CN101292206A - 多功能操纵元件 - Google Patents

Abstract

用于传统的操纵元件的倾斜－触觉的制造成本很高，因而，本发明的目的是提供一种操纵元件，其倾斜触觉可简便而成本低廉地制造，这通过以下方式实现，即：球体(9)克服弹性元件可沿着所述杠杆(2)的纵轴方向移动地导引，并且所述球体(9)也在一个设置在外壳(1)中的滑槽(15)中导引。

Description

多功能操纵元件

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于电开关的操纵元件。

背景技术

这种设计成操纵杆或摇臂开关的操纵元件例如用于车辆中，以执行电开关过程和/或触发功能。所述操纵元件例如用于操纵导航系统和/或声频系统。

DE 200 14 425 U1公开了一种操作按钮-控制装置，在该控制装置中，操作按钮可旋转式且可倾斜式支承，旋转运动和倾斜运动分别通过传感器获取，旋转触觉例如通过电动机产生，倾斜触觉可以通过例如磁铁提供，触觉(Haptik)的产生成本过高。

DE 100 21 895 A1描述了一种带有力反馈装置的操纵杆-设备，用于将控制信号输入计算机以及用于将力输给所述设备的使用者，其中，使用者把持外壳，而力反馈(触觉)通过带有直接传动装置的执行机构产生。在此，触觉的产生也非常昂贵。

DE 100 42 028 A1公开了一种多功能操纵装置，带有至少一个外部调节元件和一个内部调节元件。所述外部调节元件围绕轴线可旋转地支承并且具有一个开口。通过所述开口可以从外部接近所述内部调节元件。调节元件的一定触觉并未描述。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电开关的操纵元件，其中，通过简单的机械装置就能实现倾斜触觉。

本发明目的通过权利要求1的技术特征实现。球体克服弹性元件可沿着杠杆的纵轴线方向移动，还可以在一个设置于外壳中的滑槽中导引，以产生触觉，从而通过纯的机械方式产生倾斜触觉。不需要用于产生触觉的昂贵的电力/电子设备以及相应的控制装置。所述杠杆和触觉实际上无间隙地导引，从而实现待操纵的设备的精确地控制，在未操纵的状态下，所述杠杆自动地在中心的零位上对中。

从属权利要求涉及本发明的有利的实施方式。

球体在设计为至少部分中空的杠杆中的导引仅需要很少的空间。

根据权利要求3，在作为弹性元件的螺旋弹簧上可以特别好地调节所需的弹簧力。

如权利要求4所述，当球体留有空隙时，销钉可支承在该凹槽中，该销钉可在杠杆中导引，这会阻碍球体和滑槽之间的相对运动。相应地，球体在滑槽中的滚动，而不是在其中滑动。由此，在小的磨损情况下实现特别有利的触觉。

根据权利要求5所述，本发明的一种易于制造的实施方式是通过三个固定在杠杆上的压紧滚轮向下预张紧地导引球体。

如权利要求6所述，其侧缘在纵向上具有变化的坡度的滑槽被证明特别适合，优选所述侧缘具有逐级的恒定的坡度。

如权利要求7所述，滑槽的旋转对称的构造使得在杠杆的每个倾斜方式上实现相同的触觉。作为替代方式，通过滑槽的坡度分布的不同的构造可在球体的不同的运动方向上实现与倾斜方式有关的触觉，例如为了区分主倾斜方向和副倾斜方向。

如权利要求8所述，当所述杠杆与操作按钮组合时，所述操纵元件可多方面地使用，并且实现多个开关变化形式。这特别适合用于控制例如导航设备和/或声频系统。

附图说明

借助在附图中简化示出的实例进一步描述本发明，附图为：

图1是根据本发明的用于电开关的操纵元件的垂直的剖视图；

图2是图1的放大的局部视图，包括杠杆的下端部；

图3是图2的放大的局部视图以及作为位移-力-曲线的杠杆触觉。

具体实施方式

在以下描述中，位置描述针对于附图中的视图，在组装状态下，所述操纵元件可具有各种任意的位置，而这些位置描述并未涉及这些位置。

如图1清晰所示，杠杆2铰接式支承在外壳1中。为此，所述杠杆2在其上半部的一部分上球形地变粗，其中，所述变粗部3在对应的壳体4上以很小的间隙这样地导引，使得杠杆2可围绕旋转点在壳体4中倾斜。借助轴向贯穿变粗部3的旋转点设置的销钉21防止杠杆2围绕杠杆绕其纵轴线转动。此外，变粗部3下方的杠杆2在十字形开关滑槽13中导引，所述滑槽固定在外壳1中并且允许杠杆2的四个倾斜方向。其中，在所述倾斜方向的相邻两个之间构成直角。

具有圆形横截面的操作按钮5抗转动地固定在所述杠杆2的上端部上。一个按钮6和一个旋转环7集成在操作按钮5中。所述按钮6包括用于开关的装置，所述旋转环7与用于确定旋转路径的装置相对应——例如编码盘和叉形光电耦合对。

如图2特别清晰的是，所述杠杆2的下端部设有孔8形式的套筒，该孔与杠杆2的纵轴线对中并且具有圆形横截面。此处，孔8具有两个不同的直径，其中孔8的较大的直径在杠杆2的最下面的端部开始，而较小的直径设置在一定的距离之后，同时形成一台阶。

球体9在孔8的下端部中以很小的间隙导引。所述球体9具有一个向上指向的锥形的开口10，销钉11的锥形的尖端插在所述开口10中，所述尖端的张开角小于开口10的张开角，从而球体9可以绕销钉11的尖端转动。所述销钉11在孔8中导引并且延伸至孔8的直径较小的部分中。销钉11具有圆形横截面，该横截面以很小的间隙嵌入到直径较小的孔中。销钉11的尖端和圆柱形部分之间设有一个盘形凸起12。

螺旋弹簧14在销钉11上如此导引，使得螺旋弹簧14的一端支承在凸起12上，而相对置的一端支承在处于不同直径之间的形成孔8的台阶上。

为了形成触觉，滑槽15如此地设置在外壳1中，使得杠杆2处于垂直的零位时，滑槽15的中心点设置在杠杆2的纵轴的延长线上并且位于杠杆的下方。滑槽15嵌入到板16中，该板16固定在外壳1中。滑槽15的中心点周围的区域是水平的，该区域的尺寸为球体9的直径的约三分之一。

滑槽15被设计成旋转对称的截锥，该截锥的开口角随着其高度变化而变化。在图3所示的截面中，从旋转轴看，滑槽15的侧缘朝着水平部段首先以恒定坡度上升。然后连接到具有同样恒定的但是较小的侧缘坡度的区域。球体9的可能运动方向在滑槽15之内确定，并且因而杠杆2的倾斜方向通过开关滑槽13确定。

作为旋转对称的构造的替代方式，滑槽15还具有从其中心点出发的四个环形设置的槽。其中，所述槽根据开关滑槽13定向。每个槽都起始于这一区域并且截面为与球体9的直径相对应的半圆形。在纵向截面上，每个槽由两个带有不同恒定坡度的部分组成，其中，在朝着滑槽15的中心点定向的区域中的坡度大于在背离中心点的区域中的坡度。球体9以及杠杆2的运动自由度可通过滑槽15的形状确定，从而开关滑槽13是可选的。

当杠杆2处于零位时，球体9停留在滑槽15的中心点周围的区域中，并且当杠杆2倾斜时，球体沿着滑槽15的侧缘滚动。其中，球体9经由销钉11通过弹簧14压入滑槽15中。

为了探测杠杆2的倾斜运动，在杠杆2上及其周围设置用于确定倾斜运动的装置。为此，在外壳1中根据杠杆可能的倾斜方向的数量固定四个光源17和四个光传感器18，以及配属的刚性孔眼光阑19，其水平地伸入到光源和传感器之间的空腔中。在杠杆2上如此设置光阑20，使得光阑平行于孔眼光阑19并且在杠杆2处于零位时处于杠杆2和光传感器18之间。孔眼光阑19和光阑20分别设计为例如为圆形盘式或十字架式。其中，在孔眼光阑19中可留出空隙，当带有光阑20的杠杆2处于相应位置时，允许或不允许来自光源17之一的光线穿过所述空隙至配属的光传感器18，所述光传感器18与用于分析和/或开关操作的装置相连。

为了避免错误的开关操作，可以设置用于锁定杠杆2的倾斜运动的装置。为此，例如在外壳1中固定执行机构，其只在激活状态下锁定杠杆2的一个相应运动方向。

在外壳1的上侧可以设置其它开关

在操纵所述操纵元件时，所述杠杆2通过操作按钮5沿着所述预定的倾斜方向之一倾斜。其中，球体9在滑槽15中滚动，在此，给出与滑槽15的侧缘的形状对应的位移-力-曲线，如在图3中示意示出。其中，S代表杠杆2的偏转，F代表用于进一步偏转所需加载的力。如上方曲线所示，用于偏转所需的力首先陡地增加到最大值，然后稍微下降并由于用于倾斜运动的端部止挡而又上升。在释放时，得到与下方曲线相对应的力曲线。根据要求可通过选择弹簧力和/或侧缘的形状确定触觉，其中，曲线形状基本上取决于滑槽15的侧缘形状，并且用于克服力曲线的局部最大值待加载的力取决于弹簧14的特性。

倾斜运动的确定以公知的方式借助光源17、光传感器18、孔眼光阑19和光阑20实现。

辅助的开关功能通过旋转环7、压力开关6和其它开关实现。

作为上述例子的替代方式，球体9通过三个压紧滚轮压到滑槽15中。压紧滚轮同心地如此地固定在杠杆2上，使得所述压紧滚轮的中心形成等边三角形并且所述压紧滚轮作用在球体上半部分中。所述压紧滚轮中的至少一个被预张紧在球体上。

所述实施例涉及允许四个倾斜方向的杠杆2。本发明还涉及允许其它数量的倾斜方向的杠杆。通常来说，滑槽15的侧缘形状以及对于每个倾斜方向的触觉可单独地确定。

Claims (8)

1.一种用于电开关的操纵元件，包括一个外壳(1)、一个可倾斜式支承在所述外壳(1)中的杠杆(2)和用于确定倾斜运动和/或倾斜位置的装置，其中，所述杠杆(2)在开关滑槽(13)中以及在一端借助一个在外壳(1)中的球体(9)导引，

其特征在于：

所述球体(9)克服弹性元件可沿着所述杠杆(2)的纵轴方向移动地导引，并且所述球体(9)也在设置在外壳(1)中的滑槽(15)中导引，用于产生触觉。

2.根据权利要求1所述的操纵元件，其特征在于：

所述球体(9)在设计为至少部分中空的杠杆(2)中导引。

3.根据权利要求1或2所述的操纵元件，其特征在于：

弹性元件为螺旋弹簧(14)。

4.根据权利要求1至3中任一所述的操纵元件，其特征在于：

在球体中留有一空隙(8)，一个在杠杆(2)中导引的销钉(11)支承在所述空隙中。

5.根据权利要求1所述的操纵元件，其特征在于：

所述球体(9)由三个固定在杠杆(2)上的压紧滚轮向下预张紧地导引。

6.根据权利要求1至5中任一所述的操纵元件，其特征在于：

所述滑槽(15)的侧缘在纵截面上具有变化的坡度。

7.根据权利要求1至6中任一所述的操纵元件，其特征在于：

所述滑槽(15)构成为旋转对称的。

8.根据权利要求1至7中任一所述的操纵元件，其特征在于：

在杠杆(2)的上端部抗旋转地设置一个操作按钮(5)。

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