DE4203427C2 - Nockendrehschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockendrehschalter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem eine zusätzliche Schaltfunktion durch axiale Verschie­ bung eines Stellgliedes möglich ist.

Derartige Drehschalter mit einer weiteren axialen Schaltmöglichkeit finden in der Technik häufig Anwendung. So zeigt z. B. die DE-OS 21 14 947 einen Lichtschalter für Kraftfahrzeuge, bei dem innerhalb eines Schaltergehäuses die Schalterwelle drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Die Stellwelle ist mit entspre­ chenden Einrastvertiefungen für die Schub- und Drehbewegung ausgestattet, d. h. die Rastvertiefungen sind im Winkelab­ stand und im axialen Abstand auf dieser Schalterwelle ange­ ordnet und sie wirken mit Rastkugeln zusammen, die radial durch Federn beaufschlagt sind. Bestimmungsgemäß wird bei diesem Schalter durch Einschieben der Schaltachse die Instru­ mentenbeleuchtung des Kraftwagens eingeschaltet, während durch Drehen die übrigen Schaltungen ausgeführt werden.

Die DE 87 00 618 U1 beschreibt einen Schalter für einen be­ heizbaren Back- oder Bratofen, bei dem ein Betätigungsknopf mit einer Schalterachse fest verbunden ist, die das Gehäuse durchtritt. Innerhalb des Gehäuses sind Schaltkontakte ange­ ordnet, die durch Drehbewegung der Schalterachse betätigt werden. Auf dem aus dem Gehäuse herausragenden Ende der Schal­ terachse ist ein zusätzliches Schaltglied angeordnet, das der Feintemperatureinstellung dienen soll und ebenfalls durch Drehen der Schalterwelle einstellbar ist, nachdem diese Schal­ terwelle axial gegen Federwirkung eingedrückt wurde. Die Schal­ terachse wird durch diese in Axialrichtung wirkende Feder in einer Grundstellung gehalten, und durch Überwindung dieser Federkraft wird die Längsverschiebung herbeigeführt. Eine Ver­ rastung in unterschiedlichen Axialstellungen ist hierbei nicht vorgesehen.

Die DE-OS 27 39 593 zeigt eine Handstelleinrichtung in Form eines "Joysticks", die über ein flexibles Kabel mit einem Computer verbindbar ist. Eine Stellwelle trägt auf ihrem aus dem Gehäuse vorstehenden Teil einen Bedienungsknopf, der gegen­ über dem Gehäuse verdreht und axial verschoben werden kann, um bestimmte Steuerfunktionen durchführen zu können. Auch hier sind keine Raststellungen vorhanden, sondern es ist eine erste Feder vorgesehen, die die Stellwelle in eine Ruhelage drückt, jedoch zuläßt, daß das eine Ende relativ zur Längs­ achse des zylindrischen Teils seitlich bewegt werden kann, wobei eine zweite Feder vorgesehen ist, die zuläßt, daß die Stellwelle um ihre Längsachse gedreht wird und auch in Längs­ richtung eine Translationsbewegung durchführt, jedoch nach Loslassen die Stellwelle in eine vorgegebene Lage drückt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Nockendreh­ schalter mit einer in einem Schaltergehäuse zwischen zwei Lagerflanschen gelagerten Nockenhohlwelle, die durch eine koaxial darin drehfest geführte Stellwelle betätigbar ist, welchletztere in mehreren Winkelstellungen und mehreren Axial­ stellungen unabhängig voneinander verrastbar ist. Derartige Nockenschalter sind insbesondere für Haushaltsgeräte be­ stimmt, bei denen das Bedürfnis besteht, durch axiale Ver­ schiebung einen zusätzlichen Schaltvorgang durchzuführen. Bei Anwendung in Verbindung mit einer Dunstabzugshaube kann mit dem Drehschalter die Motorgeschwindigkeit eingestellt werden, während das Licht durch Druck ein- und ausgeschaltet wird.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit eines solchen gattungs­ gemäßen Drehschalters wird dem Bedürfnis gerecht, den Be­ dienungsknebel bei Nichtgebrauch aus optischen Gründen in die Blende des Haushaltsgerätes zu versenken, wobei der Knebel zum Einstellen, d. h. Drehen, des Nockenschalters durch Eindrücken aus der Blende herausgeholt wird. Hier er­ folgt durch Eindrücken der Stellwelle zwar keine Schaltbe­ wegung, jedoch ist auch hier eine Verriegelung in zwei Axial­ stellungen notwendig.

Bei bekannten gattungsgemäßen Nockendrehschaltern, die für den Einsatz in Küchengeräten bestimmt waren, wurden die die gewünschte Schalt- bzw. Rastfunktion bewirkenden Mechanismen in axialer Verlängerung der Stellwelle entweder an der Rück­ seite des Schalters hinter dem hinteren Lagerflansch oder an der Bedienungsseite vor dem vorderen Lagerflansch angebaut. Dies bedingt eine erhebliche zusätzliche Einbaulänge, die bei den hiermit auszurüstenden Geräten häufig nicht zur Ver­ fügung steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gat­ tungsgemäßen Nockendrehschalter zu schaffen, der kompakt ausgebildet ist und zusammen mit seiner zusätzlichen Schalt- bzw. Rastfunktion die Einbaumaße eines üblichen Nockendreh­ schalters nicht überschreitet, so daß kein zusätzlicher Ein­ bauraum benötigt wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich­ nungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß auch innerhalb des Schaltergehäuses für den axialen Rast- und Schaltmechanismus kein zusätzlicher Raum benötigt wird, weil die hierfür er­ forderlichen Mechaniken innerhalb der hohlen Nockenwelle an­ geordnet sind, so daß eine Störung mit den Schaltkontakten nicht zu befürchten ist.

Die Stellwelle trägt einen zweckmäßig querverschieblichen Raststift, der in einer Rastkulisse an der Innenwand der Nockenhohlwelle abläuft. Diese Ausführung läßt sich konstruk­ tiv relativ einfach verwirklichen. Stattdessen könnte jedoch der Raststift auch in eine Radialbohrung der Nockenhohlwelle eingesetzt sein und in einen Rastmechanismus eingreifen, der in die Stellwelle eingearbeitet ist oder von dieser getragen wird.

Auf diese Weise kann der Rastmechanismus selbst mit einem sehr großen Hub innerhalb des Schaltergehäuses, d. h. zwischen Stellwelle und der auf ihr sitzenden Nockenhohlwelle angeord­ net werden, welchletztere im Schaltergehäuse drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert ist.

Bei Ausbildung des Nockendrehschalters in Kombination mit einem Drucktastenschalter wird nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung die Nockenhohlwelle geteilt und die beiden Abschnitte der Nockenwelle werden durch ein Kupplungsstück drehfest miteinander verbunden, welch letzteres eine axial verlaufende schiefe Ebene, beispielsweise in Gestalt eines Konus aufweist, über den ein Schaltbetätigungsschieber aushebbar ist. Auf diese Weise kann unabhängig von der Winkelstellung des Nockenschalters über eine Axialbewegung der Stellwelle eine weitere elektrische Schaltfunktion eingeleitet werden. Diese Art der Schaltfunktion ist besonders zweckmäßig, weil hierbei die Schaltkontaktbrücken bzw. Kontakthebel benutzt werden können, die bei einem üblichen Nockendrehschalter bereits vorhanden sind. Durch Einbau einer abgewandelten, in der vorbeschriebenen Weise geteilten Nockenhohlwelle kann dann die Betätigung dieser bereits vorhandenen Schaltkontakte durch Druckbetätigung der Stellwelle bewirkt werden.

Falls die axiale Verstellfunktion lediglich der Versenkung des Schaltknebels in der Blende des Gerätes dienen soll, kann auf die axiale Teilung der Nockenwelle verzichtet werden. Es ist dann lediglich erforderlich, die Stellwelle in der Nockenwelle axial verschiebbar (aber drehfest) zu lagern und zwischen Nockenwelle und Stellwelle den beschriebenen Rastmechanismus anzuordnen. Dieser wird vorzugsweise aus Stabilitätsgründen im Bereich eines Lagerflansches des Schaltergehäuses untergebracht.

Um durch den erfindungsgemäßen Nockendrehschalter zusätzlich Signalkontakte schalten zu können, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung an dem hinteren Lagerflansch des Schaltergehäuses eine Leiterplatte festgelegt, insbesondere angeklemmt, deren Leiterbahnen mit einem Schaltteller zusammenwirken, der drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß sämtliche für die Schaltung und Einstellung erforderlichen Elemente innerhalb der räumlichen Abmessungen des Schaltergehäuses untergebracht werden können und bestehende Nockendrehschalter-Gehäuse mit ihren Kontaktanschlußklemmen und Kontaktbrücken benutzt werden können, weil abgesehen von der Druckkontakt-Schieberführung sämtliche Funktionsteile mit der Nockenwelle bzw. der Stellwelle vereinigt sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines mit einem Druckschalter kombinierten Nockendrehschalters;

Fig. 2 eine Ansicht der Steuerkurve;

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Schalterwelle;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 1;

Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittansicht eines Nockendrehschalters mit versenkbarem Knebel;

Fig. 6 eine Ansicht der Steuerkurve des Schalters nach Fig. 5;

Fig. 7 ein Schaltbeispiel eines Wahlschalters mit kombinierter Dreh- und Druckbetätigung.

Die in den Fig. 1 bis 5 bzw. 6 dargestellten Nockendreh­ schalter weisen ein Schaltergehäuse 10 mit Lagerflanschen 12 am vorderen und hinteren Ende auf. Die als Hohlwelle ausgebildete Nockenwelle 14 ist axial geteilt in einen Vorderabschnitt 14a, der in dem der Bedienungsseite zugewandten Lagerflansch 12 und einem Stützlager 13 gelagert ist, und einem hinteren Abschnitt 14b, der vom hinteren Lagerflansch 12 abgestützt ist. Zwischen diesen beiden Wellenabschnitten 14a und 14b befindet sich ein Betätigungskegel 16 für den Druck­ schalter. Die Nockenwelle 14 wird von einer Stellwelle 18 durchsetzt und getragen, die in ihrem gemäß Fig. 1 und 6 rechts aus dem Lagerflansch 12 vorstehenden Ende einen nicht dargestellten Schaltknebel trägt. In dem den vorderen Nocken­ wellenabschnitt 14a tragenden Abschnitt weist die Stellwelle 18 eine Abflachung 20 auf, an der der Nockenwellenabschnitt 14a mit einer entsprechenden Abflachung angreift, so daß eine drehfeste Verbindung dazwischen zustande kommt, die Stellwelle jedoch axial innerhalb der Nockenwelle 14 verschiebbar bleibt. In dem den hinteren Nockenwellenabschnitt 14b tragenden Teil weist die Stellwelle einen Wellenabschnitt 22 mit verringertem Durchmesser auf. Am Ende trägt dieser Abschnitt 22 eine Wellensicherung 24. Der hintere Gehäuseflansch 12 haltert über Klemmfinger 30 eine mit Kontaktbahnen versehene Leiter­ platte 28, mit der ein integral mit dem Nockenwellenabschnitt 14b verbundener Schaltteller 26 unter axialer Kontaktgabe zusammenwirkt. Hierdurch können beispielsweise Signallampen geschaltet werden.

Der Nockenwellenabschnitt 14a trägt in bekannter Weise radiale Schaltnocken, die in üblicher Weise mit den als Kontakthebel 32 ausgebildeten Schaltdrücken des Nockendrehschalters zusammenwirken. Die Rast-Drehwinkelstellungen werden durch einen Raststern 34 des Nockenwellenabschnitts 14a und einen hiermit zusammenwirkenden, im Gehäuse radial verschiebbaren Stößel 36 festgelegt, der durch eine Druckfeder 38 in die Lücken des Raststerns 34 gedrückt wird.

Eine am Vorderende des Betätigungskegels 16 ansetzende Führungs­ hülse 40 wird vom Hinterende des Nockenwellenabschnitts 14a umschlossen und axial geführt. Der Betätigungshohlkegel umschließt das Vorderende des Nockenwellenabschnitts 14b und ist auf diesem axial verschiebbar. Eine Druckfeder 42 ist auf den Wellenabschnitt 22 aufgezogen und stützt sich einerseits gegen die vordere Stirnfläche des Nockenwellen­ abschnitts 14b und andererseits gegen einen nach innen gezogenen Endflansch 44 der Führungshülse ab.

Im Schaltergehäuse ist radial bezüglich der Nockenwelle ein Schaltbetätigungsschieber 46 gelagert, der den Nockenwellen­ abschnitt 14b mit einem Loch 48 umgreift. In dieses Loch ist der Betätigungskegel 16 einschiebbar, wodurch, wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, der Betätigungsschieber 46 angehoben werden kann. Die Verschiebung des Betätigungskegels 16 erfolgt durch Druck auf die Stellwelle 18, wobei der Wellenabsatz auf die hintere Stirnfläche des Flansches 44 der Führungshülse gegen die Rückdruckfeder 42 drückt und den Betätigungskegel 16 auf dem Nockenwellenabschnitt 14b axial verschiebt.

Der Schieber 46 wird durch eine Rückholfeder 52 in die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung gezogen. Der Schieber 46 weist beidseitig axial verlaufende Arme 54 auf, an deren Enden Lager­ flansche 56 ansetzen, die im Gehäuse geführt sind. Die seitlichen Arme wirken auf Kontakthebel 58 ein, die gleich ausgebildet sind wie die Kontakthebel 32 des Nocken­ drehschalters. Sie werden demgemäß durch Druck auf die Stell­ welle 18 unabhängig von den Nockenkontakten des Drehschalters betätigt.

Die beiden axialen Schaltstellungen der Stellwelle werden durch einen Rastmechanismus fixiert. Zu diesem Zweck ist ein Rast­ herz 60 in Gestalt eines flachen Blättchens vorgesehen, welches in eine Vertiefung 62 am Innendurchmesser des Hohlwellen­ abschnitts 14a eingesetzt und darin drehfest und axial gesichert gehaltert ist. Auf der der Abflachung 20 der Stellwelle 18 zugewandten Seite trägt das Rastherz-Blättchen 62 eine herzförmige Steuerkurve, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Diese ist ähnlich einer Kugelschreibermechanik ausgebildet. In die Steuerkulissenführung greift ein Raststift 64 ein, der in einer Rastscheibe 66 festgelegt ist, die seitlich verschiebbar in einer Vertiefung 68 der Abflachung 20 der Stellwelle 18 geführt ist. In der Vertiefung befindet sich eine Quernut 70, in die das unten aus der Rastscheibe 66 vorstehende Ende des Raststiftes 64 einsteht.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schalter arbeitet wie folgt:

Wenn mittels eines Knebels die Stellwelle 18 gedreht wird, dann schalten die Radialnocken an dem Vorderabschnitt 14a der Nocken­ welle in bekannter Weise die Schalthebel 32 und öffnen bzw. schließen die zugeordneten Kontakte. Der Nockenwellenabschnitt 14a ist mit dem Nockenwellenabschnitt 14b über den als Kupplung wirkenden Betätigungshebel 16 drehfest verbunden. Hierzu können nicht dargestellte, formschlüssig ineinandergreifende Kupplungs­ organe vorgesehen sein. Über diese Drehkupplung wird auch der Schaltteller 26 verdreht, dessen der Leiterplatte 28 zugeordnete Kontakte die Kontaktbahnen dieser Leiterplatte schalten können. Hierdurch können Signalkontakte betätigt werden.

Unabhängig von diesem Drehschalter können die Kontakthebel 58 des mit dem Drehschalter vereinigten Druckschalters betätigt werden, d. h. die nachstehende Schaltfunktion kann in jeder Winkelstellung der Stellwelle 18 durchgeführt werden. Durch Eindrücken der Stellwelle 18 wird der Betätigungskegel 16 axial verschoben und hebt den Schieber 46 an, wodurch die Kontakt­ hebel 54, wie aus Fig. 4 ersichtlich, die Kontakte schließen. Die Einschubstellung wird durch den Rastherzmechanismus 60, 64, 66 fixiert, bis durch einen weiteren Druck auf die Stellwelle 18 über den Steuermechanismus und die Druckschraubenfeder 42 die Stellwelle in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Fig. 5 veranschaulicht einen Nockendrehschalter, bei dem die Stellwelle 18 über einen Rastmechanismus in zwei Axialstellungen festlegbar ist, wobei jedoch im Gegensatz zu dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 bis 4 die unterschiedlichen Axialstellungen keine elektrische Schaltfunktion ausüben. Mit einem derart ausgebildeten Nockendrehschalter kann erreicht werden, daß der Schaltknebel 72 in die Blende des Haushaltsgerätes versenkt werden kann. In diesem Fall ist die Nockenhohlwelle 14 einstückig ausgebildet und über eine entsprechende Querschnitts­ profilgebung drehfest mit der Stellwelle 18 verbunden. Die Rückholfeder 42a stützt sich hierbei gegen eine Ringstufe 74 und den Wellenstufenabsatz 50 der Stellwelle 18 ab. Die Steuerkurve des Rastherzes 60 ist in diesem Falle, wie ein Vergleich der Fig. 6 und 2 zeigt, etwas länger ausgebildet, um einen größeren Hub zur Verfügung zu haben. Der gesamte Rastmechanismus ist jedoch auch hier innerhalb der axialen Länge des Schaltergehäuses untergebracht, so daß für die axiale Betätigung kein zusätzlicher Raum, weder an der Bedienungsseite, noch an der Rückseite erforderlich ist.

Fig. 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters nach Fig. 1 bis 4. Der Nockendrehschalter 76 wirkt auf Schaltkontakte 78 ein, die stufenweise einen Vorwiderstand 80 eines Motors 80 einstellen, der den Lüfter einer Dunst- Abzugshaube antreibt. Der mit dem Nockendrehschalter vereinigte Druckschalter 84 schaltet die Beleuchtung 86.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und kann überall dort Anwendung finden, wo eine Schaltung durch deutlich unterschiedene Bewegungsabläufe erwünscht ist.

Claims (9)

1. Nockendrehschalter mit einer in einem Schalter­ gehäuse (10) zwischen zwei Lagerflanschen (12) drehbar, aber axial unverschiebbar gelagerten, in mehreren Winkel­ stellungen verrastbaren Nockenhohlwelle (14) und mit einer in dieser Nockenhohlwelle (14) axial verschiebbar, aber drehfest geführten Stellwelle (18), welchletztere in mehre­ ren Axialstellungen verrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Rastverriegelungs­ mechanismus (60, 62, 64, 66, 68, 70) zwischen der im Ge­ häuse (10) gelagerten Nockenhohlwelle (14) und der Stell­ welle (18) angeordnet ist.

2. Nockendrehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwelle (18) einen quer verschieblichen Raststift (64) trägt, der in einer Rast­ kulisse (60) an der Innenwand der Nockenhohlwelle (14) ab­ läuft.

3. Nockendrehschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkulisse in einem Blätt­ chen angeordnet ist, das in einer Vertiefung (62) der Innen­ wand der Nockenhohlwelle axial und winkelmäßig festgelegt ist.

4. Nockendrehschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift (64) mit seinem der Rastkulisse abgewandten Ende in einen Querschlitz (70) der Stellwelle (18) einsteht und von einer Scheibe (66) getragen wird, die in einer Vertiefung (68) der Stellwelle (18) ver­ schiebbar geführt ist.

5. Nockendrehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenhohlwelle in einen Vorder­ abschnitt (14a) und einen Hinterabschnitt (14b) unterteilt ist, die durch ein sie drehfest verbindendes Kupplungsstück (16) überbrückt sind, welches gegenüber den beiden axial festen Nockenwellenabschnitten (14a, 14b) axial verschiebbar ist.

6. Nockendrehschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (16) über einen Formschlußanschlag (50) der Stellwelle (18) axial gegen Feder­ druck (42) verschiebbar ist und einen Betätigungskonus auf­ weist, der in ein die Nockenhohlwelle (14b) umschließendes Loch (48) eines radial verstellbaren Schiebers (46) einschieb­ bar ist.

7. Nockendrehschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Feder (52) in die Ausgangsstellung zurückgeführte Schieber Kontaktbetätigungs­ arme (54) trägt, die auf Kontakthebel (58) des Nockenschalters einwirken.

8. Nockendrehschalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der ungeteilten Nocken­ welle (14) eine Druckschraubenfeder (42) auf die Stellwelle (18) aufgezogen und gegen einen Stufenabsatz (50) der Stell­ welle und die Nockenwelle abgestützt ist.

9. Nockendrehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenhohlwelle (14; 14b) einen Schaltteller (26) trägt, der mit Schaltkontakten einer gehäuse­ festen Leiterplatte (28) zusammenwirkt.