DE19503902A1

DE19503902A1 - Motor vehicle manual input rotary switch with multiple positions

Info

Publication number: DE19503902A1
Application number: DE1995103902
Authority: DE
Inventors: Hans Preinfalk
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1996-08-08

Abstract

A rotary switch allows one of a number of contacts to be selected by moving linear contact carriers within a housing (1). The contact carriers (3, 4) are located in slideways in both the bottom and the top of the housing. Each carrier can have one or more spring loaded contact pads that are pressed against circuit plates (19) within the housing. The movement of the carriers is produced by a manual rotation of a knob that has a spindle carrying a pinion gear (31). This meshes with the teeth of racks formed on the carriers.

Description

In der Schaltertechnik, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, ist es vielfach erwünscht, eine manuelle Drehbewegung eines Schalters in eine Längsbewegung der beweglichen Schaltstücke zu überführen. Hierdurch können die schalterfesten Kon taktstücke in einer Ebene angeordnet und damit leichter hergestellt bzw. bestückt werden. Andererseits ist der Einstellzustand eines Drehschalters für eine Bedienungsperson einfacher zu erkennen als die Stellung eines Schiebeschalters, da die Winkelstellung eines Drehgriffs leichter erkannt wird, als die Stellung eines Schiebers in einer Ebene.In switch technology, especially in motor vehicles it is often desired to have a manual rotary movement Switch in a longitudinal movement of the moving contact pieces to convict. This allows the switch-proof con beats arranged on one level and thus lighter are manufactured or equipped. On the other hand, the Setting state of a rotary switch for an operator easier to recognize than the position of one Slide switch because of the angular position of a twist grip is more easily recognized than the position of a slide in one level.

Aus der DE-OS 40 20 844 ist es bekannt, eine Drehwelle mit einem stiftförmigen Antriebsnocken zu versehen, welcher längs verschieblich in die Ausnehmung eines Kon taktschlittens derart eingreift, daß die Schwenkbewegung des Stiftes in eine begrenzte Längsbewegung eines Kontaktschlit tens umgewandelt wird. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist es, daß die Längsbewegung des Kontaktschlittens von der Winkelstellung des Schaltstiftes in Form einer trigonometrischen Funktion abhängt. Außerdem sind mit dieser bekannten Konstruktion nur relativ kleine Drehwinkel durchführbar.From DE-OS 40 20 844 it is known a To provide the rotary shaft with a pin-shaped drive cam, which is longitudinally displaceable in the recess of a con tact slides engages such that the pivoting movement of the Pin in a limited longitudinal movement of a contact slide tens is converted. A disadvantage of this embodiment is that the longitudinal movement of the contact carriage from the Angular position of the switching pin in the form of a trigonometric function depends. Besides, with this known construction only relatively small angles of rotation feasible.

Aus dem DE-GM 78 27 737 ist ein Schalter bekannt, bei dem mit dem Drehgriff ein Zahnrad gekoppelt ist, welches über eine Zahnstange einen Kontaktschlitten antreibt. Bei diesem Schalter liegen die Kontaktkräfte, mit denen der Schlitten sich an den schalterfesten Kontakten abstützt, parallel zur Drehachse des Zahnrades. Es muß daher für eine besonders gute Lagerung des Schlittens gesorgt werden, um zu verhindern, daß die in dem Schalter auftretenden Drehmomente den Schlitten gegenüber dem Schaltergehäuse verspannen. Der Schalter ist damit nicht zum Schalten vieler Schaltkontakte geeignet, da die Schlittengröße aufgrund der Führungsprobleme des Schlit tens begrenzt ist.From DE-GM 78 27 737 a switch is known in which with a gear is coupled to the rotary handle, which via a Rack drives a contact slide. With this Switches are the contact forces with which the slide is supported on the switch-fixed contacts, parallel to the Axis of rotation of the gear. It must therefore be a particularly good one Storage of the sled be taken care of to prevent the torques occurring in the switch the carriage brace against the switch housing. The switch is therefore not suitable for switching many switch contacts, because the sled size due to the guiding problems of the sled is limited.

Ein ähnlicher Schalter ist aus der DE-OS 40 20 821 bekannt, bei dem zwei mit Zahnstangen versehene Schlitten zueinander gegenläufig in dem Schaltergehäuse bewegt werden kann. Wenn auch die Kraftverteilung gegenüber dem Schalter gemäß des DE-GM 78 27 737 erheblich günstiger ist, so treten doch wiederum bei der Kraftübertragung von dem Zahnrad zu den be weglichen Kontakten in den Schlitten erhebliche Momente auf.A similar switch is known from DE-OS 40 20 821, in which two sledges with racks to each other can be moved in opposite directions in the switch housing. If also the force distribution compared to the switch according to the DE-GM 78 27 737 is considerably cheaper, so do again in the transmission of power from the gear to the be contacts in the sled considerable moments.

Die Erfindung geht daher aus von einem Drehschalter der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Auf gabe der Erfindung ist, den Schlitten gegenüber dem antreibenden Zahnrad derart anzuordnen, daß auch bei großen aufgrund vieler vorgespannter Kontakte ausgeübten Kräften auf den Schlitten dieser zuverlässig in dem Schaltergehäuse geführt werden kann und der Krafteingriff zwischen Zahnrad und Zahnstange unter allen Umständen gewährleistet ist.The invention is therefore based on a rotary switch genus resulting from the preamble of claim 1. On is the invention of the carriage over the arrange driving gear so that even with large due to many preloaded contacts the slide this reliably in the switch housing can be performed and the force engagement between gear and rack is guaranteed under all circumstances.

Die Erfindung wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil in Anspruch 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, den oder die Schlit ten in dem Schaltergehäuse derart anzuordnen, daß die von den beweglichen Kontakten auf den Schlitten ausgeübten Kräfte gleichzeitig auch für einen guten Eingriff der zu den Schlit ten gehörenden Zahnstange in das antreibende Zahnrad sorgen. Dabei tritt der mit der Erfindung erreichte Vorteil auch schon bei der Verwendung eines einzigen Schlittens auf. Die Erfindung ist aber besonders wirkungsvoll, wenn zwei hin sichtlich der Kontur des Zahnrades einander gegenüberliegende Schlitten angewendet werden, deren Kräfte einander entgegengesetzt in Richtung der Antriebsachse des Zahnrades wirken und sich somit hinsichtlich der Lagerung der Antriebsachse weitgehend aufheben.The invention is characterized by the Part of the resulting combination of features solved. The In principle, the invention therefore consists in the Schlit or Schlit ten in the switch housing to be arranged such that the forces exerted on the sliding contacts at the same time also for a good engagement of the Schlit into the driving gear. The advantage achieved with the invention also occurs when using a single slide. The But invention is particularly effective when two go clearly the contour of the gear wheel opposite each other Sledges are applied, the forces of each other opposite in the direction of the drive axis of the gear act and thus with regard to the storage of Largely cancel the drive axle.

Um die Montage der Schlitten innerhalb des Schalters zu vereinfachen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 2. Danach besteht das Schaltergehäuse zumindest aus zwei Teilen, denen jeweils ein Schlitten zugeordnet ist. In der Praxis bedeutet dies, daß im Bereich der Schlitten das Schaltergehäuse in einer parallel zur Drehachse verlaufenden Ebene längs geteilt ist. Die Gehäuseteile des Schalters können dann auch durch Verrasten miteinander verbunden werden oder durch eine über beide Teile gestülpte Hülse zusammengehalten werden.To mount the sled inside the switch too simplify, is recommended in further development of the invention the combination of features according to claim 2. Then there is Switch housing at least from two parts, each one Sled is assigned. In practice this means that in Area of the slide the switch housing in a parallel is divided longitudinally to the plane of rotation. The Housing parts of the switch can then be locked be connected to each other or by one over both parts slipped sleeve are held together.

Um bei unveränderter Winkelstellung der Drehachse zusätzliche Schaltvorgänge auslösen zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Danach sind Schaltvorgänge nicht nur durch Drehen des Zahnrades um dessen Drehachse, sondern auch durch eine Verschiebung der Antriebsachse des Zahnrades um ihre Längsachse möglich. Um die Bedienungsperson bei der Betätigung des Schalter zu unterstützen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Danach dienen die eingesetzten Rastmittel nicht nur in bekannter Weise zur Festlegung geeigneter Winkelstellung, die bestimmten Schaltzuständen zugeordnet sind, sondern zusätzlich auch noch zur Festlegung der Stellung der Schaltachse in ihrer Längsrichtung, der in Ab hängigkeit von der jeweiligen Winkelstellung wiederum zusätzliche Schaltvorgänge zugeordnet werden können.To add additional with unchanged angular position of the axis of rotation To be able to trigger switching operations is recommended in Development of the invention according to the combination of features Claim 3. Then switching operations are not just by turning the gear around its axis of rotation, but also by a Displacement of the drive axis of the gear around her Longitudinal axis possible. To the operator at the Supporting actuation of the switch is recommended in Development of the invention according to the combination of features Claim 4. Thereafter, the locking means used are not used only in a known manner to determine suitable ones Angular position assigned to certain switching states are, but also to determine the Position of the switching axis in its longitudinal direction, which in Ab dependence on the respective angular position additional switching operations can be assigned.

Um dabei den Antrieb der beiden gegenläufigen Schlitten durch das Zahnrad bei einer Längsverschiebung der Antriebswelle nicht zu behindern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Eine be sonders einfache Konstruktion zur Ausgestaltung eines Schalters gemäß Anspruch 3 ergibt sich durch die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 6. Danach ist zusätzlich zu den tangential zu dem Zahnradumfang verschiebbaren Schlitten noch eine schlittenartige Kontakthalterung vorgesehen, welche aber quer zu den weiter vorn genannten beiden Schlittentransport wird, indem die Betätigungswelle des Schalters hin eingeschoben oder herausgezogen wird. Ein einfaches Mittel, um die Kontakthalterung bei einer Bewegung der Antriebswelle in deren Längsrichtung mitzunehmen, ist durch die Merkmalskombination nach Anspruch 7 gegeben. Danach wird die schlittenartige Kontakthalterung durch eine Längsbewegung der Antriebswelle mitgenommen, nicht aber in ihrer Lage durch eine Drehbewegung der Antriebswelle verändert.To drive through the two opposing slides the gearwheel in the event of a longitudinal displacement of the drive shaft in hindsight is recommended in continuing education at the Invention the combination of features according to claim 5. A be particularly simple construction for the design of a Switch according to claim 3 results from the application the features of claim 6. Thereafter, in addition to slide that is tangential to the gear circumference a sled-like contact holder is provided, but which across from the two sledge transports mentioned above by pushing the switch actuator shaft is pushed in or pulled out. A simple means around the contact holder when the drive shaft moves to take along in their longitudinal direction is through the Feature combination according to claim 7 given. After that the slide-like contact holder by a longitudinal movement the drive shaft, but not in their position changed by a rotary movement of the drive shaft.

Für die sichere Anordnung der gehäusefesten Kontaktstücke im Schaltergehäuse ergibt sich durch die Merkmale nach Anspruch 8 eine vorteilhafte Lösung.For the secure arrangement of the contact pieces in the housing Switch housing results from the features according to claim 8 an advantageous solution.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:The invention is described below with reference to the drawing explained. It shows:

Fig. 1 in stark vereinfachter Form einen Schnitt in Längsrichtung des erfindungsgemäßen Schalters und Fig. 1 in a greatly simplified form a section in the longitudinal direction of the switch according to the invention and

Fig. 2 einen Schnitt durch den Schalter nach Fig. 1 in Höhe des Zahnrades. Fig. 2 shows a section through the switch of Fig. 1 at the level of the gear.

In Fig. 1 erkennt man ein erstes Gehäuseteil 1 und ein zweites Gehäuseteil 2 des Schaltergehäuses, die miteinander, vorzugsweise lösbar, zusammengefügt sind. Dies kann beispielsweise durch Verrasten oder durch eine zusätzliche, in Fig. 1 nicht dargestellte Hülse geschehen, welche diese beiden Teile miteinander verbindet. In die Gehäuseteile 1 und 2 sind Kontaktbleche 18 beispielsweise durch Vergießen eingefügt, die mit ihren anschlußseitigen Enden aus den beiden Gehäuseteilen 1, 2 hervorragen. Die diese ortsfesten Kontakte bildenden Kontaktbleche 18 sind zu in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kontakten geführt, welche in geeigneter Weise über die Innenfläche der Gehäuseteile 1, 2 verteilt sind. Einzelheiten hierzu können beispielsweise der DE-OS 43 30 310 entnommen werden. Für die Erfindung wichtig ist hier nur, daß die Innenfläche der Gehäuseteile nicht durchgehend zylinderförmig ist, sondern zwei Schaltebenen 19, 20 aufweist, innerhalb derer die schalterfesten Kon taktstücke angeordnet sind und wobei die Kontaktstücke von federnd gelagerten Kontaktbrücken kontaktiert werden. In Fig. 1 it can be seen a first housing part 1 and a second housing part 2 of the switch housing, which are each preferably releasably joined together. This can be done, for example, by latching or by an additional sleeve, not shown in FIG. 1, which connects these two parts to one another. In the housing parts 1 and 2 , contact plates 18 are inserted, for example by potting, which protrude with their connection-side ends from the two housing parts 1, 2 . The contact plates 18 forming these fixed contacts are led to contacts, not shown in the drawing, which are distributed in a suitable manner over the inner surface of the housing parts 1, 2 . Details of this can be found, for example, in DE-OS 43 30 310. For the invention, it is only important that the inner surface of the housing parts is not continuously cylindrical, but has two switching planes 19 , 20 , within which the switch-fixed con tact pieces are arranged and the contact pieces are contacted by spring-loaded contact bridges.

Die beweglichen Kontaktbrücken 7 sind unter Vorspannung von Vorspannungsfedern 10 in zwei Schlitten 3, 4 angeordnet, so daß sie die ortsfesten Kontakte der Kontaktbleche entsprechend der vorgegebenen Schaltstellungen zu überbrücken vermögen und damit die gewünschten Schaltvorgänge auslösen.The movable contact bridges 7 are arranged under prestressing of prestressing springs 10 in two carriages 3, 4 , so that they are able to bridge the fixed contacts of the contact plates in accordance with the predetermined switching positions and thus trigger the desired switching operations.

Die Schlitten 3, 4 besitzen seitliche Aufsätze 21, 22, 23, 24, mit denen die in Schienen 25, 26, 27, 28 des Schaltergehäuses senkrecht zur Betrachtungsebene in Fig. 1 geführt werden kön nen. Der Antrieb der Schlitten 8, 9 erfolgt dabei über mit den Schlitten verbundenen Zahnstangen 29, 30, die durch ein Zahnrad 31 angetrieben werden. Das Zahnrad 31 ist mit einer Antriebswelle 32 verbunden, so daß durch Drehen eines Betätigungsknopfes 33 die beiden Schlitten 7, 8 zueinander gegenläufig senkrecht zur Betrachtungsebene der Fig. 1 geführt werden.The carriages 3 , 4 have side attachments 21 , 22 , 23 , 24 with which the rails 25 , 26 , 27 , 28 of the switch housing can be guided perpendicularly to the viewing plane in FIG. 1. The carriage 8 , 9 is driven by toothed racks 29 , 30 connected to the carriage, which are driven by a gear wheel 31 . The gear wheel 31 is connected to a drive shaft 32 , so that the two slides 7 , 8 are guided in opposite directions to one another perpendicular to the viewing plane of FIG. 1 by turning an actuating button 33 .

Vorteilhaft bei der vorliegenden Ausführungsform ist dabei, daß die Vorspannfedern 10 sich über die Schlitten 3, 4 an den Schienen 25-28 und damit an dem Schaltergehäuse abstützen, so daß diese Kräfte nicht über die Welle übertragen werden. Es ist aber auch denkbar, durch entsprechende Tolerierung, beispielsweise der Schienen 25, 27, die Vorspannkraft der Vorspannfedern 10 über die Zahnstangen 29 und 30 auf das Zahnrad 31 zu übertragen, so daß ein besonders guter Eingriff der Zahnstangen in das Zahnrad gewährleistet ist.It is advantageous in the present embodiment that the biasing springs 10 are supported via the slides 3 , 4 on the rails 25-28 and thus on the switch housing, so that these forces are not transmitted via the shaft. However, it is also conceivable to transmit the prestressing force of the prestressing springs 10 via the toothed racks 29 and 30 to the toothed wheel 31 by appropriate tolerance, for example the rails 25 , 27 , so that particularly good engagement of the toothed racks in the toothed wheel is ensured.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung be steht darin, daß neben den transversal verschiebbaren Schlit ten 3, 4 auch noch eine den Schlitten entsprechende Kontak thalterung 5 vorgesehen ist, die mittels Kontaktbrücken ebenfalls zum Durchschalten von schalterfesten Kontaktstücken geeignet ist, welche mit Kontaktblechen 18 verbunden sind. Im Unterschied zu den beiden Schlitten 3, 4 ist aber die Kontak thalterung 5 innerhalb der Gehäuseteile 1, 2 in Längsrichtung der Antriebswelle 32 verschiebbar angeordnet. Die Kontak thalterung greift dabei mit einem Vorsprung 35 in eine um laufende Nut 34 der Antriebswelle 32 an, so daß beim Heraus ziehen der Antriebswelle 32 in ihrer Längsrichtung aus dem Schaltergehäuse die Kontakthalterung 5 in Längsrichtung der Antriebswelle mitgenommen und so einem Umschaltvorgang be wirkt wird. Da ein Ansatz 37 an der Antriebswelle 32 in eine entsprechende Ausnehmung des Zahnrades 31 ragt, kann die Antriebswelle 32 ohne Änderung der Lage des Zahnrades nach außen gezogen werden. Infolgedessen wird durch eine derartige Bewegung der Antriebswelle der Zustand des Schlittens 3, 4 nicht beeinflußt, so daß der in dieser Winkellage der Antriebswelle eingenommene Schaltzustand beim Herausziehen des Betätigungsknopfes 33 erhalten bleibt. Andererseits be wirkt, wie weiter oben schon erläutert, eine Drehbewegung in einer vorgegebenen Längslage der Antriebswelle keine Veränderung des durch die Kontakthalterung 5 gerade eingenom menen Schaltzustandes.Another important aspect of the present invention is that, in addition to the transversely displaceable slide 3 , 4 , a slide corresponding contact holder 5 is also provided, which is also suitable by means of contact bridges for switching through switch-fixed contact pieces which are connected to contact plates 18 are. In contrast to the two slides 3 , 4 but the contact holder 5 is arranged within the housing parts 1 , 2 in the longitudinal direction of the drive shaft 32 slidably. The contact holder engages with a projection 35 in a running groove 34 of the drive shaft 32 , so that when pulling out the drive shaft 32 in its longitudinal direction from the switch housing, the contact holder 5 is carried in the longitudinal direction of the drive shaft and so a switching process will be effective. Since a shoulder 37 on the drive shaft 32 projects into a corresponding recess in the gear 31 , the drive shaft 32 can be pulled outward without changing the position of the gear. As a result, the state of the slide 3 , 4 is not influenced by such a movement of the drive shaft, so that the switching state assumed in this angular position of the drive shaft is retained when the operating button 33 is pulled out. On the other hand, as already explained above, a rotary movement in a predetermined longitudinal position of the drive shaft does not change the switching state just taken by the contact holder 5 .

Ein weiteres wichtiges Merkmal des vorliegenden Schalters besteht darin, daß eine Rastvorrichtung vorgesehen ist, die den einzelnen Längslagen der Antriebswelle 32 entsprechende Raststellungen vorgibt, die unterschiedlichen Schaltzustände der Kontakthalterung 5 entsprechen. Unabhängig davon legen die einzelnen Rastkammern 39 der Rastvorrichtung 38 noch be stimmte Winkellagen des Betätigungsknopfes 33 fest. Die Ras tung geschieht mit Hilfe zweiter gegeneinander vorgespannter Raststifte 40, die innerhalb einzelner vorgegebener Mulden in der Rastkammer 39 eine stabile Lage einnehmen und so die Antriebswelle 32 in dieser Lage festhalten.Another important feature of the present switch is that a latching device is provided, which specifies corresponding latching positions for the individual longitudinal positions of the drive shaft 32, which correspond to different switching states of the contact holder 5 . Regardless, the individual locking chambers 39 of the locking device 38 still be certain angular positions of the actuating button 33 . The Ras device happens with the help of two mutually biased locking pins 40 , which occupy a stable position within individual predetermined troughs in the locking chamber 39 and thus hold the drive shaft 32 in this position.

Fig. 2 zeigt in skizzierter Form einen Querschnitt durch den Schalter nach Fig. 1. Dabei ist zu erkennen, daß die Welle 32 über den Ansatz 37 das Zahnrad 31 antreibt, über welches wiederum die Zahnstangen 29, 30 und damit die Schlitten 3, 4 gegenläufig verschoben werden. Fig. 2 shows in sketched form a cross-sectional view of the switch according to Fig. 1. It can be seen that the shaft 32 drives the gear 31 via the lug 37, on which, in turn, the racks 29, 30 and therefore the carriage 3, 4 be moved in opposite directions.

Claims

1. Rotary switch in which a gear ( 31 ), which can preferably be rotated manually about its axis of rotation, shifts at least one slide ( 3 , 4 ) within a plane via a rack-like longitudinal toothing, the slide ( 3 , 4 ) carrying movable contact pieces ( 7 ), which are under Bias cooperate with the stationary contact pieces ( 19 ) and the gear preferably drives two carriages opposite one another with respect to the gear circumference in opposite directions in mutually parallel planes, characterized in that the contact pieces ( 7 ) are perpendicular to the plane of movement of the carriages ( 3 , 4 ) are biased.

2. Rotary switch according to claim 1, characterized in that the two slides ( 3 , 4 ) are guided in two interconnectable housing parts ( 1 , 2 ) of the switch housing.

3. Rotary switch according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 32 ) in the switch housing ( 3 , 4 ) is guided to be longitudinally displaceable.

4. Rotary switch according to one of the preceding claims, characterized in that latching means ( 38 , 39 , 40 ) are provided, which the drive shaft ( 32 ) can be latched into the provided longitudinal positions and within this longitudinal position in different angular positions.

5. Rotary switch according to one of the preceding claims, characterized in that the gear ( 31 ) on the rotatable drive shaft ( 32 ), preferably by means of a groove connection ( 37 ) directed in the longitudinal direction of the shaft, is longitudinally displaceable and non-rotatably arranged.

6. Rotary switch according to one of the preceding claims, characterized in that a contact holder ( 5 ) of a further movable contact on the drive shaft ( 32 ) rotatable, but removable in the longitudinal direction of the shaft, arranged and the contact holder in the longitudinal direction of the drive shaft ( 32 ) in your switch housing is arranged.

7. Rotary switch according to claim 6, characterized in that the drive shaft is provided with a groove extending in its circumferential direction ( 34 ), in which the contact holder ( 5 ) engages by means of a projection ( 35 ).

8. Rotary switch according to one of the preceding claims, characterized in that the movable con tact pieces ( 7 ) of the carriage ( 3 , 4 ) cooperate with the switch housing fixed contact pieces which are potted with the associated housing parts ( 1 , 2 ).