CN114945485A - 用于车辆的操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的操作装置(10)，包括外壳(12)。所述外壳的前壁(14)被配置为带有至少一个操作元件(18)，其能够从静止位置开始手动操纵。此外，弯曲杆(40)被设置在壳体(12)中，距离操作元件(18)有一定距离，其中，在所述的弯曲杆上设置了与操作元件(18)配对的开关(32)。最后，所述的操作装置(10)提供作用于所述的弯曲杆(40)上的调节部件(46)，用于调节和稳定所述的弯曲杆(40)相对于处于静止位置的所述的操作元件(18)的弯曲位置。所述的调节部件(46)包括具有内螺纹(56)的螺纹套筒(54)和具有自攻螺钉形式的螺纹轴(50)的调节螺钉(48)，其中所述的螺纹套筒(54)的内螺纹(56)和自攻调节螺钉(48)的螺纹轴(50)的外螺纹(52)具有相同或基本相同的螺距。

Description

用于车辆的操作装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的操作装置，特别是用于例如空调、导航装置、信息娱乐系统的车辆部件的操作装置。特别地，本发明涉及用于车辆的人机界面(HMI)。

背景技术

车辆的操作装置是根据不同的操作概念进行构造和设计的。在具有操作键的操作装置的情况下，有时希望使键行程尽可能短(所谓的短行程键)。特别是，在制造操作装置时，努力确保可按压的操作元件，如操作键或也包括具有触摸功能的可按压显示器，尤其是相同的行程，直到达到分配给操作元件的开关触发位置，尽管给定的制造公差。这对于短行程键尤其具有挑战性。

在US-B-6 919 522、US-A-2008/0316064和US-A-2012/0044660中描述了操作元件的下压行程是可调节的操作装置。在根据US-A-2012/0044660的操作装置中，分配给操作键的开关位于柔性印刷电路板上，该柔性印刷电路板可通过调节螺钉朝向操作元件移动，以便于调节开关路径。在根据US-A-2008/0316064和US-B-6 919 522的操作装置中，用于调节开关路径的调节螺钉位于操作键上。

DE-U-78 25 480显示了可调节行程的短行程键。这里，可以通过选择传动比来设置区域表面和舌部之间的行程，从而设置一定的接触距离。

从EP-A-3 020 896中描述了一种用于键元件的调节装置。因此，可以对键元件的静止位置进行微调。

本发明的一个目的是创造一种用于车辆的操作装置，其结构允许以简单的方式对开关触发位置进行公差补偿调整。

发明内容

本发明的目的通过提供一种用于车辆的操作装置来实现，包括：

-具有前壁的外壳，

-至少一个操作元件，其可以从静止位置开始手动操纵，以输入命令或激活功能，

-分配给所述的操作元件的开关，具有在手动操作期间所述的操作元件作用于其上的开关部件，

-支撑元件，设置在所述的外壳内部，与所述的操作元件相距一定距离，

-其中所述的支撑元件包括上侧面向操作元件和下侧背向所述的上侧的弯曲杆，

-其中分配给所述的操作元件的所述的开关设置在所述的弯曲杆上，并且

-调节部件作用在所述的弯曲杆上，用于调节所述的弯曲杆相对于处于其静止位置的所述的操作元件的弯曲位置，并用于保持和因此稳定当所述的操作元件作用在所述的开关部件上时，所述的弯曲杆处于其调节的弯曲位置，

-其中所述的调节部件包括具有内螺纹的螺纹套筒和具有自攻螺钉形式的螺纹轴的调节螺钉，其中所述的螺纹套筒的内螺纹和所述的调节螺钉的螺纹轴的外螺纹具有相同或基本相同的螺距。

在根据本发明的操作装置中，可以在工厂相对于分配给所述开关的操作元件调整开关的位置。通常，分配给操作元件的开关设置在印刷电路板上，或者一般而言，设置在位于外壳的前壁后面的支撑元件上。除了导电路径之外，印刷电路板上还设置了其他电气和电子元件。例如，开关可以是短行程开关或设置在印刷电路板上的开关垫。也可以使用传感器形式的电容式、电阻式、电感式或光学开关，尤其是位移传感器。

根据本发明，分配给操作元件的开关现在位于支撑元件的弯曲杆上。如果支撑元件被设计为印刷电路板，则所述弯曲杆可以设计为在三个侧面上自由切割的腹板，一端与印刷电路板一体连接，另一端自由连接。然而，弯曲杆也可以作为附加的单独部件设置在支撑元件上，例如作为舌头或类似的突出元件。调节部件作用在弯曲杆上，允许改变弯曲杆的位置。调节部件还用于在操作元件被操纵时在开关的开关部件被作用时稳定弯曲杆的假定弯曲位置，因此如果需要，通过开关部件或开关将压力施加在弯曲杆上。

尽管振动作用在操作单元上，但调节螺钉的旋转位置不应改变，该调节螺钉应防止转动。对于传统的调节螺钉，在这种情况下使用粘合剂或锁定清漆。根据本发明提出的调节部件在设计上是自锁的。这是通过自攻螺钉与带有内螺纹的螺纹套筒相结合来实现的。当在360°间距上观察时，自攻螺钉通常包括具有多个高点的螺纹。例如，具有三个高点的自攻螺钉称为三叶螺纹形式。此外，自攻螺钉的螺纹的半径轮廓以横截面不是三角形的方式形成，与普通的非螺纹切削或非自攻螺钉的情况一样，但有所不同，例如可以具有渐开线形式。这种螺钉本身用于自攻螺纹成型，例如盲孔(例如形成为铸孔)。根据本发明，具有内螺纹的螺纹套筒用于自攻螺钉的螺纹接合。这减小了在旋入自攻螺钉时施加的扭矩，但不必放弃在接近的调节位置中调节螺钉的自锁作用。

由高点(及其数量)和螺纹横截面形状形成的自攻调节螺钉的(外部)尺寸与螺纹套筒的内部尺寸相比，由所需的扭矩决定，用于将自攻调节螺钉旋入套筒并达到自保持效果。

现在可以通过以下方式对所需的开关触发位置进行微调，当操作装置完成时，分配给开关或弯曲杆的调节部件在操作元件处于其静止位置的情况下被调节，以便于弯曲杆弯曲，从而使开关在操作方向上向前移动。这个过程一直持续到开关或开关的开关部件处于其开关触发位置。旋转调节螺钉时必须克服某个最小扭矩。通过随后将调整部件向后移动或调整预定量，弯曲杆现在可以转移到弯曲位置，在该弯曲位置，开关与操作元件保持一定距离，该距离对应于期望的触发路径，当被操纵时操作元件必须被按下，直到开关部件到达开关触发位置。在这种情况下，当调整螺钉向后转动时，要施加的最小扭矩低于之前拧入时的扭矩，但仍然足够高以使自锁调节螺钉。这使得可以省去例如通过粘合剂或锁定清漆防止调节螺钉意外旋转的安全措施，这简化了组装并降低了组装成本。

根据本发明使用的自攻调节螺钉有时也称为自攻螺钉。出售适合用作本发明意义上的调节螺钉的自攻螺钉，例如，由ARNOLD UMFORMTECHNIK GmbH und Co.KG以TAPTITE品牌命名。

操作元件通常是具有多个按钮和触摸传感器系统(电容式、电阻式、光学式或电感式)的元件。因此，一个开关总是用于启动通过触摸操作元件上的按钮之一输入的命令。

调节部件优选地安装或引导在参考元件上，该参考元件具有限定和相对于支撑元件和操作元件(在其静止位置)的恒定位置。

换言之，如上所述，本发明有利地提供了由操作元件沿开关路径移动到开关触发位置的开关部件，并且弯曲杆可以通过调节部件转移到弯曲位置并且可以固定在所述弯曲位置，其中操作元件可以移动直到到达开关触发位置的触发路径，例如通过开关部件，具有可预定的长度，同时补偿操作元件和开关的外壳的组装和/或制造公差。

调节螺钉的另一个优点是，在开关的微调期间，当开关部件已经到达开关触发位置时，调节部件随后向后移动的量是基于调节螺钉在调节螺钉的转动量的基础上确定的。螺距是已知的并且可以有针对性地接近。

在本发明的一个实施例中，有利地规定，螺纹套筒与相对于支撑元件的弯曲杆定位的参考元件固定地连接或一体地形成。然后，这允许调节螺钉的螺纹轴端沿弯曲杆的方向向前移动，并通过旋转调节螺钉将其弯曲，其中，当弯曲杆由于其弹性而向后移动时，螺纹轴又跟随调节螺钉的螺纹轴端的位置。螺纹轴与弯曲杆接触的端部便利地凸出(即设置有“半径尖端”)，从而螺纹轴尽可能以点接触靠在弯曲杆上，因此螺纹的旋转在整个范围内具有恒定的定义。

作为前面提到的替代方案，调节螺钉也可以作为参考元件上的“松动螺钉”保持在轴向位置，在这种情况下，调节螺钉的螺纹轴与固定/安装/集成在弯曲杆上和/或中的螺纹套筒螺纹接合，并且可以双向弯曲。

为了避免在通过弯曲弯曲杆或向后弯曲对开关进行微调时必须考虑弯曲杆上的杠杆传动比，有利的是，当调节部件被操作元件操纵时，调节部件在切换构件的运动延伸的位置处作用在弯曲杆上。在调节部件位于弯曲杆的一侧并且在其调节期间或多或少地作用于弯曲杆的情况下，以便在操作元件的方向上弯曲弯曲杆或在期间释放弯曲杆往返运动，根据本发明的有利实施例，开关设置在弯曲杆的面向操作元件的上侧，并且调节螺钉位于弯曲杆的背离上侧的下侧，并与开关对齐。

根据本发明的概念使得可以将开关系统设置成复合的，从而使得具有高达小于0.4mm的开关路径的操作元件的短响应是可能的。此外，可以实现最小的驱动行程(小于0.3毫米)。复合式开关系统的公差可降至+/-0.1mm以下。可以补偿各个部件(键体、外壳或前面板上的键引导、开关、开关元件)及其组装的公差。

在本发明的另一有利实施例中，可以规定，操作装置配备有触觉反馈。如果用户被告知操作元件的有效操作的识别，它增加了易用性。这尤其通过触觉反馈以有利的方式完成。例如，这种触觉反馈可以机械地、机电地或电气地实现。机械触觉反馈可以通过致动器以类似脉冲的方式机械地刺激显示器来实现。实现触觉反馈的另一种方法是将弯曲波压印到显示器或显示器的保护玻璃中。实现触觉反馈的另一种可能性是通过局部产生的电场的纯电力操作变体。

通常，根据本发明的关于调整部件的提议可以用于调整检测器相对于待检测元件的位置，其中检测器设置在弯曲杆上。参考在此描述的实施例，因此开关将是检测器，而要检测的元件在最广泛的意义上将是要检测其按下的操作元件。检测器可以响应机械触摸，也可以非接触式工作。

附图说明

下面通过示例性实施例并参考附图更详细地解释本发明，其中

图1显示了操作装置的前视图(透视图)。

图2显示了通过根据图1的II-II的操作装置的截面图。

图3是图2的III-III区域的剖面图。

图4到7显示开关系统微调期间的各个阶段(关于操作元件)，以及

图8和9显示调节螺钉自攻螺纹轴的剖面图和侧视图。

附图标记

10 操作装置

12 外壳

14 前壁

16 显示器

18 操作元件

20 控制面板

21 控制面板

22 控制面板

24 支撑元件

26 印刷电路板

28 后壁

30 参考元件

32 开关

34 开关后壁

36 开关部件

38 切口

40 弯曲杆

42 上侧

44 下侧

46 调节部件

48 调节螺钉

50 螺纹轴

52 螺纹轴外螺纹

54 螺纹套筒

56 螺纹轴内螺纹

58 螺纹轴端

x 距离

a 触发路径

b 弯曲路径

具体实施方式

在图1至3示出了操作装置10的示例性实施例的基本结构。在该示例性实施例中，操作装置10包括在其前壁14上的壳体12，例如，显示器16和具有三个控制面板20、21、22的条带形式的操作元件18。用于各种电气和电子部件的支撑元件24位于外壳12内。所述支撑元件24通常是印刷电路板26。外壳12还包括后壁28，在该示例性实施例中，后壁28还执行参考元件30的功能，这将在下面进一步讨论。

根据图2和3所示的剖面图。在该示例性实施例中，机械开关32包括开关外壳34和位于操作元件18下方的开关部件36。在这种情况下，开关部件36设计为柱塞，该柱塞在被压下时例如移动用于电连接两个接触场的导电元件。当操作元件18被操纵时，通过传感器(例如，电容式)检测控制面板20、21、22中的哪一个被例如手的手指触摸，以便随后执行命令对应于触发开关32时触摸的控制面板。

例如，开关32位于支撑元件24的支撑部件24具有U形切口38的区域中。以这种方式形成弯曲杆40，开关32位于其面向操作元件18的上侧42上。

调节部件46作用在弯曲杆40的下侧44上，其设计为具有螺纹轴50和外螺纹52的自攻调节螺钉48与具有内螺纹56的螺纹金属套筒54的组合(参见图4)。例如，调节螺钉48具有钢作为其材料，而螺纹套筒54由比调节螺钉48的材料“更软”的金属制成，例如黄铜。通过其螺纹轴50，调节螺钉48与嵌入后壁28中的螺纹套筒54螺纹接合。螺纹套筒54通常由后壁28的塑料材料包覆成型，因此被注塑到后壁28中并且在其外侧具有相对较大的表面粗糙度(例如，通过滚花产生)，使得塑料材料和螺纹套筒54彼此互锁并且使得当调节螺钉48被拧入和拧出时，调节螺钉48和螺纹套筒54即使在由于自攻配对而出现的扭矩增加的情况下也以旋转固定的方式定位或保持定位。优选地，调节螺钉48的螺纹轴端58，特别是凸出的，通过搁置在弯曲杆40的下侧上而与开关32相对地作用。

在图2中，弯曲杆40沿操作元件18的方向弯曲，使得开关32相对于操作元件18的静止位置处于所需位置。该距离位置定义了操作元件18在被按下所需距离之后触发开关32。操作元件18以已知的方式通过例如锁钩或卡扣配合来固定以防止从外壳12中移出。

根据本发明的由操作元件18和相关联的开关32组成的开关系统的微调过程将在下面参考图4至7进行简要描述。

在调整过程开始时，开关32(在这种情况下为开关外壳34)与处于静止位置的操作元件18的下侧具有距离x(参见图4和图5)，该距离大于所需的触发路径a(见图7)。借助调节螺钉48，弯曲杆40现在向操作元件18的方向弯曲，这使开关32向操作元件18的下侧移动。在此，调节螺钉48必须在克服某个最小扭矩的同时旋入或旋入螺纹套筒54。在调整或弯曲路径b被覆盖之后，开关32被触发(见图5)。切换信号例如通过在操作装置10的组装末端处的装置测试接口输入，这终止例如自动完成的调节螺钉48的进一步操纵。此时知道开关32何时触发。

在这种情况下，开关系统在操作装置中设置在开关状态并且无间隙。需要注意的是，开关32不应该被折叠成块大小；这是为了对开关32进行机械保护。

换言之，如果存在根据图5所示的情况，则已知开关32的切换点(无间隙)在系统中的位置。

相反，现在可以通过调节螺钉48(其螺距尺寸已知)的特定复位来自由设置开关系统的精确开关路径(触发路径)。通过将调节螺钉48转回而复位，开关32进入其末端位置，当按下操作元件18时，开关32的开关部件36移动到开关触发位置。因此，操作元件18被触发路径a移动(参见图7)。转回调节螺钉48又通过克服最小扭矩来完成，该扭矩低于先前旋入期间但足够高，从而在调节螺钉48的最终设置位置提供可靠的自锁。

自攻调节螺钉48的形状的一个例子参照图8和图9所示。据此，调节螺钉48在其横截面方面具有三叶形。带螺纹的轴端58是略微锥形的并且具有不一定是三叶形的定心或引导螺纹。具有三叶形的自攻调节螺钉在商业上是已知的，例如在TAPTITE 2000或DUOTAPTITE2000下。

此外，调节构件46将弯曲杆40稳定在其在调节之后呈现的弯曲位置。

使用前述方法和前述由操作装置设计或操作元件18和开关32以及弯曲杆40组成的开关系统，可以将这种机械“复合系统”的公差链减少到零。尽管复合材料中的元件公差和公差链很大，但可以补偿小的开关路径。

Claims (9)

1.一种用于车辆的操作装置(10)，其特征在于，包括：

-具有前壁(14)的外壳(12)，

-至少一个操作元件(18)，其可以从静止位置开始手动操纵，以输入命令或激活功能，

-分配给所述的操作元件(18)的开关(32)，具有在手动操作期间所述的操作元件(18)作用于其上的开关部件(36)，

-支撑元件(24)，设置在所述的外壳(12)内部，与所述的操作元件(18)相距一定距离，

-其中所述的支撑元件(24)包括上侧(42)面向操作元件(18)和下侧(44)背向所述的上侧(42)的弯曲杆(40)，

-其中分配给所述的操作元件(18)的所述的开关(32)设置在所述的弯曲杆(40)上，并且

-调节部件(46)作用在所述的弯曲杆(40)上，用于调节所述的弯曲杆(40)相对于处于其静止位置的所述的操作元件(18)的弯曲位置，并用于保持和因此稳定当所述的操作元件(18)作用在所述的开关部件上时，所述的弯曲杆(40)处于其调节的弯曲位置，

-其中所述的调节部件(46)包括具有内螺纹(56)的螺纹套筒(54)和具有自攻螺钉形式的螺纹轴(50)的调节螺钉(48)，其中所述的螺纹套筒(54)的内螺纹(56)和所述的调节螺钉(48)的螺纹轴(50)的外螺纹(56)具有相同或基本相同的螺距。

2.根据权利要求1所述的操作装置(10)，其特征在于，所述的螺纹套筒(54)设置在相对于所述的支撑元件(24)的弯曲杆(40)定位的参考元件(30)之上和/或之中，其中，当自攻调节螺钉(48)转动时，所述的螺纹轴(50)的端部抵靠在所述的弯曲杆(40)上并作用于其上，以使所述的弯曲杆(40)弯曲。

3.根据权利要求2所述的操作装置(10)，其特征在于，所述的自攻调节螺钉(48)的端部形成为凸形弯曲和/或所述的螺纹套筒(54)通过形状配合以旋转固定方式保持。

4.根据权利要求1所述的操作装置(10)，其特征在于，所述的自攻调节螺钉(48)的螺纹轴(50)可旋转地轴向和/或保持在参考元件(30)相对于所述的支撑元件(24)的弯曲杆(40)上定位，所述的螺纹套筒(54)设置在所述的弯曲杆(40)上和/或弯曲杆(40)中，当转动所述的自攻调节螺钉(48)时，所述的弯曲杆(40)可弯曲。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述的开关(32)具有一个开关部件(36),所述的开关部件(36)通过所述的操作元件(18)沿开关路径移动到开关触发位置,并且所述的弯曲杆(40)通过所述的自攻调节螺钉(48)转移到弯曲位置并固定在所述的弯曲位置，其中所述的切换路径具有可预定义的长度，同时补偿所述的操作元件(18)的外壳(12)和开关(32)用于组装和/或制造公差。

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，所述的开关(32)具有至少两个在开关触发位置电连接的触点，或者所述的开关(32)被设计为位移传感器，其以光学、电容、电阻或电感方式工作。

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，所述的自攻调节螺钉(48)作用于所述的弯曲杆(40)的位于所述的开关部件的操作元件(18)的运动轴线的延长线上的位置，当所述的开关部件被操纵时，其延伸穿过所述的开关(32)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的操作装置(10)，其特征在于，所述的开关(32)设置在所述的弯曲杆(40)面向所述的操作元件(18)的上侧(42)，并且其中所述的自攻调节螺钉(48)抵靠所述的弯曲杆(40)的背对所述的上侧(42)并与所述的开关(32)对齐的下侧(44)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的操作装置，其特征在于，还包括对所述的操作元件(18)的有效手动操纵进行触觉反馈的电动或机电或电磁操作反馈单元。

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