CN112004707A - 用于运载工具的操作装置 - Google Patents

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CN112004707A CN201980025375.4A CN201980025375A CN112004707A CN 112004707 A CN112004707 A CN 112004707A CN 201980025375 A CN201980025375 A CN 201980025375A CN 112004707 A CN112004707 A CN 112004707A
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Abstract

用于运载工具的操作装置(10)设置有具有前壁(14)的壳体(12)。在前壁(14)上布置至少一个为了输入命令或为了激活功能的目的可从静止位置出发手动致动的操作元件(18)。向所述操作元件(18)分配具有开关机构(36)的开关(32)，在手动致动时致动按键作用于所述开关机构上。此外在所述壳体(12)中与所述操作元件(18)有间距地布置了承载元件(24)，在所述承载元件上布置了分配给操作元件(18)的开关(32)，其中所述承载元件(24)具有可弯曲梁(40)，所述可弯曲梁具有面向所述操作元件(18)的上侧(42)和背离所述上侧(42)的下侧(44)，并且其中所述开关(32)布置在所述可弯曲梁(40)上。最后，所述操作装置(10)设置有作用在所述可弯曲梁(40)上的调节机构(46)，用于将所述可弯曲梁(40)相对于所述操作元件(18)的弯曲位置调节到其静止位置，并在所述操作元件(18)作用于所述开关机构上时将所述可弯曲梁(40)保持并由此稳定在其调节到的弯曲位置上。

Description

用于运载工具的操作装置
技术领域
本发明涉及一种用于运载工具、特别是用于运载工具组件的操作装置，所述运载工具组件例如是空调系统、导航仪、信息娱乐系统。特别地，本发明涉及一种用于运载工具的人机界面(HMI)。
背景技术
用于运载工具的操作装置根据不同的操作概念来构造和设计。在操作装置具有操作按键的情况下，有时希望使按键行程尽可能短(所谓的短行程按键)。特别是追求在制造所述操作装置时确保尽管给定了制造公差，可下压的操作元件(例如操作按键)或具有触摸功能的可下压的显示器仍然经过所要求的、特别是相同的行程，直到达到分配给所述操作元件的开关触发位置为止。对于短行程按键特别如此要求。
在US-B-6 919 522、US-A-2008/0316064和US-A-2012/0044660中描述了其中可以调节操作元件的下压行程的操作装置。在根据US-A-2012/0044660的操作装置中，分配给操作按键的开关位于柔性印刷电路板上，该柔性印刷电路板可借助于调节螺钉朝着所述操作元件的方向移动以调节开关路径。在根据US-A-2008/0316064和US-B 6 919 522的操作装置中，在操作按键上具有调节螺钉以用于调节所述开关路径。
发明内容
本发明的任务是创建一种用于运载工具的操作装置，该操作装置的构造允许以简单的方式来补偿公差地调整开关触发位置。
为了解决该任务，本发明建议一种用于运载工具的操作装置，所述操作装置设置有
-具有前壁的壳体，
-至少一个为了输入命令或为了激活功能的目的可从静止位置出发手动致动的操作元件，
-分配给所述操作元件的开关，具有开关机构，在手动致动时所述操作元件作用在所述开关机构上，
-在所述壳体中与所述操作元件有间距地布置的承载元件，
-其中，所述承载元件具有可弯曲梁(Biegebalken)，所述可弯曲梁具有面向所述操作元件的上侧和背离所述上侧的下侧，以及
-其中，分配给所述操作元件的开关布置在所述可弯曲梁上，以及
-作用在所述可弯曲梁上的调节机构，其用于将所述可弯曲梁相对于所述操作元件的弯曲位置调节到其静止位置，并在所述操作元件作用于所述开关机构上时将所述可弯曲梁保持并由此稳定在其调节到的弯曲位置上。
在根据本发明的操作装置中，可以在工厂设置所述开关相对于分配给所述开关的操作元件的位置。典型地，分配给所述操作元件的开关布置在电路板上，或者一般而言布置在壳体中位于所述壳体的前壁后面的承载元件上。除了电导体线路之外，在所述电路板上还布置了其他电气和电子部件。所述开关例如可以是短行程开关，或者是铺设在电路板上的开关垫。也可以使用传感器和特别是距离传感器形式的电容、电阻、电感或光学式工作的开关。
根据本发明，现在分配给操作元件的开关位于所述承载元件的可弯曲梁上。在将所述承载元件构造为印刷电路板的情况下，所述可弯曲梁可以构造为在三个侧面上有切口的腹板，该腹板的一端与所述印刷电路板整体地连接，而该腹板的另一端是露出的。但是，所述可弯曲梁也可以作为附加的单独的部件布置在所述承载元件上，例如布置成舌状物等凸起元件。调节机构作用在所述可弯曲梁上，利用该调节机构可以改变所述可弯曲梁的位置。如果在所述操作元件被致动时所述开关的开关机构被作用并且因此必要时压力经由所述开关机构或所述开关施加在所述可弯曲梁上，则所述调节机构还用于稳定所述可弯曲梁所采取的的弯曲位置。
现在可以通过以下方式进行期望的开关触发位置的微调，即在操作装置完成时，在操作元件位于其静止位置的情况下调整分配给开关或可弯曲梁的调节机构，以使所述可弯曲梁弯曲，从而使所述开关朝着操作元件的方向向前移动。一直继续该过程，直到所述开关或所述开关的开关机构处于其开关触发位置为止。通过随后将所述调节机构返回移动或返回调整预定的量，现在可以将所述可弯曲梁转移到弯曲位置，在该弯曲位置中所述开关距所述操作元件一定距离，该距离与期望的触发路径相对应，所述期望的触发路径是在致动时必须按下所述操作元件直到所述开关机构到达所述开关触发位置为止的量。
所述操作元件典型地是具有多个按钮和触摸传感器系统(电容、电阻、光学或电感式工作)的元件。因此，为了触发通过触摸所述操作元件的按钮之一输入的命令，始终使用这一个开关。
所述调节机构优选地被安装或引导在基准元件上，该基准元件相对于所述承载元件和所述操作元件(所述操作元件处于其静止位置)具有限定且恒定的位置。所述调节机构例如可以是螺钉、楔形件、偏心轮或具有沿圆周边缘升高的高度的盘。
因此，换句话说，如上所述，根据本发明有利地规定，所述开关机构可以由所述操作元件沿着开关路径一直移动到开关触发位置，并且所述可弯曲梁可以借助于所述调节机构转移到弯曲位置中并且可以固定在该弯曲位置中，在所述弯曲位置中触发路径具有可预定的长度，所述操作元件可沿着所述触发路径移动直到例如通过开关机构达到所述开关触发位置为止，其中所述开关和所述操作元件的所述壳体的安装公差和/或制造公差得以补偿。
所述调节机构适宜地被构造为带有螺纹轴的调节螺钉，由此，在螺距已知的情况下基于所述调节螺钉的旋转程度来定义当在所述开关的微调过程中所述开关机构到达所述开关触发位置时所述调节机构所返回移动的量，并且可以有针对性地启用该量。
在所述调节机构被构造为具有螺纹轴的调节螺钉的情况下，可以有利地规定，所述螺纹轴与相对于所述承载元件的可弯曲梁定位的基准元件螺纹啮合。因此，然后可以通过旋转所述调节螺钉使得其螺纹轴端朝着可弯曲梁的方向向前移动并使得所述可弯曲梁弯曲，其中在返回移动时，所述可弯曲梁由于其弹性又跟随所述调节螺钉的螺纹轴端的位置。
作为上述特征的替代，所述调节螺钉也可以作为“松动螺钉”轴向定位地保持在所述基准元件上，其中在这种情况下，所述调节螺钉的螺纹轴与所述可弯曲梁螺纹啮合并且可以使所述可弯曲梁双向弯曲。
为了在通过使所述可弯曲梁弯曲或返回弯曲来微调所述开关时不必考虑所述可弯曲梁上的杠杆传动比，有利的是，所述调节机构作用在以下位置处的所述可弯曲梁上，在由所述操作元件致动所述开关机构时所述位置位于所述开关机构的移动延长线上。在调节机构位于所述可弯曲梁一侧的情况下，该调节机构在其调整时或多或少强烈地作用在所述可弯曲梁上，以使所述可弯曲梁朝着所述操作元件的方向弯曲或在返回移动时再次释放所述可弯曲梁，根据本发明的有利设计规定，所述开关布置在所述可弯曲梁的面向所述操作元件的上侧上，并且所述调节螺钉靠置在所述可弯曲梁的背离所述上侧的下侧上并且与所述开关对准。
利用根据本发明的构思，可以将开关系统布置在复合体中，从而实现具有多达小于0.4mm的开关路径的所述操作元件的短响应。此外，可以实现最小的致动路径(小于0.3mm)。复合体中的开关系统的公差可以减小到小于+/-0.1mm。可以补偿各个零件(按键体、壳体上或前面板上的按键引导、开关、开关机构及其组合)的公差。
在本发明的另一有利的设计中可以规定，所述操作装置设置有触觉反馈。如果发信号通知用户已经识别出所述操作元件的有效操作，则所述触觉反馈增加了操作舒适度。这特别有利地通过触觉反馈进行。这种触觉反馈可以例如机械地、机电地或者也可以电气地实现。机械触觉反馈可以通过借助于致动器以脉冲方式机械地激励所述显示器来实现。实现触觉反馈的另一种可能性在于，将弯曲波施加在所述显示器中或所述显示器的保护玻璃中。实现触觉反馈的另一种可能性在于借助于局部产生的电场的纯电工作的变型。
附图说明
下面基于实施例并参考附图对本发明进行更详细的说明。具体地：
图1示出了操作装置的正视图(透视图)，
图2示出了操作装置按照图1的II-II的截面，
图3示出了图2的III-III区域中的截面图，以及
图4至图6示出了在微调开关系统(与操作元件有关)时的各个阶段。
具体实施方式
图1至图3中示出了操作装置10的实施例的基本构造。在该实施例中，操作装置10具有壳体12，在壳体12的前壁14上例如具有显示器16和杆形式的具有三个操作面板20、21、22的操作元件18。在壳体12内具有用于各种电气和电子组件的承载元件24。承载元件24典型地是印刷电路板26。壳体12还具有后壁28，所述后壁在该实施例中还执行基准元件30的功能，这将在下面进一步讨论。
根据图2和图3的截面图，在该实施例中是机械的并且具有开关壳体34和开关机构36的开关32位于操作元件18下方。在这种情况下，开关机构36被构造为柱塞，该柱塞在被按下时例如移动导电元件以电连接两个接触场。在操作元件18被致动时，以传感器方式(例如电容地)识别出用例如手的手指触摸操作面板20、21、22中的哪个，以便然后在触发开关32时执行与被触摸的操作面板相对应的命令。
开关32位于承载元件24的区域中，在该区域中所述承载元件例如具有U形的切口38。通过这种方式形成可弯曲梁40，开关32就位于可弯曲梁40的面向操作元件18的上侧42上。
调节机构46作用在可弯曲梁40的下侧44上，该调节机构在该实施例中被构造为具有螺纹轴50的调节螺钉48。调节螺钉48利用其螺纹轴50与后壁28中的孔螺纹啮合。优选地，调节螺钉48的螺纹轴端与开关32相对地作用在可弯曲梁40的下侧上，其方式是所述螺纹轴端位于那里。
在图2中，可弯曲梁40朝着操作元件18的方向弯曲，使得开关32位于相对于操作元件18的静止位置的期望位置上。该距离位置限定了操作元件18在被按下期望路径之后触发开关32。以已知的方式通过例如锁紧钩或咬紧钩防止操作元件18从壳体12向外移动。
下面基于图4至图6简要描述根据本发明的由操作元件18和分配的开关32组成的开关系统的微调过程。
在调整过程开始时，开关32(在这种情况下为开关壳体34)与处于静止位置的操作元件18的下侧之间的距离x(参见图4)大于期望的触发路径a(参见图6)。现在借助于调节螺钉48使可弯曲梁40朝着操作元件18的方向弯曲，由此使开关32朝着操作元件18的下侧移动。在经过调移路径或弯曲路径b之后，触发开关32(参见图5)。开关信号在操作装置10的安装结束时例如经由设备测试接口被读入，由此结束例如自动进行的对调节螺钉48的进一步致动。现在知道何时触发开关32。
在这种状况下，所述开关系统以切换状态、并且没有间隙地布置在所述操作装置中。在此应该注意的是，开关32不应碰撞到阻塞状态；这用于机械地保护开关32。
换句话说，当存在根据图5的状况时，已知开关32的开关点(无间隙)位于系统中的何处。
相反，现在通过有针对性地复位调节螺钉48，可以无间隙地调节所述开关系统的精确的开关路径(触发路径)。通过将调节螺钉48旋回原位来复位所述调节螺钉，使开关32进入其结束位置，在该结束位置中当按下操作元件18时开关32的开关机构36一直移动到所述开关触发位置，并且因此使操作元件18移动了触发路径a(参见图6)。
然后可以固定调节机构46，即在该实施例中的调节螺钉48，这例如通过粘接螺丝头来进行，如通过52所示。另外，调节机构46将可弯曲梁40稳定在调整后其所采取的弯曲位置上。
利用上述方法以及先前的操作装置构造或由操作元件18和开关32以及可弯曲梁40组成的开关系统，可以将该机械“复合系统”的公差链减小到零。尽管该复合体中具有较高的部件公差和较大的公差链，但仍可以补偿较小的开关路径。
附图标记列表
10 操作装置
12 壳体
14 前壁
16 显示器
18 操作元件
20 操作面板
21 操作面板
22 操作面板
24 承载元件
26 印刷电路板
28 后壁
30 基准元件
32 开关
34 开关壳体
36 开关机构
38 切口
40 可弯曲梁
42 上侧
44 下侧
46 调节机构
48 调节螺钉
50 螺纹轴
52 粘接
x 距离
a 触发路径
b 弯曲路径

Claims (8)

1.一种用于运载工具的操作装置(10)，所述操作装置具有
-带有前壁(14)的壳体(12)，
-至少一个为了输入命令或为了激活功能的目的能从静止位置出发手动致动的操作元件(18)，
-分配给所述操作元件(18)的开关(32)，该开关(32)具有开关机构(36)，在手动致动时所述操作元件(18)作用于所述开关机构上，
-在所述壳体(12)中与所述操作元件(18)有间距地布置的承载元件(24)，
-其中，所述承载元件(24)具有可弯曲梁(40)，所述可弯曲梁具有面向所述操作元件(18)的上侧(42)和背离所述上侧(42)的下侧(44)，
-其中，分配给所述操作元件(18)的开关(32)布置在所述可弯曲梁(40)上，以及
-作用在所述可弯曲梁(40)上的调节机构(46)，用于将所述可弯曲梁(40)相对于所述操作元件(18)的弯曲位置调节到其静止位置，并在所述操作元件(18)作用于所述开关机构上时将所述可弯曲梁(40)保持并由此稳定在其调节到的弯曲位置上。
2.根据权利要求1所述的操作装置(10)，其特征在于，所述开关机构(32)具有能够由所述操作元件(18)沿着开关路径一直移动到开关触发位置的开关机构(36)，并且所述可弯曲梁(40)能够借助于所述调节机构(46)转移到弯曲位置中并且能够固定在该弯曲位置中，在所述弯曲位置中所述开关路径具有可预定的长度，而且是在所述壳体(12)、所述操作元件(18)和所述开关(32)的安装公差和/或制造公差被补偿的情况下具有所述可预定的长度。
3.根据权利要求1或2所述的操作装置(10)，其特征在于，所述调节机构(46)被构造为带有螺纹轴(50)的调节螺钉(48)，所述螺纹轴与相对于所述承载元件(24)的可弯曲梁(40)定位的基准元件(30)螺纹啮合，并且能够通过旋转所述调节螺钉(48)使得所述可弯曲梁(40)弯曲。
4.根据权利要求1或2所述的操作装置(10)，其特征在于，所述调节机构(46)被构造为带有螺纹轴(50)的调节螺钉(48)，所述螺纹轴可旋转且轴向地保持在相对于所述承载元件(24)的可弯曲梁(40)定位的基准元件(30)上，所述调节螺钉(48)的螺纹轴(50)与所述可弯曲梁(40)螺纹啮合并且能够通过旋转所述调节螺钉(48)使得所述可弯曲梁(40)弯曲。
5.根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述开关(32)具有至少两个在开关触发位置上电连接的接触部，或者所述开关(32)被构造为光学、电容、电阻或电感式工作的距离传感器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述调节机构(46)作用于在以下位置处的所述可弯曲梁(40)，在所述开关机构被致动时所述位置位于所述开关机构的所述操作元件(18)的穿过所述开关(32)的移动轴的延长线上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述开关(32)布置在所述可弯曲梁(40)的面向所述操作元件(18)的上侧(42)上，并且所述调节螺钉(48)靠置在所述可弯曲梁(40)的背离所述上侧(42)的下侧(44)上并且与所述开关(32)对准。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的操作装置，其特征在于电气或机电或电磁式工作的反馈单元，用于对所述操作元件(18)的有效手动致动进行触觉反馈。
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