CN103797434A - 能压力操纵且能转动操纵的操作元件 - Google Patents

能压力操纵且能转动操纵的操作元件 Download PDF

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Abstract

描述了一种能压力操纵且能转动操纵的操作元件，该操作元件具有：操纵元件，其借助支承轴可转动地支承在支承座上；至少一个转换元件，其可通过操纵元件的压力操纵来操纵；传感元件，其用于检测操纵元件的转动操纵；棘轮，其与支承轴连接；由弹簧加载的卡锁元件，其与棘轮的卡锁轮廓协同作用并且在操纵元件进行压力操纵时取消其转动运动，其中，卡锁元件构造为能绕转动轴承摆动的杆，该杆具有贴靠在卡锁轮廓上的卡锁销，并且其中，操纵元件的压力操纵使杆部段靠近限定了杆的摆动区域的物体。

Description

能压力操纵且能转动操纵的操作元件
技术领域
本发明涉及一种能压力操纵且能转动操纵的操作元件，该操作元件具有：操纵元件，其借助支承轴可转动地支承在支承座上；至少一个转换元件，其可通过操纵元件的压力操纵来操纵；传感元件，其用于检测操纵元件的转动操纵；棘轮，其与支承轴连接；由弹簧加载的卡锁元件，其与棘轮的卡锁轮廓协同作用并且在操纵元件进行压力操纵时取消其转动运动。
背景技术
在由德国公开文件DE197 15 360A1公开的操作设备中，构造为滚动滚花部件的操纵元件可转动地支承在支承座上。此外，支承座借助夹子来保持印制电路板，其中，印制电路板由成型在支承座上的栓贯穿。因此，支承座和印制电路板不可相对彼此运动地相互连接。此外，操纵元件鉴于垂直于其转动轴线的运动而不可相对支承座和电路衬底移动地布置。为了可以将操纵元件的压力操纵传递到转换元件上，布置在电路衬底上的转换元件支撑在独立的壳体上。由操纵元件、支承座和印制电路板装配成的结构组件可相对于该壳体运动地支承。
这种操作设备具有与操纵元件抗相对转动地（drehfest）连接的具有凹部的棘轮，在操纵元件进行压力操纵时，由弹簧加载的卡锁件插入该棘轮中，并因此截止了操纵元件的可转动运动性。在没有压力操纵的情况下，操纵元件的可转动运动性则不受棘轮的影响。
对于某些应用而言所期望的是，可转动操纵的操作元件具有可识别出的卡锁阶段。为此，例如设置有具有呈波纹状的卡锁轮廓，由弹簧加载的卡锁销贴靠在该卡锁轮廓上。
具有卡锁阶段的操作元件的转动操纵在DE19715360A1中并不能看出，这是因为嵌接在棘轮的凹部中的卡锁件在这里仅允许对操作元件进行锁止或释放。因此，为了实现操作元件的卡锁（rastend）的转动需要附加的在该文件中并未公开的器件。这些附加的器件也需要附加的成本花费和附加的结构空间。
发明内容
因此本发明任务是，提供一种能压力操纵且能转动操纵的操作元件，该操作元件不仅能实现卡锁的转动，而且也能实现在压力操纵时锁止转动运动，并且卓越之处在于节省空间并低成本的构造。
根据本发明，该任务如下这样来解决，即，卡锁元件构造为可绕转动轴承摆动的杆，该杆具有贴靠在卡锁轮廓上的卡锁销，并且操纵元件的压力操纵使杆的部段靠近限定了杆摆动区域的物体。
在此，可摆动的杆以有利的方式实现了两个功能。方法是，该杆构造为卡锁销，该卡锁销由弹簧加载地贴靠在棘轮的呈波纹状的卡锁轮廓上，该杆导致了如下转换触感，在这种转换触感的情况下，在操纵元件进行转动操纵时可识别出能感觉到的卡锁阶段。
操作元件的压力操纵使支承座和支承在其上的杆移动，直到杆臂碰到或者至少紧密地靠近到固定的物体，例如电路衬底或操作元件的壳体部分上。由此，卡锁销不可移动地贴靠在棘轮上并且通过到卡锁轮廓中的传力连接（kraftschlüssig）的嵌接截止了棘轮。因此，卡锁销可以实现在对压力功能进行操纵的期间锁止转动功能，并且反之亦然。
有利的是，用于转动功能的传感装置处在独立的印制电路板上，该印制电路板可以实施为柔韧的或刚性的，并且与操作元件集成在一个结构组件中。由此，转动功能的传感装置在机械方面可以在一定程度上与压力功能的传感装置脱开。由此，能进行用于压力功能的相对较大的行程。
附图说明
在下文中借助附图示出并详细阐释本发明的实施例。其中：
图1以等轴图的形式示出操作元件；
图2以截面图的形式示出操作元件；
图3以穿过在转动操纵期间的卡锁部的截面图的形式示出操作元件；
图4和图5以穿过在操纵压功能期间的卡锁部的截面图的形式示出操作元件。
具体实施方式
图1以等轴图的形式示出可压力操纵且可转动操纵的操作元件。操作元件具有大致呈圆柱形的操纵元件1，该操纵元件安放在支承轴2上，该支承轴可转动地支承在支承座3上。支承座3在壳体4中可线性运动地导引，从而支承座3在操纵元件1进行压力操纵时可相对壳体4移动。支承座3支撑在拱形转换垫13的至少一个转换拱形件14上，该转换拱形件在操纵元件1进行压力作用时被压缩，并且由此闭合或中断在布置于拱形转换垫13下面的电路衬底12上的未示出的转换接触，由此压力操纵可通过在这里同样未示出的电子装置来探测。作为备选也可以设置微型按键代替转换拱形件14作为转换元件。
另一实施为柔韧或刚性的印制电路板5的电路衬底布置在支承架3上用于与传感元件6电联接，该传感元件检测操纵元件1的转动运动。为此，在操纵元件1的支承轴2上安放有信号发出器8，该信号发出器在此纯粹示例性地构造为叶轮式码盘，并且该信号发出器与叉形光栅形式的光学传感元件6协同作用。显然，用于检测操纵元件1的转动操纵的传感装置也可以根据其他测量原理，例如通过探测磁场的霍尔元件检测磁齿轮的转动位置方式工作。
在图1中，在操纵元件1与码盘8之间能看到具有沿周边分布的呈波纹状的卡锁曲线15的棘轮7。如图2的横截面图所说明的那样，棘齿7与支承轴2连接。在棘轮7下方，在壳体4上支承有弹簧10，该弹簧将卡锁销16压向棘轮7的卡锁曲线15。
在示出了穿过棘轮7和卡锁销16的横截面的图3中可以看到，卡锁销16与杆9一体式构造，该杆以端部部段可绕在支承座3上的转动轴承17摆动地支承。由于以杆9的其中一个端部部段的支承，杆构成在物理学意义上的单臂杆。杆9在中部区域中具有大致垂直于杆的延伸方向成型的卡锁销16，该卡锁销由作用在杆9的下侧上的弹簧10压向棘轮7的卡锁曲线。杆9的与转动轴承17对置的自由的端部部段11在操纵元件1的在这里示出位置中自由地向侧面伸出。
如果现在操纵元件1绕支承轴2转动，那么由于弹簧10作用到杆9上的力始终贴靠在棘轮7上的卡锁销16的竖直位置跟随卡锁曲线15的分布。由此，杆实施绕转动轴承17的周期摆动运动，该摆动运动在杆9的自由的端部部段11上由于相对较小的偏移可以看作为向上运动/向下运动。用于使操纵元件转动的力消耗同样随着卡锁曲线15的周期性分布发生变化，这在触觉上被认为是卡锁的转动。
而如果操作元件进行压力操纵，这在图4中通过力F在垂直方向上施加到操纵元件1上的方向箭头示意出，那么支承座3垂直于壳体4移动，由此转换拱形件14被压缩并且在电路衬底上打开或闭合转换接触。由此，生成可评估的电信号。
通过支承座3的移动同时减小了杆9的自由的端部部段11与固定的物体（例如壳体4的一部分或这里所示为电路衬底12）之间的间距。因此，杆9的端部部段11碰到电路衬底12上构成用于压力操纵的端部抵靠。
如图5所示，在被压力操纵的操纵元件1试着额外进行转动时，卡锁曲线15紧接着的提升使卡锁销16进一步相对弹簧10偏移。由此，杆9的端部部段11更紧地压向电路衬底12。因此，例如在实施为具有足够刚性的杆9的情况下，卡锁销16的移动还仅用很大的力消耗是根本不能再实现的，从而现在使现操纵元件1的可转动运动性被强烈限制或甚至被取消。由此，转动功能被锁止了。在降低施加到操纵元件1上的力作用，也就是说压力操纵结束时，才能重新释放转动功能。
本发明提供了一种不仅能转动操纵而且也能压力操纵的操作元件，其中，对两个功能的同时操纵被锁止。根据本发明的操作元件优选可以作为机动车中的方向盘操作元件来使用。
附图标记列表
1  操纵元件
2  支承轴
3  支承座
4  壳体
5  印制电路板
6  传感元件
7  棘轮
8  信号发出器（码盘）
9  杆、卡锁元件
10 弹簧
11 自由的端部部段（部段）
12 电路衬底（物体）
13 拱形转换垫
14 转换拱形件（转换元件）
15 卡锁曲线
16 卡锁销
17 转动轴承
F  力

Claims (7)

1.一种能压力操纵且能转动操纵的操作元件，所述操作元件具有：
操纵元件（1），所述操纵元件借助支承轴（2）能转动地支承在支承座（3）上；
至少一个转换元件（14），所述转换元件能通过操纵元件（1）的压力操纵来操纵；
传感元件（6），所述传感元件用于检测操纵元件（1）的转动操纵；
棘轮（7），所述棘轮与支承轴（2）连接；以及
由弹簧加载的卡锁元件（9），所述卡锁元件与棘轮（7）的卡锁轮廓协同作用，并且在压力操纵操纵元件（1）时取消了所述操纵元件的能转动运动性，
其特征在于，
卡锁元件（9）构造为能绕转动轴承（17）摆动的杆，所述杆具有贴靠在卡锁轮廓上的卡锁销（16），并且
操纵元件（1）的压力操纵使杆（9）的部段（11）靠近限定了杆（9）的摆动区域的物体。
2.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，部段（11）是杆（9）的自由的端部部段。
3.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，所述物体是电路衬底（12）或操作元件的壳体部分。
4.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，转换元件是拱形转换垫（13）的转换拱形件（14）。
5.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，转换元件（14）是微型按键。
6.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，操纵元件（1）构造成圆柱形或盘形。
7.根据权利要求1所述的能压力操纵且能转动操纵的操作元件，其特征在于，操作元件布置在机动车的方向盘上。
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