DE102004022847A1

DE102004022847A1 - operating element

Info

Publication number: DE102004022847A1
Application number: DE102004022847A
Authority: DE
Inventors: Anton Rüttiger
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-05-08
Publication date: 2005-06-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere in einer zentralen Bedieneinheit. DOLLAR A Vorgeschlagen wird das Einbinden eines Haftmagnetensystems (8, 9) in ein Bedienelement (1) um die Funktion "Schiebesteller" eindeutig zu machen. DOLLAR A Dazu weist das Bedienelement (1) neben einem Betätigungsknopf (2), der auf einer Welle (3) aufsitzt, die beispielsweise in einem Zylinder (4) geführt wird, und wenigstens einer Leiterplatte (7), welche LEDs (6) besitzt, ein mit dem Betätigungsknopf (2) funktional verbundenes magnetisches Mittel (8), dem ein Magnet (9) zugeordnet ist, auf. Beim vertikalen Bewegen durch Schieben des Betätigungsknopfes (2) hebt das magnetische Mittel (8) vom Magneten (9) durch Kippen ab, wodurch durch eine am Betätigungsknopf (2) angebrachte Codierscheibe (10) diese derart in eine Schräglage gebracht wird, dass ein Lichtfluss an durch die LED (6) gebildeten Lichtschranken (11) unterbrochen und/oder geöffnet wird. In Weiterführung beinhaltet dieses Bedienelement (1) auch die Funktionen Drücken und Drehen.The invention relates to an operating element, in particular in a central operating unit. DOLLAR A Proposed is the incorporation of a magnet system (8, 9) in an operating element (1) to make the function "slide plate" unique. DOLLAR A For this purpose, the operating element (1) next to an actuating knob (2) which rests on a shaft (3), which is guided for example in a cylinder (4), and at least one printed circuit board (7), which LEDs (6) , a magnetic means (8) operatively connected to the operation knob (2) and associated with a magnet (9). When moving vertically by pushing the operating knob (2), the magnetic means (8) lifts from the magnet (9) by tilting, whereby by a coding knob (10) attached to the actuating knob (2) is brought into an inclined position such that a light flux is interrupted by the LED (6) formed light barriers (11) and / or opened. In continuation this control element (1) also contains the functions press and turn.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere in einer zentralen Bedieneinheit.The The invention relates to a control element, in particular in a central Operating unit.

Aus „Mensch-Maschine-Interface", Proseminar Software für Automobilsteuergeräte, Referent Gary Weissenbacher, Seiten 7 bis 10 ist ein Bedienelement der gattungsgemäßen Art bekannt, welcher neben gedreht und getastet in der Ebene auch gekippt oder verschoben werden kann.From "human machine interface", proseminar software for automotive control units, Speaker Gary Weissenbacher, pages 7 to 10 is an operating element of the generic type known, which next to rotated and keyed in the plane also tilted or can be moved.

Insbesondere das Kippen oder Verschieben des Bedienknopfes bzw. Betätigungsknopfes kann bei diesen bekannten Ausführungen zu undefinierbaren Stellungen des Knopfes und damit der Funktionsauswahl führen.Especially the tilting or shifting of the control knob or actuator knob can in these known designs to undefinable positions of the button and thus the function selection to lead.

Ein joystickartiges Betätigungselement, welches vorzugsweise flach ausgeführt ist, wird in der nicht vorveröffentlichten DE 101 52 978.3 offenbart. Das Betätigungselement ist so konzipiert, dass der Betätigungsknopf in vier unterschiedliche Kontaktlagen gebracht bzw. gedrückt werden kann, wobei jeweils nur eine Kontaktgabe erfolgt. Eine im Betätigungselement verwendete Kontaktmatte ist auf eine Leiterplatte aufgeclipsbar und als 4-fach-Kontaktmatte ausgeführt. Die Kontaktmatte ist im Kontaktzentrum für eine LED ausgespart, um die Beleuchtung der Symbole auf dem Betätigungsknopf zu gewährleisten.A joystick-type actuator, which is preferably made flat, is not pre-published in the DE 101 52 978.3 disclosed. The actuating element is designed such that the actuating button can be brought or pressed into four different contact positions, wherein only one contact is made in each case. A contact mat used in the actuator is clipped onto a circuit board and designed as a 4-way contact mat. The contact mat is recessed in the contact center for an LED to ensure illumination of the symbols on the control knob.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Konzept anzugeben, wodurch insbesondere die Funktionsanwahl eines Kippstellers oder Schiebestellers innerhalb eines Bedienelements eindeutig definiert wird.The The invention has as its object to provide a concept, which in particular the function selection of a tilting or sliding plate is clearly defined within a control element.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Einbinden eines Haftmagnetensystems in ein Bedienelement nach dem Anspruch 1, wodurch die Funktion „Schiebesteller" in eindeutige Lagen gebracht wird und die undefinierten Zwischenstellungen nicht angewählt werden können. Die Basis-Anlenkung erfolgt vorzugsweise über einen Kippkern und Dauermagneten. Der Kippwinkel wird während der Betätigung gemessen, beispielsweise über Analoglichtschranke, und kann in einer bevorzugten Ausführung mittels einem zusätzlichen Elektromagneten einer vorprogrammierten Kipplinie angepasst werden. Dieser kann mit dem Dauer magneten in Kombination gebracht werden, z.B. Dauermagnet innen und Elektromagnet um diesen herum befindlich.Is solved this task by incorporating a magnetic system in a Control element according to claim 1, whereby the function "sliding plate" in unique positions is brought and the undefined intermediate positions are not selected can. The base linkage preferably takes place via a tilting core and permanent magnets. The tilt angle is during the activity measured, for example about Analog light barrier, and can in a preferred embodiment by means of an additional Electromagnets are adapted to a preprogrammed tipping line. This can be combined with the permanent magnets, e.g. Permanent magnet inside and electromagnet around it.

In Weiterführung der Erfindung ist dieses Bedienelement ebenfalls mit weiteren Funktionen wie Tasten, Drücken und/oder Drehen ausgestattet. Insbesondere die Drück-Funktion kann optisch digital, optisch analog, magnetisch oder mechanisch ausgewertet werden.In continuation the invention, this control is also with other functions like buttons, press and / or turning equipped. In particular, the push function can be optically digital, optical analog, magnetic or mechanical be evaluated.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:Based an embodiment with drawing, the invention will be explained in more detail. It shows:

1 ein Bedienelement mit Stahlkern in Ruhefunktion, 1 a control element with steel core in rest function,

1a magnetisches Gebilde anstelle des Stahlkerns aus 1, 1a magnetic structure instead of the steel core 1 .

2a, b das Bedienelement aus 1 in Funktion Schieben, 2a , b the control 1 push in function,

3a, b das Bedienelement aus 1 in Funktion Drücken, 3a , b the control 1 in function,

4a–4e Varianten der Kontaktinformation für die Funktion Drücken. 4a - 4e Variants of the contact information for the function Press.

In 1 ist ein Bedienelement 1 mit einem Betätigungsknopf 2, welcher über eine Welle-Drehknopf 3 in einem nicht rotierenden Zylinder 4 geführt wird, dargestellt.In 1 is a control 1 with an operating button 2 which has a shaft knob 3 in a non-rotating cylinder 4 is performed, shown.

Für die Funktion „Drehen" ist wenigstens ein Lichtspiegel 5 an einer Encoderwelle vorgesehen, dem LED's 6 wenigstens einer Leiterplatte 7 zugeordnet sind. Mit dem Betätigungsknopf 2 funktional in Verbindung stehend ist ein magnetisches Mittel 8, beispielsweise ein achteckiger Stahlkern 8.1 (Oktaeder) oder ein magnetisches Gebilde 8.2 bestehend aus acht miteinander verbundenen Facetten (1,5°) (1a), mit einem zugehörigen Magneten 9, hier einem Permanentmagneten, vorgesehen. Das magnetische Mittel 8 kann auf einem Dämpfungselement 13 gelagert sein. Der komplette Betätigungsknopf 2 (siehe 2b) wird über den zentralen Permanentmagneten 9 vorzugsweise mittig gehalten. Der Stahlkern 8.1 ist beispielsweise fest mit dem Zylinder 4 verpresst. Die Leiterplatte 7 weist in diesem Bereich vorzugsweise eine Ausnehmung bzw. einen Durchbruch auf.For the function "rotate" is at least one light mirror 5 provided on an encoder shaft, the LED's 6 at least one printed circuit board 7 assigned. With the control knob 2 functionally related is a magnetic medium 8th For example, an octagonal steel core 8.1 (Octahedron) or a magnetic entity 8.2 consisting of eight interconnected facets (1.5 °) ( 1a ), with an associated magnet 9 , here a permanent magnet, provided. The magnetic means 8th can on a damping element 13 be stored. The complete control knob 2 (please refer 2 B ) is via the central permanent magnet 9 preferably kept centered. The steel core 8.1 is for example stuck to the cylinder 4 pressed. The circuit board 7 preferably has a recess or an opening in this area.

Die 2a und 2b widerspiegeln die Funktion „Schieben" („Kippen").The 2a and 2 B reflect the function of "pushing"("tilting").

Dazu greift eine Kraft B an den Betätigungsknopf 2 an und versucht diesen in die gewünschte Richtung zu verschieben. Beim Kippen ergibt sich ein steiler Anstieg der einwirkenden Kraft, die danach abnimmt und am Anschlag über einen nicht dargestellten am Zylinder 4 angebrachten Gummiring oder dergleichen wieder ansteigt. Das Kippen erfolgt nicht über einen zentrischen Drehpunkt, sondern läuft über eine Kante des achteckigen Stahlkerns 8.1. Dabei hebt die Welle-Drehknopf 3 beim Kippen ab. Dadurch wird bezogen auf den zentrischen Drehpunkt die theoretisch vertikale Relativbewegung des Betätigungsknopfes 2 reduziert. Die achteckige Form des Stahlkerns 8.1 führt zum einen zu einer Bevorzugung der acht Hauptrichtungen, zum anderen wird dadurch der gesamte Betätigungsknopf 2 zentriert. Die Haptik des Kippens wird durch die Abmessungen des Permanentmagneten 9 und die des Stahlkrens 8.1 bestimmt, d.h., durch Veränderungen dieser Parameter kann die Haptik beeinflusst werden. Dies kann bevorzugt auch durch einen zusätzlichen Elektromagneten erfolgen (nicht näher dargestellt). Dieser befindet sich dann beispielsweise unterhalb des Stahlkerns 8.1 und umschließt den Permanentmagneten 9 teilweise oder ganz. Durch das Kippen wird eine am Betätigungsknopf 2 befestigte Codierscheibe 10 in eine Schräglage versetzt. Diese Schräglage bewirkt, dass der Lichtfluss an mehreren Lichtschranken 11, gebildet durch die LED's 6, unterbrochen bzw. geöffnet wird. Das Prinzip ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 103 42 335.4 bekannt, auf die hiermit Bezug genommen wird.For this purpose, a force B engages the actuating button 2 and tries to move it in the desired direction. When tilting results in a steep increase in the applied force, which then decreases and the stop on a not shown on the cylinder 4 attached rubber ring or the like increases again. The tilting does not take place via a centric pivot, but runs over an edge of the octagonal steel core 8.1 , This raises the shaft knob 3 when tilting off. As a result, based on the central pivot point, the theoretically vertical relative movement of the actuating knob 2 reduced. The octagonal shape of the steel core 8.1 on the one hand leads to a preference of the eight main directions, on the other hand, thereby the entire operating button 2 centered. The feel of tilting is determined by the dimensions of the permanent magnet 9 and the steel collar 8.1 determined, ie, by changing these parameters, the haptics can be influenced. This can preferably also be done by an additional electromagnet (not shown in detail). This is then, for example, below the steel core 8.1 and encloses the permanent magnet 9 partially or completely. By tilting one on the operating button 2 attached coding disc 10 offset in an inclined position. This oblique position causes the light flux at several light barriers 11 , formed by the LEDs 6 , interrupted or opened. The principle is from the unpublished DE 103 42 335.4 known, to which reference is hereby made.

Die Auswertung der Schiebebewegung erfolgt vorzugsweise über acht auf der Leiterplatte 7 befindliche Lichtschranken 11, wobei jeweils zwei Lichtschranken 11 aus einer gemeinsamen Sendediode und zwei Emfpängern bestehen. Die Sendedioden werden vorzugsweise gepulst betrieben, wodurch einer Alterung der Lebensdauer vorgebeugt werden kann. Durch die Codierscheibe 10, beispielsweise eine Kulisse, die am Betätigungsknopf, insbesondere am Kippelement befestigt ist, werden beim Kippen in eine Richtung drei Lichtschranken 11 unterbrochen und so die Betätigungsrichtung sicher erkannt.The evaluation of the sliding movement is preferably carried out over eight on the circuit board 7 located light barriers 11 , each with two photocells 11 consist of a common transmitter diode and two receivers. The transmitter diodes are preferably operated pulsed, whereby aging of the life can be prevented. Through the coding disc 10 For example, a scenery, which is attached to the operating knob, in particular on the tilting element, when tilted in one direction, three light barriers 11 interrupted and thus reliably detected the actuation direction.

Die Drehfunktion lässt sich anhand der 1 näher erklären.The rotation function can be based on the 1 explain in detail.

Der Betätigungsknopf 2 ist über die Welle-Drehknopf 3 im Zylinder 4 radial gelagert. Axial sichert die Encoderwelle den Betätigungsknopf 2 gegen ein herausziehen. Dies geschieht vorzugsweise durch Rastnasen (nicht näher dargestellt) an der Encoderwelle, die dabei beispielsweise in eine Radialnut am Zylinder 4 eingreifen. Eine gewünschte haptische Rast kann am Zylinder 4 vorgesehen werden. Beim Drehen nimmt der Betätigungsknopf 2 die Encoderwelle mit und unterbricht bzw. schließt einen Lichtdurchfluss zwischen den zu den Lichtschranken 11 zugehörigen LED's 6. Dieses Signal wird dann von der Elektronik (nicht näher dargestellt) ausgewertet. Die Encoderwelle ist vorzugsweise als Lichtleiter (transparent) ausgeführt, wozu an den entsprechenden Stellen jeweils ein Lichtspiegel 5 angeordnet ist, wodurch das von der Sendediode ausgesendete Licht zur entsprechenden Empfängerdiode gelenkt wird. Am Umfang des Lichtleiters wechseln sich somit Lichtspiegel 5 und Lichtdurchlässe in entsprechender Weise ab. Die Anzahl und Anordnung der LED's 6 im Winkel zueinander ist dabei abhängig der Anzahl der einzustellenden Rastpunkte und kann nach bekannter Methode berechnet werden. Eine solche Codierung ist auch in der nicht vorveröffentlichten DE 103 42 325.7 offenbart, auf die hiermit Bezug genommen wird. Bei diesem optischen Encoder ist die Codierscheibe ein spezieller Lichtleiter.The operation button 2 is about the shaft knob 3 in the cylinder 4 radially mounted. Axially, the encoder shaft secures the actuator button 2 pull out against a. This is preferably done by locking lugs (not shown in detail) on the encoder shaft, which thereby, for example, in a radial groove on the cylinder 4 intervention. A desired haptic rest can be done on the cylinder 4 be provided. When turning the knob takes 2 the encoder shaft with and interrupts or closes a light flow between the light barriers 11 associated LED's 6 , This signal is then evaluated by the electronics (not shown). The encoder shaft is preferably designed as a light guide (transparent), to which at the appropriate locations in each case a light mirror 5 is arranged, whereby the light emitted by the transmitting diode light is directed to the corresponding receiver diode. At the periphery of the light guide light mirror thus change 5 and light passages in a corresponding manner. The number and arrangement of the LEDs 6 at an angle to each other is dependent on the number of set locking points and can be calculated by a known method. Such coding is also in the not pre-published DE 103 42 325.7 which is incorporated herein by reference. With this optical encoder, the coding disc is a special light guide.

Anhand der 3a und 3b lässt sich die mechanische Druckfunktion besser erläutern.Based on 3a and 3b it is easier to explain the mechanical printing function.

Über die Welle-Drehknopf 3 wird die Druckkraft vom Betätigungsknopf 2 auf einen darunter befindlichen Taster 12 bzw. Kontakt übertragen.About the shaft knob 3 becomes the pressing force of the operation knob 2 on a button below it 12 or transfer contact.

In weiteren 4a, b sind weitere mechanische Kontaktvarianten aufgezeigt. So ist die Einbindung einer Schaltfolie 20 nach 4a möglich. Eine weitere Variante ist in 4b dargestellt. Hierbei wird die Schaltfolie funktional durch Kontaktfedern 21 ersetzt.In further 4a , b are further mechanical contact variants shown. Such is the integration of a switching foil 20 to 4a possible. Another variant is in 4b shown. Here, the switching foil is functional by contact springs 21 replaced.

Eine berührungslos arbeitende Variante zeigt 4c. Hierbei können die vorhandenen Lichtschranken 11 des Bedienelements 1 genutzt werden. Mit Hilfe von mehreren Lichtschranken 11, beispielsweise vier der acht d.h., jede zweite, wird ein Drücken ermittelt, wenn diese vier Lichtschranken 11 gleichzeitig unterbrochen werden. Der Vorteil liegt in der einfachen Auswertung. Eine optisch analoge Variante zeigt 4d auf. Dabei werden vorzugsweise zwei um 45° versetzte analoge Lichtventile 22, bestehend aus wenigstens einem Sender- und wenigstens einem Empfängerbaustein, verwendet. Die Verwendung eines Hallelements 23 und eines entsprechenden Magneten 24 anstelle der Lichtventile liegt 4e zugrunde.A non-contact variant shows 4c , Here, the existing light barriers 11 of the operating element 1 be used. With the help of several photoelectric barriers 11 For example, four of the eight ie, every other, a push is detected when these four photocells 11 be interrupted at the same time. The advantage lies in the simple evaluation. An optically analogous variant shows 4d on. In this case, preferably two offset by 45 ° analog light valves 22 consisting of at least one transmitter and at least one receiver module used. The use of a Hall element 23 and a corresponding magnet 24 instead of the light valves 4e based.

Die Ausleuchtung einer vorgesehenen Suchbeleuchtung im Nachtdesign kann mittels einer LED erfolgen, die im Taster 12 bzw. in diesem Bereich unterhalb der Welle 3 integriert ist (nicht näher dargestellt).The illumination of a designated search lighting in the night design can be done by means of an LED, the button 12 or in this area below the shaft 3 is integrated (not shown).

Das vorgeschlagene Betätigungselement 1 ist einbaufähig in einer zentralen Bedieneinheit (nicht näher dargestellt).The proposed actuator 1 is installable in a central control unit (not shown).

Es versteht sich, dass im Rahmen des erfinderischen Gedankens Weiterführungen möglich sind. So kann der Magnet 9 durch einen nicht näher dargestellten Elektromagneten mit seiner bekannter Ansteuerung zur Funktion ersetzt oder erweitert werden. Das Prinzip des Schieben des Betätigungsknopfes, welches zwar in technisch in ein Kippen umgesetzt, dem Benutzer aber immer noch als Schieben des Betätigungsknopfes selbst beibehalten bleibt, bleibt dabei Voraussetzung. D.h., obwohl die Funktionsauswahl durch Kippen des Betätigungsknopfes erfolgt, hat der Bediener weiterhin das Gefühl, diesen Betätigungsknopf zu schieben.It goes without saying that continuations are possible within the framework of the inventive idea. That's how the magnet works 9 be replaced by a non-illustrated electromagnet with its known control to the function or extended. The principle of pushing the operating knob, which although technically implemented in a tilt, the user but still as pushing the actuating button itself remains, it remains a prerequisite. That is, although the function selection is made by tilting the operation button, the operator still has the feeling of pushing this operation button.

Obwohl des Bedienelement 1 alle drei Funktionen in sich vereint, sind auch Einzelkombinationen möglich.Although the control 1 Combining all three functions, single combinations are possible.

Claims

Control element ( 1 ), comprising an actuating button ( 2 ) standing on a wave ( 3 ), as well as LEDs ( 6 ), which are mounted on a printed circuit board ( 7 ), characterized in that with the actuating button ( 2 ) a magnetic agent ( 8th . 8.1 . 8.2 ) is functionally connected to the at least one magnet ( 9 ), wherein when moving vertically by pushing the actuating button ( 2 ) the magnetic means ( 8th . 8.1 . 8.2 ) from the magnet ( 9 ) lifts off by tilting and one on the control knob ( 2 ) attached coding disc ( 10 ) is brought into an inclined position in such a way that a light flux at light barriers formed by the LED '(6) ( 11 ) is interrupted and / or opened.

Operating element according to claim 1, characterized in that the magnetic means ( 8th ) a steel core ( 8.1 ).

Operating element according to claim 1 or 2, characterized in that the means ( 8.1 ) is octagonal.

Operating element according to claim 1, characterized in that the magnetic means ( 8th ) a magnetic structure ( 8.2 ), consisting of eight interconnected facets.

Operating element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnet ( 9 ) is a permanent magnet.

Operating element according to one of the preceding claims, characterized in that the coding disc ( 10 ) on the control knob ( 2 ) attached backdrop is.

Operating element according to claim 1, characterized in that with the shaft ( 3 ) an encoder shaft is connected to a coding which is connected to the light barriers ( 11 ) is functionally related.

Operating element according to Claim 6, characterized that the encoder shaft is a light guide.

Operating element according to claim 7, characterized in that the light guide is designed to be transparent, which circumferentially alternately light mirror ( 5 ) and light passages.

Operating element according to one of claims 1 to 8, characterized in that with the shaft ( 3 ) on the circuit board ( 7 ) located button ( 12 ) or contact is in operative connection.

Operating element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the magnet ( 9 ) is replaced or supplemented by an electromagnet.