CN107300946A - 操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种操作装置，包括具有压力施加区域及轴的操作旋钮、被引导成在承载件的引导开口中沿位移轴线在上部非致动位置与下部致动位置间移位，承载件与操作旋钮绕第一枢转轴线枢转，第一框架被附接到基部部分绕第二枢转轴线枢转；第一压力开关元件，在致动位置受操作旋钮施加于其的压力；两对连接至承载件的致动臂，分别沿第一或第二枢转轴线方向远离承载件突出；第二压力开关元件，在操作旋钮绕第一或第二枢转轴线枢转运动期间受致动臂施加于其的压力，轴以不旋转的方式安排，操作旋钮绕位移轴可旋转地安排，通过安排在轴或操作旋钮处、用于感测旋转方向和/或旋转位置的传感器，产生表示相对于轴的旋转方向和/或旋转位置的信号。

Description

操作装置
技术领域
本发明涉及一种操作装置，该操作装置包括操作旋钮，该操作旋钮具有压力施加区域并具有轴、并且被引导成使得其可以在承载件的引导开口中沿着与该压力施加区域成直角的位移轴线在上部非致动位置与下部致动位置之间移位，其中，该承载件可以与该操作旋钮一起围绕与该位移轴线成直角延伸的第一枢转轴线枢转，该第一枢转轴线通过将该承载件附接到径向地包围该承载件的第一框架而形成，其中，该第一框架被附接到固定的基部部分，使得其可以围绕与该第一枢转轴线成直角延伸的第二枢转轴线枢转；包括第一压力开关元件，该第一压力开关元件安排在背离该操作旋钮的该轴的一侧上，并且在该致动位置中，可以受到由该操作旋钮施加到其上的压力；包括第一对第一致动臂，这对第一致动臂牢固地连接至该承载件并且彼此相反地沿该第二枢转轴线的方向远离该承载件突出；并且包括第二对第二致动臂，这对第二致动臂牢固地连接至该承载件并且彼此相反地沿该第一枢转轴线的方向远离该承载件突出；包括第二压力开关元件，这些第二压力开关元件指配给这些致动臂并且这些第二压力开关元件能够受到在操作旋钮围绕第一枢转轴线或第二枢转轴线枢转运动期间由这些致动臂的自由端施加到其上的压力。
背景技术
这种操作装置例如在车辆中用以激活电气或电子部件。通过这些操作装置，可以触发多个功能，减少操作元件的数量。
在这种操作装置中，通过适当地向压力施加区域施加压力，该操作旋钮沿位移轴线移位，直到其向第一压力开关元件施加压力，该第一压力开关元件随后触发相应的信号。如果向位于致动臂上方的边缘区域中的压力施加区域施加压力，则包括致动臂和操作旋钮的所述单元围绕第一枢转轴线或第二枢转轴线枢转。在所述过程中，与受压的压力施加区域的边缘区域相关联的致动臂到达为其指配的压力开关元件上，从而触发相应的信号。
发明内容
本发明的目的是设计开篇所提到的类型的操作装置，通过该操作装置可以控制附加功能，同时免去了进一步的操作元件。
根据本发明，此目的通过以下方式实现：该轴以在旋转意义上是固定的方式安排，并且该操作旋钮安装在该轴上，使得其能够绕该位移轴线旋转，在该轴或该操作旋钮上安排了传感器装置，通过该传感器装置，能够检测该操作旋钮相对于该轴的旋转位置和/或旋转方向，并且能够产生相应的旋转位置信号和/或相应的旋转方向信号。
因此，可以由该操作装置控制进一步的功能而无须大量的附加部件和安装空间。
当传感器装置是光学传感器装置时，不需要另外施加用于控制进一步的功能的力。
由于在这种情况下检测旋转位置和旋转方向的传感器系统的可以相对彼此移动的部件之间没有机械接触，所以所述部件对缺陷的敏感性也低。
在简单的实施中，光学可检测标记相对于位移轴线同轴地安排在操作旋钮或轴上，并且以径向环圆周均匀分配的方式安排，并且光学传感器与可光学检测的标记径向或轴向相对地安排在轴上或操作旋钮上。
在这种情况下，可光学检测的标记可以是安排在操作旋钮上或在轴上的链轮的齿和齿隙。
向外有操作旋钮的保护，操作旋钮的压力施加区域可以安排在径向延伸的压力施加板背离该轴的一侧，并且该轴可以被与该压力施加板平行并且与该轴牢固连接的承载环包围，其中，该链轮安排在该压力施加板的背离该压力施加区域的一侧，并且该光学传感器安排在该承载环面对该压力施加板的一侧。
不言自明的是，在运动学转变版本中，该链轮也可以安排在该承载环上，而该光学传感器可以安排在该压力施加板上。
当操作旋钮具有以帽件的方式围绕该传感器装置的区域接合的径向环圆周边缘时，这种保护进一步增加。
为了向操作者提供触觉反馈和/或听觉反馈，可以在该操作旋钮上安排具有大量栓锁位置的栓锁装置，并且该操作旋钮能够从一个栓锁位置旋转到另一个栓锁位置。
当该栓锁装置具有栓锁环，该栓锁环相对于该位移轴线同心地安排在该操作旋钮上或者该轴上，并且包括在圆周上均匀分布的栓锁凹部和栓锁突出部，其中，安排在该轴或该操作旋钮上的卡爪通过弹簧作用接合到这些栓锁凹部中时，就可以实现具有低安装空间要求的简单实施方式。
在这种情况下，操作者可以感知到任何栓锁和释放，并且接合是可以听到的。
向外有操作旋钮的保护，该栓锁环就可以安排在该压力施加板的背离该操作旋钮的压力施加区域的一侧，并且该卡爪安排在该承载环面向该压力施加板的一侧。
在一个简单的实施方案中，该卡爪安排在自支撑弹簧臂的第一端，所述弹簧臂的另一端紧固至该操作旋钮或轴，其中，该弹簧臂将该卡爪抵靠该栓锁环预紧。
该轴可以形成为管状，并且在该管状轴的内部中相对于该轴同轴地安排有环状的第二框架，该第二框架连接至该轴从而使其能够围绕第三枢转轴线枢转，具有按压器元件，该按压器元件径向地安排在该环状第二框架内并且附接至该第二框架以使得其能够围绕第四枢转轴线枢转，其中，该第一压力开关元件能够在该致动旋钮的致动位置中受到由该按压器元件施加到其上的压力。
因为在这种设计的情况下，该轴仅通过该第二框架和该按压器元件对该第一压力开关元件间接施加压力而不直接施加压力，并且该按压器元件连接到该操作旋钮的轴从而使其可以围绕第一枢转轴线和第二枢转轴线枢转，所以所述按压器元件在操作旋钮的枢转运动期间保持在其位置中，并且该按压器元件也不枢转。结果，该按压器元件的径向环圆周边缘不能接近该第一压力开关元件并且向其错误地加施压力。
在一种简单的设计中，第一压力开关元件和/或第二压力开关元件可以是橡胶圆顶开关。
如果该第一框架具有面对彼此的、径向向内突出到该承载件中的相应的第一铰链孔中的两个第一铰链销，则结果是该承载件与该第一框架的附接简单、需要的整体空间小。
在该过程中，如果该第一框架和这些第一铰链销形成为一体，则会使得部件减少和组装费用减少。
如果该基部具有彼此面对的、径向向内突出到第一框架中相应的第二铰链孔中的两个第二铰链销，则结果是将第一框架简单地附接到基座部分仅需要少的整体空间。
为了简单地将该第二框架需要小整体空间地附接到该管状轴，第二框架可以具有两个第三铰链销，这两个第三铰链销彼此远离地取向成径向向外突出到该管状轴的相应的第三铰链孔中。
此外，如果该第二框架和这些第三铰链销形成为一体，则可以实现部件减少和组装费用的减少。
为了简单地将压力元件需要小整体空间地附接到第二框架，该按压器元件可以具有两个第四铰链销，这两个第四铰链销彼此远离地取向成径向向外突出到该第二框架中的相应的第四铰链孔中。
如果第一枢转轴线和第二枢转轴线在与位移轴线成直角的共用第一平面中延伸，则会使得操作装置的整体高度较低。
类似地，如果第三枢转轴线和第四枢转轴线在与位移轴线成直角的共用第二平面中延伸，则同样会使得总体高度较低。
这里，如果第一平面和第二平面是单个平面，则可以实现特别低的整体高度。
附图说明
在附图中展示了本发明的示例性实施例并且以下将对其进行更详细的说明。在附图中：
图1以截面视图示出了处于非致动位置的操作装置；
图2以分解图示出了图1的操作装置；
图3示出了带有穿过操作旋钮的第一局部截面的根据图1的操作装置的透视图；
图4示出了带有穿过操作旋钮的第二局部截面的根据图1的操作装置的透视图；
图5以截面示出了在中央施加压力之前根据图1的操作装置；
图6以截面视图示出了在中央施加压力之后位于下部中央致动位置中的根据图5
的操作装置；
图7以截面视图示出了在第一侧部施压之后位于第一下侧部致动位置中的根据图1
的操作装置；
图8以截面视图示出了在第二侧部施压之后位于第二下侧部致动位置中的根据图1
的操作装置。
具体实施方式
所展示的操作装置具有操作旋钮1，该操作旋钮以具有压力施加区域2的帽状结构的形式形成，并且该操作旋钮在其背离压力施加区域2的一侧具有沿着位移轴线3延伸的管状轴4。
管状轴4被引导成使得其可以在套筒状承载件6中的引导开口5中沿着位移轴线移位。
承载件6以及通过承载件将操作旋钮1附接至第一框架10，该第一框架围绕与位移轴线3成直角的第一枢转轴线9包围该承载件。为此，承载件6具有彼此相对的两个径向的第一铰链孔19，第一框架10的两个相应的第一铰链销20径向向内突出到这两个第一铰链孔中。
第一框架10进而连接到固定部件12，使得其可以围绕第二枢转轴线11枢转，该第二枢转轴线与第一枢转轴线9在同一平面中延伸但与第一枢转轴线9成直角。为此，基部12具有两个彼此径向相对并向内突出的第二铰链销21，这两个第二铰链销突出到第一框架10中的两个相应的第二铰链孔中。
承载件6具有两对径向突出的致动臂7、7'和8、8'，第一对致动臂7、7'彼此相反定向，并且第二对致动臂8、8'同样彼此相反地取向，但是与第一致动臂7、7'成直角取向的。
在该管状轴内径向安排有环状第二框架13，该第二框架附接至围绕第三枢转轴线14的轴，该第三枢转轴线与位移轴线3成直角延伸并且相对于第一枢转轴线9同轴地延伸。为此，第二框架13具有彼此远离地取向的并且径向向外突出的两个第三铰链销23，这两个第三铰链销突出到管状轴4中的两个相应的第三铰链孔24中。
在第二框架13内径向安排有套筒状的按压器元件15，该按压器元件被附接至第二框架13，使得其能够围绕第四枢转轴线16枢转并且相对于第二枢转轴线11同轴地延伸。为此，按压器元件15具有彼此远离地取向的并且径向向外突出的两个第四铰链销25，这两个第四铰链销突出到第二框架11中的两个相应的第四铰链孔26中。
在图1和图5中，操作装置被示出为处于非致动位置，其中压力施加区域2水平延伸。
在位移轴3上，第一橡胶圆顶开关17安排在按压器元件15的下方。
此外，第二橡胶圆顶开关18、18'、18”、18”'对应地安排在致动臂7、7'、8、8'的自由端的下方。
在操作旋钮1的非致动位置，按压器元件15不对第一橡胶圆顶开关17施加任何压力。
类似地，在操作旋钮1的非致动位置，致动臂7、7'、8、8'不对第二橡胶圆顶开关18、18'、18”、18”'施加任何压力。
操作旋钮1具有径向延伸的压力施加板28，该压力施加板背离轴4的一侧是压力施加区域2。轴4在其背离压力施加板28的一侧上具有径向突出的同心的承载环27。形成光障的光学传感器29安排在承载环27的面向压力施加板28的一侧。链轮30突出到光学传感器的光障区域中，使得当操作旋钮1围绕位移轴3旋转时，光障被链轮30的齿31中断、并且在齿隙32的区域中不被中断。光学传感器29从而产生旋转位置信号和旋转方向信号，并通过扁平电缆33将所述信号传递到未示出的控制单元。
链轮30相对于位移轴3同心地安排在压力施加板28的背离压力施加区域2的一侧，其中，齿30沿着承载环27的方向突出。
栓锁环34包括栓锁凹部35和栓锁突出部36，该栓锁凹部和栓锁突出部在圆周上均匀分布并且指向承载环27，该栓锁环以隔开一定距离围绕所述链轮的方式与链轮30同轴地安排在压力施加板28背离压力施加区域2的一侧。
在栓锁环34下方延伸的弹簧臂37以一端固定至与栓锁环34相对的承载环27。在另一端，相对于栓锁环34预张紧的弹簧臂37具有指向栓锁环34并接合到栓锁凹部35中的卡爪38。
链轮30的齿31的数量可以对应于栓锁环30的栓锁突出部36的数量。
当操作旋钮1旋转时，卡爪38栓锁和释放栓锁突出部38，结果是向操作者提供了关于旋转运动的程度的触觉反馈。
从图5中的非致动位置，在图6中，操作旋钮1的压力施加区域2具有沿位移轴3的方向在中心施加的力，结果是操作旋钮1的轴4在承载件6中朝固定部件12的方向向下移位。由于轴4通过第三和第四枢转轴线14、16的附接件连接到第二框架13和按压器元件15，所以这些部件与操作旋钮1一起移位。结果，第一橡胶圆顶开关17受到由按压器元件15施加的压力并产生输出信号。
从图5中的非致动位置，在图7中，经由第一致动臂7'致动旋钮1的压力施加区域2具有施加在其边缘区域中施加的力。在该过程中，操作旋钮1倾向于将其轴4保持在其在承载件6上的为此目的的位置。致动旋钮1以及通过致动旋钮将承载件6围绕第一枢转轴线9枢转，使得第一致动臂7'向第二橡胶圆顶开关18'施加压力，该橡胶圆顶开关产生输出信号。
由于第二框架13能够围绕第三枢转轴线14自由地枢转，该第二框架以及通过该第二框架将按压器元件15保持在相对于位移轴线3同轴对准的位置，这样可靠地避免了无意中对第一橡胶圆顶开关17施压。
从图5中的非致动位置，在图8中，经由第二致动臂8'致动旋钮1的压力施加区域2具有施加在其边缘区域中施加的力。在该过程中，操作旋钮1倾向于将其轴4保持在其在承载件6上的为此目的的位置。致动旋钮1以及通过致动旋钮将承载件6围绕第二枢转轴线11枢转，使得第一致动臂8'向第二橡胶圆顶开关18”'施加压力，该橡胶圆顶开关产生输出信号。
由于按压器元件15能够围绕第四枢转轴线16自由地枢转，按压器元件15保持在相对于位移轴线3同轴对准的位置，从而可靠地避免了无意中对第一橡胶圆顶开关17施压。
通过根据本发明的操作装置，可以单独致动每个橡胶圆顶开关。通过相同的致动行程和相等的相反力，与操作旋钮1的压力施加区域2的大小无关地实现了对于橡胶圆顶开关的每个开关点相同的感测曲线。

Claims (11)

1.一种操作装置，包括操作旋钮(1)，该操作旋钮具有压力施加区域(2)并且被安排在轴(4)的端部区域处并被引导在载体(6)的引导开口(5)中，使得其可以沿着垂直于该压力施加区域(2)的位移轴线(3)在上部非致动位置与下部致动位置之间移位，其中，该承载件(6)可以与该操作旋钮(1)一起围绕垂直于该位移轴线(3)延伸的第一枢转轴线(9)枢转，并且该第一枢转轴线通过将该承载件(6)附接到径向地包围该承载件(6)的第一框架(10)而形成，其中，该第一框架(10)被附接到固定的基部部分(12)，使得其可以围绕垂直于该第一枢转轴线(9)延伸的第二枢转轴线(11)枢转；包括第一压力开关元件，该第一压力开关元件安排在该轴(4)背离该操作旋钮(1)的一侧上，并且在该致动位置中，该第一压力开关元件可以受到由该操作旋钮(1)施加到其上的压力；包括第一对第一致动臂(7，7’)，这对第一致动臂牢固地连接至该承载件(6)并且彼此相反地沿该第二枢转轴线(11)的方向远离该承载件(6)突出；并且包括第二对第二致动臂(8，8')，这对第二致动臂牢固地连接至该承载件(6)并且彼此相反地沿该第一枢转轴线(9)的方向远离该承载件(6)突出；包括第二压力开关元件，这些第二压力开关元件指配给这些致动臂(7，7'，8，8')并且这些第二压力开关元件能够受到在操作旋钮(1)围绕第一枢转轴线(9)或第二枢转轴线(11)枢转运动期间由这些致动臂(7，7'，8，8')的自由端施加到其上的压力，其特征在于，该轴(4)以在旋转意义上是固定的方式安排，并且该操作旋钮(1)安装在该轴(4)上，使得其能够绕该位移轴线(3)旋转，具有安排在该轴(4)或该操作旋钮上的传感器装置，并且通过该传感器装置，能够检测该操作旋钮(1)相对于该轴(4)的旋转位置和/或旋转方向，并且能够产生相应的旋转位置信号和/或相应的旋转方向信号。
2.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于，该传感器装置是光学传感器装置(29)。
3.如权利要求2所述的操作装置，其特征在于，可光学检测的标记以相对于该位移轴线(3)同轴地径向环圆周均匀分配的方式安排在该操作旋钮(1)或该轴上，并且在于，光学传感器(29)安排在该轴(4)或该操作旋钮上与这些能够光学检测的标记径向或轴向相对。
4.如权利要求3所述的操作装置，其特征在于，这些可光学检测的标记是安排在该操作旋钮(1)上或在该轴上的链轮(30)的齿(31)和齿隙(32)。
5.如权利要求4所述的操作装置，其特征在于，该操作旋钮(1)的压力施加区域(2)安排在径向延伸的压力施加板(28)的背离该轴(4)的一侧上，并且该轴(4)被与该压力施加板(28)平行并且与该轴(4)牢固连接的承载环(27)包围，其中，该链轮(30)安排在该压力施加板(28)的背离该压力施加区域(2)的一侧，并且该光学传感器(29)安排在该承载环(27)面对该压力施加板(28)的一侧。
6.如以上权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，具有大量栓锁位置的栓锁装置安排在该操作旋钮(1)上，并且该操作旋钮(1)能够从一个栓锁位置旋转到另一个栓锁位置。
7.如权利要求6所述的操作装置，其特征在于，该栓锁装置具有栓锁环(34)，该栓锁环相对于该位移轴线(3)同心地安排在该操作旋钮(1)上或者该轴上，并且包括在圆周上均匀分布的栓锁凹部(35)和栓锁突出部(36)，其中，安排在该轴(4)或该操作旋钮上的卡爪(38)弹性地接合到这些栓锁凹部(35)中。
8.如权利要求7所述的操作装置，其特征在于，该栓锁环(34)安排在该压力施加板(28)的背离该操作旋钮(1)的压力施加区域(2)的一侧，并且该卡爪(38)安排在该承载环(27)面向该压力施加板(28)的一侧。
9.如权利要求7和8中任一项所述的操作装置，其特征在于，该卡爪(38)安排在自支撑弹簧臂(37)的第一端，所述弹簧臂的另一端紧固至该操作旋钮或轴(4)，其中，该弹簧臂(37)将该卡爪(38)抵靠该栓锁环(34)预紧。
10.如以上权利要求中任一项所述的操作装置，其特征在于，该轴(4)以管状的方式形成，并且在该管状轴(4)的内部中相对于该轴(4)同轴地安排有环状的第二框架(13)，该第二框架连接至该轴(4)从而使其能够围绕第三枢转轴线(14)枢转，具有按压器元件(15)，该按压器元件径向地安排在该环状第二框架(13)内并且附接至该第二框架(13)以使得其能够围绕第四枢转轴线(16)枢转，其中，该第一压力开关元件能够在该致动旋钮(1)的致动位置中受到由该按压器元件(15)施加到其上的压力。
11.如权利要求1所述的操作装置，其特征在于，该第一压力开关元件和/或该第二压力开关元件是橡胶圆顶开关(17，18，18'，18”，18”')。
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