DE19514653A1 - Schalterbetätigungsanordnung - Google Patents
SchalterbetätigungsanordnungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Betätigungs
vorrichtungen der Bauart, die schwenkbewegbar ist zum
sequentiellen Betätigen einer Vielzahl von Schaltern. Be
tätigungsvorrichtungen dieser Bauart werden typischer
weise als Betätigungsvorrichtungen der Kippbauart
(Rocker- oder Paddelbauart) bezeichnet und sie werden
oftmals für bidirektionelle Schwenkbewegung in Schaltern
eingesetzt, die zur Fernsteuerung von Servomotoren die
nen. Typischerweise ist eine Betätigungsvorrichtung der
Kippbauart durch den Benutzer in einer Richtung aus einer
Neutralposition verdrehbar, um einen Servomotor mit Ener
gie zu versorgen, und zwar für den Betrieb in einer Rich
tung oder in einem Sinn; die Betätigungsvorrichtung der
Kippbauart kann durch den Benutzer in entgegengesetzter
Richtung aus der Neutralposition verdreht werden, um den
Betrieb des Servomotors in dem entgegengesetzten Sinn
oder der entgegengesetzten Richtung zu bewirken.
In einigen Anwendungsfällen ist es jedoch erwünscht, den
sequentiellen Betrieb einer Vielzahl von Servomotoren
durch fortgesetzte Drehung der Betätigungsvorrichtung der
Kippbauart in einer Richtung aus der Neutralposition vor
zusehen. Beispiele dieser Art einer Servofernsteuerungs
betätigung ergeben sich bei der Steuerung von Zubehör im
Automobilbau, zum Beispiel für den Betrieb eines Fenster
motors einer Automobiltür. In einem solchen Anwendungs
fall wird eine erste Betriebsart in Betrieb gesetzt bei
der anfänglichen Bewegung des Kippschalters oder der Be
tätigungsvorrichtung in einer Richtung in eine erste
Position; bei fortgesetzter Bewegung der Kippbetäti
gungsvorrichtung in die gleiche Richtung wird eine zweite
Betriebsart des Fensterbetriebs an einer zweiten Position
vorgesehen. Diese Fenstermotorsteuerung der Dualbauart
war erwünscht für die intermittierende Erregung des Fen
steranhebmotors in der anfänglichen oder ersten Position,
und zwar so lange, wie der Benutzer den Schalter in der
Position hält. Bei fortgesetzter Bewegung des Schalter
betätigers zu einer zweiten Position wird die Schaltung
in die Lage versetzt, den kontinuierlichen Betrieb des
Servomotors zu bewirken, und zwar trotz des Nachlassens
der Betätigungskraft an der Kippbetätigungsvorrichtung
und der Rückkehr der Betätigungsvorrichtung in die Neu
tralposition.
Bislang war die Betätigungsvorrichtung in der Neutralpo
sition durch einen elastisch vorgespannten Kolben verra
stet, der mit einer Ausnehmung in dem Gehäuse in Eingriff
kommt, um einen durch Fühlen unterscheidbaren Anstieg der
Kraft vorzusehen, die erforderlich ist, damit der Benut
zer die Betätigungsvorrichtung aus der Neutralposition in
die eine oder andere Richtung zu einer ersten Betäti
gungsposition bewegt. Beim bekannten Stand der Technik
machten jedoch jedwede zusätzlichen Krafterhöhungen die
fortgesetzte Bewegung der Betätigungsvorrichtung in der
gleichen Richtung erforderlich, und zwar über die erste
oder anfänglichen Betätigungsposition hinaus, und zwar
bewirkt, durch die innewohnenden Kräfte des Schaltme
chanismus zur Bewirkung der zu betätigenden Schaltele
mente. Die Grenze der Betätigungsvorrichtungsbewegung
wurde typischerweise durch den Aufbau der Kräfte in dem
Schaltmechanismus bestimmt, und zwar infolge des Da
rüberhinauslaufens des anfänglich betätigten Schalters
und des darauffolgend betätigten Schalters, wobei sich
keine deutlich fühlbar unterscheidbare Anzeige für die
darauffolgende Betätigung ergab.
Es bestand jedoch ein langes Bedürfnis, eine Schalterbe
tätigungsvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist,
eine sequentielle Betätigung einer Vielzahl von Schaltern
vorzusehen, und zwar bei fortgesetzter Bewegung in einer
gemeinsamen Richtung und um eine positive Verrastung der
darauffolgenden Schalterbetätigungspositionen nach der
anfänglichen Betätigung vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Schalterbetätigungs
vorrichtung vor, und zwar der Kippbauart (Rocker- oder
Paddelbauart), und zwar schwenkbar angeordnet in einem
Gehäuse zum Zwecke der bidirektionellen Betätigung in
entgegengesetzt liegenden Richtungen von einer Neutralpo
sition aus. Die Betätigungsvorrichtung weist einen feder
belasteten Kolben auf, der vom Schwenkpunkt nach außen
vorgespannt ist und der mit einer Rastausnehmung in Ein
griff kommt, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, wobei die
Betätigungsvorrichtung angebracht ist, um typischerweise
eine Vielzahl von Schaltern, die sich im Gehäuse befin
den, zu betätigen. Die Rastausnehmung in dem Gehäuse
besitzt eine Anfangsrampe oder eine Neigung benachbart
zur Neutralposition und eine steilere Neigung oder eine
Rampe entfernt oder distal zur Neutralposition. Beim
Anlegen einer Benutzerkraft an die Kippbetätigungsvor
richtung wird der Kolben dazu veranlaßt, niedergedrückt
zu werden, um die erste Schaltoberfläche in der Rastaus
nehmung hinauf zulaufen oder "hinaufzurampen", und zwar
mit einer darauffolgenden Verringerung der Kraft, die für
die Bewegung erforderlich ist, was für den Benutzer durch
Fühlen feststellbar ist. Bei fortgesetzter Drehung der
Betätigungsvorrichtung in der gleichen Richtung durch den
Benutzer wird der Kolben veranlaßt, mit einer zweiten
steileren Rampe in der Ausnehmung zusammenzuarbeiten, was
vom Benutzer verlangt, daß er eine signifikant höhere
Kraft anlegt, um die Bewegung der Betätigungsvorrichtung
fortzusetzen; und, nachdem der Kolben die Spitze der
Rampe erreicht, kann eine plötzliche Abnahme der erfor
derlichen Kraft durch Gefühl festgestellt werden, und
zwar als eine Anzeige, daß die Betätigungsvorrichtung
ihre zweite Betätigungsposition erreicht hat.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbei
spielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Betäti
gungsvorrichtung in Neutralstellung;
Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Be
tätigungsvorrichtung im Uhrzeigersinn verdreht
ist, und zwar aus der Neutralposition in eine
anfängliche Betätigungsposition;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Kipp
mittel um eine zusätzliche Größe aus der Position
gemäß Fig. 2 in eine zweite Betätigungsposition
oder -stellung verdreht sind;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei hier die Betä
tigungsvorrichtung in einer Richtung entgegen dem
Uhrzeigersinn verdreht wurde, und zwar aus der
Neutralposition in eine anfängliche Betätigungs
position; und
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die die Kippbetäti
gungsvorrichtung um eine zusätzliche Größe bewegt,
dargestellt, und zwar aus der Position gemäß Fig.
4 in eine darauffolgende Betätigungsposition;
Fig. 6 zeigt ein Diagramm, in dem die Kraft in Newton als
eine Funktion der Abwärtsbewegung des Knopfes in
Millimetern dargestellt ist.
In Fig. 1 ist die Betätigungsanordnung der Erfindung im
ganzen mit 10 bezeichnet und weist Gehäusemittel auf, die
eine Basis 12 und eine Abdeckung 14 umfassen, und zwar
ist die Abdeckung 14 mit der Basis 12 angeordnet und si
cher daran befestigt, beispielsweise durch eine Schnapp
verriegelungsverbindung. Die Abdeckung 14 besitzt einen
Turmteil 16, auf dem eine Kippbetätigungsvorrichtung 18
schwenkbar gelagert ist. Die Kippbetätigungsvorrichtung
18 besitzt einen Benutzerkontaktteil 20 oder einen Knopf,
der darauf vorgesehen ist, um den Benutzer das Anlegen
einer Kraft an die Kippmittel zu gestatten, um die Be
wegung zu bewirken.
Das Betätigungsglied 18 besitzt eine Führungsausnehmung
20, die darin ausgebildet ist und in der ein Kolbenglied
22 gleitend aufgenommen ist, welches nach unten und von
der Schwenkbefestigung der Kippmittel weg vorgespannt
ist, und zwar durch eine geeignete Feder 24.
Eine Blattfeder 26 ist an der unteren Oberfläche (Un
terseite) der Abdeckung 14 angeordnet und besitzt da
rinnen eine Mittelöffnung, wobei sich der Führungsteil 28
mit der Betätigungsvorrichtung dahindurch nach unten er
streckt, und zwar für einen Führungskolben 22. Die Basis
12 besitzt eine im ganzen bei 30 angedeutete Ausnehmung,
die daß innen mit einer mittigen Neutralpositionsver
tiefung 32 ausgeformt ist, die im allgemeinen der Spitze
oder dem Ende des Kolbens 22 in der Form derart ent
spricht, daß die Kanten der Vertiefung 32, die mit dem
Bezugszeichen 34 versehen sind, eine Rampe oder eine
Neigung bilden, wobei der Kolben nach unten in die Ver
tiefung 32 vorgespannt ist.
Fig. 2 zeigt die Betätigungsvorrichtung 18 im Uhrzeiger
sinn verdreht, und zwar um eine anfängliche Winkelgröße,
die mit dem Bezugszeichen Θ bezeichnet ist, worauf hin
dann das Ende des Kolbens 22 dazu gezwungen wurde, über
die Kante 34 an der Neutralvertiefung 32 zu steigen, und
wobei der Kolben in Ausrichtung gezeigt ist, gegenüber
einer Kerbe oder Vertiefung geformt durch die zweite
Rampe, welche die vertikal ansteigende Seitenwand 36 der
Ausnehmung 30 umfaßt. Man erkennt, daß dann, wenn der
Kolben 22 über die Kante 34 der Neutralvertiefung läuft,
der Benutzer in der Lage ist, durch Gefühl der plötzli
chen Kraftanstieg festzustellen, und zwar gegenüber der
Kraft, die erforderlich ist, um den Kolben nach oben ent
gegen der Feder 24 zu bewegen zum Gestatten der Bewegung
des Kolbens aus der Neutralpositionsvertiefung 32.
In Fig. 3 sind die Kippmittel um eine zusätzliche Größe
in einer Uhrzeigerrichtung gegenüber der Position gemäß
Fig. 2 verdreht dargestellt, und zwar in einer Ringposi
tion, die durch das Bezugszeichen Φ1 ανγεδεθτετ στ, ωοβε
δερ Bενθτζερ ενε ηνρεχηενδε Kραϕτ αν δεν Aνσατζ 20 an
gelegt hat, um die Betätigungsvorrichtung zu veranlassen,
das Ende des Kolbens 22 rampenartig nach oben zu bewegen,
und zwar über die Kante 38 der Rampe 36. Man erkennt, daß
die nahezu vertikale Orientierung der Wand oder Rampe 36
als eine zweite Rastung für den Kolben 22 in der Anfangs
betätigungsposition dient. Die Bewegung des Kolbens über
die Schulter oder die obere Ecke 38 der Wand 36 erzeugt
eine gefühltmäßig feststellbare plötzliche Kraftver
ringerung, und zwar der Kraft, die erforderlich ist, um
die Betätigungsvorrichtung zu bewegen und bei der Kolbenbe
wegung über die Ecke 38, wobei der Grenzanschlag des
Betätigerlaufs gemäß Fig. 3 erreicht wird, wenn die Be
tätigungsvorrichtung gegen die obere Oberfläche (Ober
seite) der Abdeckung 14 zum Schluß kommt und den natür
lichen Anschlag oder Rastung für die zweite Position der
Betätigungsvorrichtung vorsieht. Bei der derzeit bevor
zugten Ausführung der Erfindung ist der Wert des Winkels
Θ ungefähr 11° und der Winkel Φ für die zweite Betätigung
ist ungefähr 20°.
Gemäß Fig. 4 ist die Betätigungsvorrichtung 18 als ent
gegen dem Uhrzeigersinn verdreht dargestellt, und zwar
gegenüber der Neutralposition um eine Winkelverschiebung
oder Winkelversetzung von Θ. In der in Fig. 4 gezeigten
Position ist der Kolben 22 die Rampe hinauf über die
Kante 39 der Neutralausnehmung 32 gelaufen und ist gegen
über der steilen Wand der zweiten Rampe 40 verrastet, um
mit dem Benutzer mit einer fühlbar feststellbaren Anzeige
der anfangsbetätigten Position zu beliefern, und zwar in
einer Richtung entgegengesetzt zu der der Betätigungsvor
richtungsbewegung in Fig. 2.
Gemäß Fig. 5 ist die Betätigungsvorrichtung 18 weiter in
einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht, und
zwar aus der Position gemäß Fig. 4 in eine zweite ver
rastete Position angedeutet durch den Winkel Φ. In der in
Fig. 5 gezeigten Position wurde der Kolben 22 dazu ge
zwungen, die steile Rampe oder die Wand 40 hinaufzustei
gen und über die Schulter oder die Ecke 42 zu laufen mit
einer demzufolge merklich feststellbaren Erhöhung der
Kraftgröße, die durch den Benutzer erforderlich ist, und
zwar in dem Punkt, wo die Kippmittel 18 ihren Lauf oder
Bewegungsgrenzen erreichen gegenüber der oberen Ober
fläche oder Oberseite der Abdeckung 14.
Die durch den Benutzer auf den Knopf 20 ausgeübte Kraft
in Vertikalrichtung wird - vergleiche dazu die Fig. 4, 5
und 6 durch den schwarzen Pfeil in den Fig. 4 und 5 -
dargestellt.
In Fig. 6 ist die Kraft in Newton, als eine Funktion der
Abwärtsbewegung oder Versetzung in Millimetern des Knop
fes 20 aufgetragen. Die durch die Bezugszeichen a und b
in Fig. 6 bezeichneten Punkte stellen Rastpositionen dar,
und zwar angedeutet durch die Winkelversetzung Θ bzw. Φ
und entsprechen einem Wert Θ = 11,9° und Φ = 18°. Aus der
Darstellung gemäß Fig, 6 erkennt man, daß der Schalter
eine positive und fühlbar feststellbare Verrastung der
Schalterbetätigung vorsieht, und zwar in einer Vielzahl
von Positionen für die sequentielle Betätigung von
Schaltern; diese Verrastung wird unabhängig von den Be
tätigungseigenschaften und Charakteristika der Schalter
vorgesehen, die durch den Kipphebel oder die Kippmittel
18 betätigt werden sollen.
Die vorliegende Erfindung sieht somit eine neue Schal
terbetätigungsvorrichtung vor, die in der Lage ist, eine
Vielzahl von Schaltern zu betätigen, und zwar durch Dre
hung oder Bewegung in einer Richtung und es wird ferner
eine fühlbar feststellbare positive Verrastung einer
derartigen Vielzahl von Betätigungspositionen vorgesehen.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Schalterbetätigungsvorrichtung der Kippbauart zum sequentiellen Betätigen einer Vielzahl von Schaltern bei Drehung in der einen von entgegengesetzten Richtungen aus einer Neutralposition heraus. Die Betätigungsvorrichtung besitzt einen federbelasteten Kolben der mit einer Aus nehmung im Gehäuse in Eingriff steht. Die Ausnehmung besitzt eine mittige Vertiefung für die Neutralpositions verrastung und steile Rampen angeordnet mit Abstand auf jeder Seite der neutralen Ausnehmung. Die steilen Rampen sehen eine erste Betätigungspositionsverrastungswirkung gegenüber dem Kolben vor, und zwar nach der Bewegung durch den Benutzer, der den Kipphebel oder die Kippmittel aus der Neutralposition herausbewegt. Die steile Rampe erfordert eine beträchtlich erhöhte durch den Verbraucher oder Benutzer auf zubringende Betätigungskraft, um den Kolben über die anfängliche Betätigungsposition hinaus zu verschieben; wenn der Kolben das obere Ende der steilen Rampe übersteigt, so ergibt sich eine plötzliche Abnahme der durch den Benutzer anzulegenden Kraft, was gefühls mäßig feststellbar ist, um so eine Anzeige dafür vorzu gehen, daß die zweite Schaltposition erreicht ist.
Eine Schalterbetätigungsvorrichtung der Kippbauart zum sequentiellen Betätigen einer Vielzahl von Schaltern bei Drehung in der einen von entgegengesetzten Richtungen aus einer Neutralposition heraus. Die Betätigungsvorrichtung besitzt einen federbelasteten Kolben der mit einer Aus nehmung im Gehäuse in Eingriff steht. Die Ausnehmung besitzt eine mittige Vertiefung für die Neutralpositions verrastung und steile Rampen angeordnet mit Abstand auf jeder Seite der neutralen Ausnehmung. Die steilen Rampen sehen eine erste Betätigungspositionsverrastungswirkung gegenüber dem Kolben vor, und zwar nach der Bewegung durch den Benutzer, der den Kipphebel oder die Kippmittel aus der Neutralposition herausbewegt. Die steile Rampe erfordert eine beträchtlich erhöhte durch den Verbraucher oder Benutzer auf zubringende Betätigungskraft, um den Kolben über die anfängliche Betätigungsposition hinaus zu verschieben; wenn der Kolben das obere Ende der steilen Rampe übersteigt, so ergibt sich eine plötzliche Abnahme der durch den Benutzer anzulegenden Kraft, was gefühls mäßig feststellbar ist, um so eine Anzeige dafür vorzu gehen, daß die zweite Schaltposition erreicht ist.
Claims (7)
1. Elektrische Schalterbetätigungsanordnung geeignet zur
Betätigung einer Vielzahl von Schaltern, wobei fol
gendes vorgesehen ist:
- (a) Gehäusemittel;
- (b) ein Betätigungsglied (18) angeordnet zur Be wegung in entgegengesetzten Richtungen, um einen Schwenkpunkt oder Schwenkmittel an den Gehäuse mitteln, wobei das Betätigungsglied Kolbenmittel aufweist, die eine elastisch auslenkbare Ober fläche definieren; und
- (c) Rastmittel an den Gehäusemitteln, wobei die Rastmittel kontaktierbar sind durch die aus lenkbare Oberfläche der Kolbenmittel und eine Neutralpositionsrastung für die Betätigungs mittel vorsehen, wobei die Rastmittel ferner in Zusammenarbeit mit den Kolbenmitteln einen ersten vorbestimmten Widerstand gegenüber der Benutzer bewegung des Betätigungsglieds in einer Richtung vorsehen, und zwar weg von der Neutralposition zu einer ersten Schaltposition hin, und wobei ferner bei fortgesetzter Benutzerbewegung in der erwähnten Einrichtung die Rastmittel zusammen mit den Kolbenmitteln einen zweiten vorbestimm ten Widerstand vorsehen, der wesentlich größer ist als der erste Widerstand gegenüber der Benutzer bewegung des Betätigungsglieds in eine zweite Schaltposition.
2. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Kol
benmittel (22) gleitend an dem Betätigungsglied
angeordnet sind und von dem Schwenkpunkt nach außen
federbelastet sind.
3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Rastmittel eine Ausnehmung aufweisen, mit einer
mittigen Vertiefung, die die Neutralposition defi
niert und mit einem Paar von scharf ansteigenden
Seiten beabstandet auf entgegengesetzt liegenden
Seiten der Neutralposition zum Vorsehen des erwähn
ten größeren Widerstands gegenüber der Bewegung der
Betätigungsvorrichtung in die zweite Schaltposition.
4. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel eine
Oberfläche aufweisen, die eine erste Rampe definiert
zwischen der erwähnten Neutralposition und der er
sten Schaltposition und die ferner eine zweite Rampe
besitzen, und zwar zwischen den ersten und zweiten
Schaltpositionen, wobei die zweite Rampe eine we
sentlich größere Neigung besitzt als die erste
Rampe.
5. Verfahren zum Vorsehen von durch Fühlen feststell
baren Positionen zum Zwecke der Anzeige einer Be
tätigungsvorrichtung für Mehrfachschalter, wobei
folgendes vorgesehen ist:
- (a) Vorsehen eines Gehäuses und Schwenken eines Betätigungsgliedes darauf;
- (b) elastisches Vorspannen eines Teils der Betä tigungsvorrichtung in Kontakt mit dem Gehäuse;
- (c) Versehen des Gehäuses mit Rastmitteln mit einer Neutralposition und einer ersten Rampe benach bart zur Neutralposition und einer zweiten Ram pe, die steiler ist als die erste Rampe entfernt gegenüber der Neutralposition;
- (d) Anlegen einer ersten Kraft an die Betätigungs vorrichtung und Bewegung der Betätigungsvor richtung in einer Richtung, und rampenartige Bewegung oder Führung des vorgespannten Teils von der Neutralposition zu der ersten Position;
- (e) Anlegen einer zweiten Kraft, die durch Abfühlen feststellbar ist und die deutlich größer ist als die erste Kraft an die Betätigungsvorrichtung und Bewegung der Betätigungsvorrichtung in der erwähnten einen Richtung und rampenartiges Bewe gen oder Führen des vorgespannten Teils von der ersten Position in die zweite Position.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des ela
stischen Vorspannens das Vorsehen eines Kolbens um
faßt, der gleitend an dem Betätigungsteil angeordnet
ist und Federbelastung des Kolbens.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ferner die Betäti
gungsvorrichtung elastisch in die Neutralposition
vorgespannt ist.
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