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Durch die Verbindung der Schubstangen der Drucktastenschieber über
Pleuelstangen mit einer Kurbelwelle wird bei irgendeiner beliebigen Betätigung zwangsläufig
durch die Wirkung dieses Kurbelmechanismus dafür gesorgt, daß sich immer ein Drucktastenschieber
in der Arbeitsstellung befindet, wobei gleichzeitig die vorstehenden unter a) und
b) aufgeführten Bedingungen miterfüllt werden, weil sich die Abkröpfungen der Kurbelwelle
in gleich großen radialen Winkelabständen befinden.
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Wenn bei einem derartigen kurbelwellenartigen Getriebe zwei Kurbelzapfen
in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Hubrichtung der Drucktastenschieber verläuft,
so befindet sich ein Drucktastenschieber immer in der Arbeitsstellung und zwei Drucktastenschieber
in der ausgerasteten Stellung. In diesen Stellungen liegen die Tastköpfe dieser
beiden Drucktastenschieber in einer Ebene. Wird ein Druck auf einen ausgerasteten
Drucktastenschieber ausgeübt, so wird dadurch die Kurbelwelle derart verdreht, daß
dieser Drucktastenschieber in die Arbeitsstellung gelangt und der bisher in der
Arbeitsstellung angeordnete Drucktastenschieber wird ausgerastet. Wird gleichzeitig
ein Druck auf die beiden ausgerasteten Drucktastenschieber ausgeübt, so heben sich
wegen der Symmetrie der Anordnung die auf die Kurbelwelle ausgeübten Kräfte gegenseitig
auf. Es erfolgt kein Schaltvorgang.
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Um die Schaltstellung in sicherer Weise zu fixieren und um das Einnehmen
einer labilen Stellung zu verhindern, können am Umfang der Kurbelwelle oder in einer
zu ihrer Achse senkrechten Ebene Rastungen vorgesehen sein. Diese Rastungen sorgen
dafür, daß sich immer dann stabile Schaltlagen ergeben, wenn das durch die Kurbelzapfen
bestimmte gleichschenklige Dreieck mit seiner Basisseite zu den Drucktastenschiebern
hinweist und wenn die Basisseite dieses gleichschenkligen Dreiecks senkrecht zur
Hubrichtung der Drucktastenschieber verläuft.
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Zur Vereinfachung des Aufbaus kann in vorteilhafter Weise lediglich
ein einziges Rastelement vorgesehen sein.
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Insbesondere kann die Ruhestellung dadurch gesichert werden, daß
auf zwei Kurbelzapfen gleichzeitig Federkräfte senkrecht zu einer Ebene einwirken,
in der die beiden Kurbelzapfen liegen.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsform weist die Kurbelwelle
zwei Zylinderabschnitte mit jeweils drei, auf einem Kreisbogen im Winkelabstand
von 1200 angeordneten, Längsbohrungen auf. Die drei Pleuelstangen tragen in diese
Längsbohrungen einsetzbare Zapfen. Die am Ende angeordnete Pleuelstange weist lediglich
einen Zapfen auf, während die in der Mitte angeordnete Pleuelstange zwei Zapfen
trägt. Diese Teile können dann so zusammengesetzt werden, daß sich ein einfach aufgebautes
Kurbelwellengetriebe ergibt.
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Die Zylinderwand der Zylinderabschnitte kann mit Vorteil zwischen
den Längsbohrungen Einwölbungen aufweisen. Diese Einwölbungen führen zu einer Materialersparnis.
Weiterhin können diese Einwölbungen als Gegenlager für Rastelemente verwendet werden.
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Die Zylinderabschnitte können zur Herstellung eines Kurbelwellengetriebes
mit Vorteil in einem teilzylindrischen Gehäuse gelagert sein, das zumindest teilweise
durch eine Feder, die gegen einen Zylinderabschnitt anliegt, abgedeckt ist. Diese
Feder kann eine Blattfeder sein. Sie dient bei der Drehung des Kurbelwellengetriebes
dazu, diese zum Rastpunkt hinzudrücken und in diesem zu halten. Die durch diese
Feder erzeugten Stellkräfte erreichen ihren Maximalwert dann, wenn die Kurbelwelle
um 60° aus ihrer Ruhelage herausgedreht wurde.
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Diese Feder kann auch so ausgebildet sein, daß das erzeugte Kraftmaximum
nicht in dieser 600 Lage des Kurbelwellengetriebes gegenüber der Ruhestellung erreicht
wird, so daß in einer bestimmten Richtung wirkende maximale Drehmomente erzeugt
werden können. Eine entsprechende Verschiebung der Federwir-
kung kann durch eine
trapezförmige Ausbildung der Feder erreicht werden.
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Ein bevorzugter, einfacher Aufbau wird dadurch ermöglicht, daß das
Gehäuse ein U-förmig gebogenes Führungsblech ist. Die Feder kann durch Schlitze
in diesem Blech hindurchgeführt werden und mittels aus der Feder herausgestanzter
Widerhaken gesichert sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen unter Bezugnahme auf die
Figur der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung
der mechanischen Verbindung eines Drucktastenschiebers mit einem Kurbelgetriebe,
F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Drucktastenaggregates,
F i g. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungskurve der Kurbelwelle
und F i g. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Kurbelwellengetriebes mit
der in F i g. 3 dargestellten Kurbelwellenanordnung.
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Fig. 1 zeigt einen Drucktastenschieber 1 eines aus drei Drucktastenschiebern
1 bestehenden Drucktastenaggregates. Diese drei Drucktastenschieber 1 sind nebeneinander
in einer Reihe angeordnet. Die Drucktastenschieber 1 sind im Gehäuse 3 parallel
zueinander verschiebbar gelagert.
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Der Drucktastenschieber 1 des Drucktastenaggregates kann in an sich
bekannter Weise als Kontaktbrükkenschieber ausgebildet sein, der mit Festkontakten
zusammenarbeitet.
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Die Schubstange 2 des Drucktastenschiebers 1 weist einen Tastkopf
4 auf. Dieser Tastkopf 4 ist von außen zugänglich und kann mit den Fingerspitzen
betätigt werden. Am anderen Ende hat die Schubstange 2 eine Anlenkstelle 9. An diese
Anlenkstelle 9 ist eine Pleuelstange 5 angelenkt. Die Pleuelstange 5 verbindet die
Schubstange 2 mit der schematisch dargestellten Kurbelwelle 6. Die Kurbelwellenachse
10 liegt unterhalb der Schubstange 2 und verläuft parallel zu der Reihe nebeneinander
angeordneter Drucktastenschieber 1.
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Die Abkröpfungen 7 der Kurbelwelle 6 sind um die Kurbelwellenachse
10 herum in einem Winkelabstand von 1200 voneinander angeordnet.
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Die Kurbelzapfen 8 bestimmen ein gleichschenkliges Dreieck, dessen
Mittelpunkt die Kurbelwellenachse 10 bildet. In der Ruhestellung weist das Kurbelwellengetriebe
die in Fig. 1 dargestellte Lage auf. In dieser Lage liegt die Spitze des durch die
Kurbelzapfen 8 bestimmten gleichschenkligen Dreiecks in der Hubrichtung der Schubstange
2 und weist von dieser fort. Die Basisseite dieses gleichschenkligen Dreiecks weist
zur Schubstange 2 hin und verläuft senkrecht zu der durch den Pfeil 22 in F i g.
1 dargestellten Hubbewegung der Schubstange 2.
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Wird bei der Darstellung in F i g. 1 die Schubstange 2 durch Fingerdruck
in Richtung des Pfeiles 22 durch die durch das Gehäuse 3 gebildete Parallelführung
geführt, so wird über die Pleuelstange 5 die Kurbelwelle 6 in Richtung des in F
i g. 1 dargestellten Pfeiles 23 um die Kurbelwellenachse 10 gedreht. Es erfolgt
eine Drehung um 1200, wodurch die in F i g. 1 dargestellte Lage der Kurbelzapfen
8 in Richtung des Pfeiles 23 zyklisch vertauscht wird. Dadurch gelangt der dargestellte
Drucktastenschieber 1 in die Arbeitsstellung. Der Drucktastenschieber 1, der sich
bisher in der Arbeitsstellung befunden hat, wird in die Ruhestellung gebracht. Der
dritte Drucktastenschieber 1 gelangt hierbei nicht in eine Arbeitsstellung.
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In F i g. 2 sind 2 Stellungen des Kurbelwellengetriebes schematisch
dargestellt.
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Die mit R 1, R 2 und R 3 gekennzeichneten Positionen der Kurbelzapfen
8 sollen als Rastpunkte bezeichnet werden. Die mit L 1, L 2 und L 3 bezeichneten
Punkte seien die Positionen des labilen Gleichgewichtes eines rastenden Getriebes,
Wird einer der Kurbelzapfen 8, z. B. der in der Stellung R 1 befindliche, entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn auf dem Kreis D verdreht, so gelangt er nach einer Bewegung über
einen Kreisbogen von 1200 in die mit R 2 angegebene Stellung. Die beiden anderen
Kurbelzapfen 8, die sich in den Stellungen R 2 und R 3 befunden haben, haben zyklisch
ihre Stellung gewechselt, d. h. der bisher in der Stellung R 2 befindliche Kurbelzapfen
8 hat die Stellung R 3 angenommen und der bisher in der Stellung R 3 befindliche
ist in die Stellung R 1 gelangt.
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Hierdurch wird eine konstruktive Bedingung erfüllt Sobald eine der
drei Schubstangen 2 betätigt wird, werden die anderen beiden Schubstangen 2 zwangsläufig
mitgeführt F i g. 2 zeigt ferner, daß die beiden oberen Rastpunkte R 1 und R 2 jeweils
die sogenannte Hochstellung der Schubstangen 2 und damit der Tastköpfe 4 kennzeichnet
und der untere Rastpunkt R 3 deren Tiefstellung.
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Es ist zu erkennen, daß eine zweite konstruktive Forderung erfüllt
ist Es befinden sich immer zwei Schubstangen 2 in der Hochstellung, d. h. in der
ausgerasteten oder Nicht-Arbeitsstellung. Die dritte Schubstange 2 muß sich dabei
zwangsläufig in der Tiefstellung und damit in der eingerasteten oder Arbeitsstellung
befinden. Durch eine zyklische Betätigung können alle drei Kurbelzapfen 8 jeden
der Rastpunkte R 1, R 2 und R 3 besetzen. Dies gilt unabhängig davon, ob eine Verdrehung
in Richtung des Uhrzeigerdrehsinnes oder entgegengesetzt zu diesem erfolgt Das Kurbelwellengetriebe
dieses Drucktastenaggregates weist eine Rastung auf. Dies kann dadurch erreicht
werden, daß am Umfang der Kurbelwelle 6 oder in einer zu ihrer Achse senkrechten
Ebene eine Rastung angebracht wird. Die Rastpunkte R 1 und R 3 veranschaulichen
eine stabile Lage. Wenn man den Kurbelzapfen 8 aus dem Rastpunkt R 1 in den Rastpunkt
R 3 verdrehen will, so muß der Punkt L 3 überschritten werden, wobei dieser Punkt
L 3 den labilen Punkt der Rastbewegung darstellt Das Rastgetriebe kann so ausgeführt
sein, daß sich jeweils stabile Rastpunkte in den Stellen R 1, R 2 und R 3 befinden
und labile Übergangspunkte in den Stellen L 1, L 2 und L 3. Es genügt jedoch, lediglich
ein einziges Rastelement für diese Zwecke vorzusehen.
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Das beschriebene Kurbelwellengetriebe bildet eine Zwangsführung für
die drei Schubstangen 2 des Drucktastenaggregates. Diese Zwangsführung gewährleistet,
daß nur einer der drei Drucktastenschieber 1 sich in der Tiefstellung befinden kann.
Bei gleichzeitigem Drücken auf zwei Drucktastenschieber 1 kann sich das Kurbelwellengetriebe
aus Gleichgewichtsgründen nicht drehen. Würde durch eine vorsichtige Bewegung eine
der Schubstangen 2 so weit bewegt, daß sich zwei Kurbelzapfen 8 in den Punkten L
2 und L 3 befinden, so kann durch die Ausbildung des Rastgetriebes dafür gesorgt
werden, daß diese labile Gleichgewichtslage nicht beibehalten wird. Es ist möglich,
daß in diesem Fall eine stabile Lage, wie sie durch die Rastpunkte R 1, R 2 und
R 3 gekennzeichnet wird, eingenommen wird, sobald der entsprechende Drucktastenschieber
1 wieder losgelassen wird.
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Eine einfache konstruktive Ausführungsform, bei der die Teile aus
Kunststoff hergestellt sind, ist in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Die Kurbelwelle
6 besteht aus zwei Zylinderabschnitten 11. In jedem Zylinderabschnitt 11 sind auf
einem Kreis drei Längsbohrungen 12 angeordnet.
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Diese Längsbohrungen 12 haben voneinander einen Winkelabstand von
1200. Die Zylinderwand 15 dieser Zylinderabschnitte 12 weist zwischen den Längsbohrungen
12 Einwölbungen 16 auf. Diese Einwölbungen 16 dienen der Materialersparnis und Gewichtseinsparung
und können durch ihre Form als Rastelemente verwendet werden.
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Die Pleuelstangen 5 und 14 tragen an ihren Enden Zapfen 13, die in
die Längsbohrungen 12 der Zylinderabschnitte 11 passen. Die mittlere Pleuelstange
14 weist zwei derartige Zapfen 13 auf.
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Wie F i g. 3 zeigt, greifen die Zapfen 13 der beiden am Ende liegenden
Pleuelstangen 5 in zwei Längsbohrungen 12 ein, die einen Winkelabstand von 1200
voneinander haben. Die beiden nicht dargestellten Zapfen der mittleren Pleuelstange
14 greifen in die dritte Längsbohrung 12 ein, so daß sich im zusammengesetzten Zustand
eine Kurbelwelle mit virtueller Achse ergibt. Auf diese Weise wird aus einfachen
Formteilen die komplizierte Form einer Kurbelwelle realisiert.
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Wie F i g. 4 zeigt, wird das teilzylindrische Gehäuse 17 durch ein
U-förmig gebogenes Führungsblech 19 gebildet, das am Gehäuse 3 befestigt werden
kann. Dieses U-förmige Führungsblech 19 bildet im Bereich des unteren Halbkreises
eine Führung für die Zylinderabschnitte 11. Wenn sich die Zylinderabschnitte 11
drehen, so gleiten sie an der Innenwand des U-förmigen Führungsblechs 19. Diese
Umfangsführung gewährleistet eine axiale Ausrichtung der auf diese Weise gebildeten
Kurbelwelle.
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Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ist das teilzylindrische
Gehäuse 17 im offenen Abschnitt durch eine Feder 18 abgeschlossen. Diese Feder 18
ist durch Schlitze 20 im Führungsblech 19 hindurchgeführt und weist herausgestanzte
Widerhaken 21 auf, die eine Einführung der Feder 18 in die Schlitze 20 ermöglichen
und danach eine widerhakenförmige Sicherung bilden.
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Es können zu diesem Zweck an der Feder 18 zwei Federecken vorgesehen
sein.
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Diese Feder 18 ist die einzige Feder des Drucktastenaggregates. Sie
dient bei der Drehung des Kurbelwellengetriebes zur Steigerung der zum Heranführen
an den Rastpunkt notwendigen Drehkraft. Diese erreicht ihren maximalen Wert, wenn
die Kurbelwellenpunkte um 60° aus ihrer dargestellten Ruhelage weitergedreht wurden.
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Die Feder 18 kann so ausgebildet sein, daß in der obersten Totpunktlage
des Kurbelzapfens das Kraftmaximum der Feder 18 nicht erreicht wird. Dies kann beispielsweise
dadurch verwirklicht werden, daß die Feder 18 trapezförmig ausgebildet wird.