichen dem griechischen Großbuchstaben Ω (Omega) ausgebildet ist, wobei aber der Verbindungsabschnitt 17 zwischen den beiden äußeren Federschenkeln 18, abweichend zur Form des Buchstabens, flach ausgebildet ist.
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Das Federelement 9 ist auf die Außenseite der Hülse 8 aufgerastet, wobei die Federschenkel 18 etwa drei Viertel des Umfangs der Hülse 8 umschließen. Vor und hinter dem Federelement 9 weist die Außenseite der Hülse 8 mehrere Anformungen 10 auf, welche verhindern, dass sich das Federelement 9 in axialer Richtung der Hülse 8 verschieben kann.
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Unterhalb des Verbindungsabschnitts 17 des Federelements 9 weist die Hülse 8 eine Ausnehmung 11 auf. Wie die 2 zeigt, ist die Ausnehmung 11 in der Umfangsrichtung der Hülse 8 breit genug, dass der die Ausnehmung 11 überbrückende Verbindungsabschnitt 17 des Federelements 9 an der Mantelfläche 12 des Rastbolzens 4 berührend anliegt. In der Schnittansicht der 2 bildet der Verbindungsabschnitt praktisch eine Tangente am Umfang des Rastbolzens 4. Das Federelement 9 ist so an der Hülse 8 fixiert, dass es keine nennenswerte Anpresskraft auf die Hülse 8 ausübt, sondern lediglich radiale Verschiebungen des Rastbolzens 4 verhindert. Die relativ geringen Reibungskräfte zwischen dem Federelement 9 und dem Rastbolzen 4 sind klein gegenüber der in axialer Richtung wirkenden Kraft der Druckfeder 3 und der durch die Rastkurvenkontur 6 des Rastschalters bewirkte Rückstellkraft auf den Rastbolzen 4.
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Die axiale Bewegung des Rastbolzens 4 wird daher durch das Federelement 9 nicht wesentlich eingeschränkt, während radiale Bewegungsmöglichkeiten und damit ein Radialspiel des Rastbolzens 4 fast vollständig beseitigt sind.
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Die 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführung der Rastbolzenanordnung, bei der die Verbindung zwischen den Federschenkeln 18' des Federelements 9' aus zwei, gegeneinander abgewinkelten Verbindungsabschnitten 17' besteht. Die Verbindungsabschnitte 17' überdecken zwei Ausnehmungen 11' am Außenumfang der Hülse 8' und wirken so aus zwei zueinander ungefähr senkrechten Richtungen stabilisierend auf den Rastbolzen 4 ein.
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Die 5 und 6 verdeutlichen eine weitere Ausführung der Rastbolzenanordnung. Bei dieser Variante kann das gleiche Federelement 9 wie in der Ausführung gemäß der 1 und 2 verwendet werden, wobei jedoch die Hülse 8'' hier drei Ausnehmungen 11'' aufweist, durch die hindurch nicht nur der Verbindungsabschnitt 17 sondern auch die beiden Federschenkel 18 in das Innere der Hülse 8'' eingreifen und an der Mantelfläche 12 des Rastbolzens 4 anliegen. Der Rastbolzen 4 wird dadurch hier sogar aus drei verschiedenen Richtungen federnd stabilisiert.
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Besonders vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass durch die Befestigung an drei Ausnehmungen 11'' das Federelement 9 stabil an der Hülse 8'' fixiert ist, so dass die Hülse 8'' keine zusätzlichen Anformungen zur Fixierung des Federelements 9' aufzuweisen braucht.
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Ein erfindungsgemäß ausgeführter Rastschalter, der in der Zeichnung nicht explizit dargestellt ist, kann dadurch realisiert werden, dass eine konventionelle Rastbolzenanordnung, bestehend aus einer Hülse, einer Druckfeder und einem Rastbolzen, wie sie beispielsweise in der 8 skizziert ist, durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Rastbolzenanordnung ersetzt wird, die ein den Rastbolzen radial stabilisierendes Federelement aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalthebelgehäuse
- 2
- Schalthebel
- 3, 103
- Druckfeder
- 4, 104
- Rastbolzen
- 5
- Rastkurvenelement
- 6
- Rastkurvenkontur
- 7
- Schwenklager
- 8, 8', 8'', 108
- Hülse
- 9, 9'
- Federelement
- 10
- Anformungen
- 11, 11', 11''
- Ausnehmung(en)
- 12
- Mantelfläche (des Rastbolzens)
- 13
- Führungsstift
- 14
- Führungsabschnitt
- 15
- Rastbolzenkopf
- 16, 116
- Endabschnitt
- 17, 17'
- Verbindungsabschnitt(e)
- 18, 18'
- Federschenkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005062283 A1 [0002]
- DE 102004004366 B4 [0018]
