DE3905543C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Zwangsbe­ tätigung eines auf Druck ansprechenden Schalters der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Eine derartige Betätigungseinrichtung ist z. B. aus der DE-OS 34 06 116 bereits bekannt und besteht aus einer so­ genannten Schaltfahne, die mechanisch von einem Steuer­ bauteil eines Drehfallenverschlusses beaufschlagt ist, und über die ein zugeordneter Druckschalter betätigbar ist, welcher einen elektromotorischen Antrieb für eine Dreh­ falle des Verschlusses ansteuert.

Die Schaltfahne ist hierbei in üblicher Weise mit dem Ge­ häuse des Druckschalters zu einer Baueinheit verbunden und besteht aus einer an ihrem freien Ende mit einer Tastrolle versehenen Blattfeder, die in Richtung ihres Abhebevor­ schubs vorgespannt ist. Dadurch liegt die Tastrolle der Schaltfahne ständig mit entsprechender Vorspannung am Um­ fang des zugeordneten Steuernockens an. Je nach der Dreh­ stellung des Steuernockens ist die Schaltfahne somit in einer wenig eingefederten Abhebestellung zu einem Schalt­ stift des Druckschalters oder in einer stärker eingefe­ derten Anlagestellung am Schalter gehalten, in welcher der Schaltstift über den Biegevorschub der Schaltfahne in seine schaltauslösende Stellung niedergedrückt ist.

Als problematisch ist bei einer Zwangsbetätigung von Schaltern über solche Schaltfahnen der Umstand anzusehen, daß sich die Schaltfahnen nicht bei jeder Schaltbetätigung identisch gleich durchbiegen. Bedingt durch andere Ein­ flußfaktoren, wie die Schwingungsbelastung der Schaltan­ ordnung zum Schaltzeitpunkt oder auch unterschiedliche Geschwindigkeiten des auf die Tastrolle ausgeübten Steu­ ervorschubs, ergeben sich vielmehr geringe Abweichungen von der vorgesehenen, idealen Biegelinie der Schaltfahne. Schon bei rein elastischer Durchbiegung der Schaltfahne kann somit mechanisch kein ganz exakter Schaltpunkt ange­ steuert werden.

Darüber hinaus kann es, insbesondere bei unter rauhen Ein­ satzbedingungen verwendeten Schaltern, relativ leicht zu Überdehnungen der empfindlichen Schaltfahnen kommen, was extreme Abweichungen des Schaltpunktes vom Sollwert zur Folge haben kann.

Des weiteren setzt das Prinzip der Schalterbetätigung über eine Schaltfahne voraus, daß ein Steuerbauteil vorhanden ist, das einen an den Schaltvorschub der Schaltfahne an­ gepaßten Steuervorschub auf diese übertragen kann.

Hierdurch werden die konstruktiven Möglichkeiten bei der Anordnung des Schalters bzw. der Gestaltung des Steuerbau­ teils erheblich eingeschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Betätigungseinrichtung zur mechanischen Zwangsbetäti­ gung eines auf Druck ansprechenden Schalters dahingehend zu verbessern, daß bei größerer konstruktiver Gestaltungs­ freiheit eine zuverlässige, punktgenaue Schalterauslösung gewährleistet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, wobei der biegesteife Schalthebel zur Anpassung an einen gegen­ über dem Schaltvorschub des Schaltstiftes deutlich grö­ ßeren Steuervorschub des Steuerbauteils entsprechend ver­ längert werden kann. Hierdurch lassen sich ohnehin vor­ handene bewegliche Hebel oder dgl. leichter zusätzlich als Steuerbauteil zur Schalteransteuerung nutzen.

Aus den übrigen Patentansprüchen gehen vorteilhafte Aus­ gestaltungen des Erfindungsgegenstandes hervor.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung eines Schalthebels an einem Drehfallenverschluß bei abgehobenem Schalt­ hebel, und

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 bei zwangsbe­ tätigtem Schalthebel.

Aus der schematischen Prinzipdarstellung ist eine Dreh­ falle 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug-Ver­ schlusses zu entnehmen, die auf einer von Zeichnungshinter­ grund gebildeten Schloßplatte mittels einer schloßplatten­ fest angebrachten Schwenkachse 2 gelagert ist. Um über die Drehfalle 1 eine aufbaufeste Verriegelung eines um eine horizontale Schwenkachse gelagerten Deckels zu ermöglichen, ist die Drehfalle 1 aus einer schräg nach oben gerichteten Öffnungsstellung, in der eine Schließöse des Deckels in ihre Gabelöffnung hineingeschwenkt werden kann, in eine schräg nach unten gerichtete Schließstellung schwenkbar, in welcher die Schließöse von der ihrerseits über Rast­ mittel schwenkblockierten Drehfalle 1 niedergehalten ist. Zum Öffnen des Deckels ist der Verschluß über ein Betäti­ gungsorgan auslösbar, wobei die Schwenkblockierung der Drehfalle 1 aufgehoben wird. Dadurch schnappt sie unter einer Federbelastung in ihre Öffnungsstellung zurück, in der sie gegen einen Anschlag gehalten und somit fixiert ist. Damit ist die Schließöse freigegeben und der Deckel kann abgehoben werden.

Zwischen der Öffnungsstellung A und der Schließstellung C ist die Drehfalle 1 über einen Winkel von etwa 70° schwenk­ bar, wobei jeder Betätigungszyklus eine Schließ- und eine Öffnungsbewegung um diesen Winkel umfaßt.

Bei jedem Betätigungszyklus der Drehfalle 1 soll in einer bestimmten Drehstellung während ihres Schließvorschubs ein Mikroschalter 3 betätigt werden, dessen Schaltsignal zur Verarbeitung in einer Steuerelektronik benötigt wird. Die Schalterbetätigung soll dabei exakt in einer Schaltstel­ lung B der Drehfalle 1 erfolgen, in der die Schließöse des Deckels gerade gegen Herausschwenken aus der Gabelöffnung der Drehfalle 1 gesperrt ist. Ferner soll der Mikroschal­ ter 3 geschlossen bleiben, bis die Schaltstellung B der Drehfalle 1 im Zuge ihres Öffnungsvorschubs wieder erreicht ist, und danach geöffnet werden und bis zur nachfolgenden Zwangsbetätigung geöffnet bleiben.

Hierzu sind in einer zur Schwenkebene der Drehfalle 1 parallelen Ebene neben dieser der Mikroschalter 3, ein Schalthebel 4 und ein Mitnehmerbolzen 5 angeordnet. Der zylindrische Mitnehmerbolzen 5 ist fest mit der Drehfalle 1 verbunden und ragt im Nahbereich ihrer Gabelöffnung senk­ recht von ihrer Breitseite ab. Demgegenüber sind der Mikro­ schalter 3 und der Schalthebel 4 auf einer gemeinsamen Schloßplatte 6 angeordnet, die sich flächenparallel zur vom Zeichnungshintergrund gebildeten Schloßplatte er­ streckt, und die aus Übersichtlichkeitsgründen nur punk­ tuell angedeutet ist. Der Schalthebel 4 ist dabei über eine Lagerachse 7 schwenkbar an der Schloßplatte 6 ange­ schlagen, die quer zur Schloßplattenebene von dieser ab­ ragt. Der über Kabel 8 mit der Steuerelektronik verbundene Mikroschalter 3 hingegen ist getrennt vom Schalthebel 4 auf der Schloßplatte 6 schraubbefestigt. Durch die räum­ lich vom Mikroschalter 3 getrennte Anordnung der Lager­ achse 7 ist eine maximale Freizügigkeit bei der Gestaltung des Schalthebels 4 gegeben.

Die Lagerachse 7 befindet sich radial zur Schwenkachse 2 versetzt zwischen dieser und der vom Mitnehmerbolzen 5 im Zuge einer Drehfallenbetätigung überstrichenen Kreisbahn, wobei er hier in der Öffnungsstellung der Drehfalle 1 ge­ sehen etwa auf einer Verbindungslinie zwischen der Schwenk­ achse 2 und dem Mitnehmerbolzen 5 liegt. Der Schalthebel 4 weist zwei Hebelarme auf, wobei ein Fangarm 4 a mit dem Mitnehmerbolzen 5 zusammenwirken soll, während ein Schlag­ arm 4 b zur Druckbeaufschlagung des Mikroschalters 3 vorge­ sehen ist.

Um eine Bewegungskoppelung des wippenartig gelagerten Schalt­ hebels 4 bei nicht betätigtem Mikroschalter 3 zu erreichen, erstreckt sich der Fangarm 4 a von der Lagerachse 7 ausgehend radial nach außen und durchsetzt dabei mit einem Endbereich die im Zuge einer Betätigung der Drehfalle 1 vom Mitnehmer­ bolzen 5 überstrichene Kreisbahnfläche vollständig. Zudem ist der Schalthebel 4 mittels einer Schraubenzugfeder 9 belastet, deren durch ihre Einhängungspunkte am Schalthebel 4 sowie an der Schloßplatte 6 bestimmte Wirkungslinie zwischen der Lagerachse 7 und dem Mikroschalter 3 her ver­ läuft. Durch diese im Uhrzeigergegensinn wirksame Federbe­ lastung wird der Fangarm 4 a zwischen zwei Schaltbetäti­ gungen mit einer Kante am Umfang des Mitnehmerbolzens 5 anliegend gehalten.

Um zu erreichen, daß der Schalthebel 4 auch bei klemmender Lagerung an der Lagerachse 7 noch in seine schaltauslösende Stellung geschwenkt wird, verläuft der Schlagarm 4 b von der Lagerachse 7 ausgehend zunächst unter einem spitzen Winkel zum Fangarm 4 a ebenfalls radial in die vom Mitnehmer­ bolzen 5 überstrichene Kreisbahnfläche hinein, wobei seine radiale Erstreckung im Unterschied zum Fangarm 4 a bereits mittig der Kreisbahnfläche endet. Der radiale Längenab­ schnitt des Schlagarms 4 b geht in einen tangentialen Längen­ abschnitt über, der sich in der Ebene des Schalthebels 4 abwärts erstreckt. In der Öffnungsstellung der Drehfalle 1 ist der Mitnehmerbolzen 5 somit gabelartig von Schalthebel 4 umgriffen. Falls der Schalthebel 4 also trotz sich abwärts bewegenden Mitnehmerbolzens 5 in seiner in Fig. 1 darge­ stellten Position verbleibt, läuft der Mitnehmerbolzen 5 auf eine Anschlagkante 10 des Schlagarms 4 b auf und über­ trägt dadurch einen Schwenkimpuls auf den Schalthebel 4. Die lichte Breite zwischen dem Fangarm 4 a und der Anschlag­ kante 10 sollte dabei deutlich größer bemessen sein als der Durchmesser des Mitnehmerbolzens 5, damit ein kräftiger Stoßimpuls auftreten kann, der mit einem "Losreißeffekt" verbunden ist.

Vorzugsweise geht die Anschlagkante 10 in eine Führungs­ kante 11 des tangentialen Längenabschnitts des Schlagarms 4 b über, die sich über eine Teillänge desselben erstreckt.

Diese Führungskante 11 weist eine Krümmung auf, welche der Krümmung der Kreisbahn des Mitnehmerbolzens 5 entspricht, und die nach Abschluß des schaltauslösenden Schwenkvor­ schubes des Schalthebels 4 exakt fluchtend entlang einer inneren Begrenzungslinie der vom Mitnehmerbolzen 5 über­ strichenen Kreisbahnfläche liegt. Damit der schaltauslö­ sende Schwenkvorschub des Schalthebels 5 auch in dieser aus Fig. 2 zu ersehenden Stellung abgeschlossen ist, muß der Mikroschalter 3 derart hinter dem tangentialen Län­ genabschnitt des Schlagarms 4 b angeordnet sein, daß seine Hinterkante einen Schaltstift 12 des Mikroschalter 3 in seine Schaltstellung niedergedrückt hat. Selbst bei einer hartnäckig klemmenden Lagerung des Schalthebels 4 findet somit eine mechanische Zwangsbetätigung des Mikroschalters 3 über den Mitnehmerbolzen 5 statt.

Um zu erreichen, daß der Mitnehmerbolzen 5 möglichst früh­ zeitig vom Schalthebel 4 entkoppelt wird, ist die Führungs­ kante 11 relativ kurz bemessen und geht zum freien Ende des Schlagarms 4 b hin in eine zurückspringende Auslauf­ kante 13 über.

Damit bei geschlossenem Mikroschalter 3 zwischen dem Schalt­ stift 12 und der diesen beaufschlagenden Hinterkante des Schlagarms 4 b keine unnötigen Zusatzkräfte aufgenommen werden müssen, ist auf der Schloßplatte 6 ein Sperran­ schlag 14 angebracht, an welchem die Hinterkante des Schlagarms 4 b ebenfalls anliegt.

Aufgrund der beschriebenen Anordnung und Gestaltung der Bauelemente ergeben sich im Zuge eines Betätigungszyklus der Drehfalle 1 folgende Regelabläufe:

Beim Schließvorgang der Drehfalle 1 wird der Mitnehmer­ bolzen 5 auf einer abwärts gerichteten Kreisbahn um die Schwenkachse 2 aus der Öffnungsstellung A in die Schließ­ stellung C bewegt. Da der Schalthebel 4 durch die Zugkraft der Schraubenzugfeder 9 schwenkbeaufschlagt ist, liegt eine Kante des Fangarms 4 a zunächst unter der Federvor­ spannung am Umfang des Mitnehmerbolzens 5 an und wird bis zum Erreichen der Schaltstellung B in einer Anlagestellung gehalten, wodurch eine synchrone Bewegung gewährleistet ist. Der Schwenklängenausgleich zwischen der Drehfalle 1 und dem Schalthebel 4 ist hierbei durch Entlanggleiten des Mitnehmerbolzens 5 auf der an ihm anliegenden Kante des Fangarms 4 a gegeben. Kurz bevor die Schaltstellung B er­ reicht ist, setzt die Hinterkante des Schlagarms 4 b auf dem Schaltstift 12 des Mikroschalters 3 auf und drückt diesen in der letzten Phase des Schwenkvorschubs des Schalthebels 4 in seine schaltauslösende Stellung nieder. In dieser niedergedrückten Schaltstellung B ist der Schalthebel 4 fixiert, da er durch eine verbliebene Einfeder­ vorspannung der Schraubenzugfeder 9 gegen einen Sperr­ anschlag 14 gezogen wird.

Beim Weiterschwenken der Drehfalle 1 aus der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung B findet eine selbsttätige Entkoppelung der Drehfalle 1 vom Schalthebel 4 statt, in­ dem sich der Mitnehmerbolzen 5, wie durch unterbrochene Linien angedeutet, auf seiner Kreisbahn weiter nach unten bewegt. In der Schließstellung C liegt somit eine voll­ ständige Entkoppelung des Schalthebels 4 von der Drehfalle 1 vor, so daß mechanische Schwingungen der Drehfalle 1 keinen unmittelbaren Einfluß auf den Mikroschalter 3 aus­ üben können.

Beim Öffnen des Drehfallenverschlusses schnappt die Dreh­ falle 1 unter einer Federbelastung aus der Schließstellung C in die Öffnungsstellung A, wobei der Mitnehmerbolzen 5 eine dem Schließvorgang entgegengesetzt gleiche Kreisbahn beschreibt. Beim Passieren der Schaltstellung trifft der Mitnehmerbolzen 5 auf die Kante des Fangarms 4 a auf und nimmt den Schalthebel 4 mit, wobei dieser in seine Abhe­ bestellung nach Fig. 1 verschwenkt wird. Damit geht eine Ausfederung der Schraubenzugfeder 9 einher, in der somit die Federenergie für eine nachfolgende Zwangsbetätigung gespeichert wird. Da die Federkraft an der Drehfalle 1 ein Vielfaches der Federkraft der Schraubenzugfeder 9 beträgt, wird der Schnappvorgang der Drehfalle 1 in ihre Öffnungs­ stellung hierdurch nicht beeinträchtigt.

In einer ersten Phase des Abhebevorgangs des Schlagarms 4 b vom Schaltstift 12 nimmt dieser aufgrund einer Rückstell­ feder seine ausgeschobene Ausgangsstellung wieder ein, wodurch der Mikroschalter 3 geöffnet ist.

Der Mikroschalter 3 verbleibt bis zu seiner nächsten me­ chanischen Zwangsbetätigung in seiner geöffneten Stellung, da der Schalthebel 4 wieder mit dem Mitnehmerbolzen 5 be­ wegungsgekoppelt ist.

Damit die Fertigungstoleranzen der beteiligten Bauelemente großzügiger bemessen sein können, ist es zweckmäßig, den Mikroschalter 3 und/oder den Sperranschlag 14 und/oder die Lagerachse 7 verstellbar auf der Schloßplatte 6 anzubringen. Der gewünschte Schaltpunkt läßt sich dann durch Verschieben dieser Bauelemente relativ zueinander exakt einstellen.

Claims (11)

1. Betätigungseinrichtung zur mechanischen Zwangsbetäti­ gung eines auf Druck ansprechenden Schalters, bestehend aus einem schwenkbeweglichen, federbelasteten Schalthebel, der unter Ansteuerung durch ein relativ zum Schalter be­ wegbares Steuerbauteil aus einer vom Schalter getrennten Abhebestellung in eine schaltauslösende Anlagestellung am Schalter schwenkbar ist, und der danach in der Anlagestel­ lung gehalten ist, wobei der Schalthebel über die Feder­ kraft bis zum Erreichen der Schaltauslösestellung mit dem Steuerbauteil bewegungsgekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (4) biegesteif ausgebildet und um ein Gelenk (Lagerachse 7) schwenkbar ist, daß er in Richtung seines schaltauslösenden Betätigungsvorschubs federbelastet ist, und daß das Steuerbauteil nach Erreichen der Schaltaus­ lösestellung des Schalthebels (4) von diesem entkoppelt weiterbewegbar ist, da der Schalthebel (4) durch die Feder­ kraft in seiner Schaltauslösestellung gehalten ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerbauteil ein Schwenkbauteil (Drehfalle 1) ist, das während eines Betätigungszyklus zwischen zwei Endlagen hin- und herschwenkbar ist, daß der Schalter (Mikroschalter 3) beim Vorschub des Schwenkbauteils (Dreh­ falle 1) in einer Bewegungsrichtung zwangsbetätigt ist, und daß der Schalthebel (4) im Zuge des Schwenkvorschubs in der anderen Bewegungsrichtung vom Schwenkbauteil ( Dreh­ falle 1) in seine Abhebestellung mitgenommen ist, wobei die Federenergie für die nächste Zwangsbetätigung gespeichert wird.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (4) in einem Abstand zum Schalter (Mikroschalter 3) gelagert ist, und daß er durch eine wip­ penartige Lagerung zwei Hebelarme aufweist, wobei einer der Hebelarme als Schlagarm (4 b) zur Beaufschlagung des Schalters (Mikroschalters 3) und der andere Hebelarm als Fangarm (4 a) für eine Mitnehmereinrichtung des Schwenk­ bauteils (Drehfalle 1) ausgebildet ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (4) in einer zur Schwenkebene des Schwenk­ bauteils (Drehfalle 1) nahezu parallelen Ebene schwenkbar ist, daß als Mitnehmereinrichtung ein quer vom Schwenkbauteil (Drehfalle 1) abragender Mitnehmerbolzen (5) vorgesehen ist, und daß der nach Anschlagen des Mitnehmerbolzens (5) am Fangarm (4 a) abhebegesteuerte Schalthebel (4) bis zum Erreichen der Schaltauslösestellung des Schwenkbauteils (Drehfalle 1) vom Mitnehmerbolzen (5) abgestützt ist.

5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (4) um eine Lagerachse (7) schwenkbar ist, die von der Bewegungsbahn des Mitnehmerbolzens (5) aus gesehen in Richtung der Schwenkachse (2) des Schwenk­ bauteils (Drehfalle 1) versetzt angeordnet ist.

6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagarm (4 b) bei geöffnetem Schalter (Mikro­ schalter 3) in die Bewegungsbahn des Mitnehmerbolzens (5) hineinragt, und daß er bei geschlossenem Schalter (Mikro­ schalter 3) außerhalb der Bewegungsbahn liegt.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelarme des Schalthebels (4) etwa V-förmig zu­ einander verlaufen, und daß sie den Mitnehmerbolzen (5) gabelartig umgreifen, wobei die Bewegungsbahn des Mitneh­ merbolzens (5) von einem Endbereich des Fanghebels (4 a) vollständig und von einem Längenabschnitt des Schlagarms (4 b) teilweise durchsetzt ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagarm (4 b) von seinem in die Bewegungsbahn des Mitnehmerbolzens (5) hineinragenden Längenabschnitt aus­ gehend tangential abgewinkelt ist.

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Mitnehmerbolzen (5) zugewandte Anschlagkante (10) des Schlagarms (4 b) in eine im wesentlichen parallel zur Bewegungsbahn des Mitnehmerbolzens (5) gekrümmte Füh­ rungskante (11) übergeht.

10. Betätigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltauslösende Betätigungsvorschub des Schalt­ hebels (4) durch einen Sperranschlag (14) begrenzt ist.

11. Betätigungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federbelastung des Schalthebels (4) eine Zugfe­ deranordnung vorgesehen ist.