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Die
Erfindung betrifft eine Rasteinrichtung für ein dreheinstellbares, elektrisches
Bauelement, insbesondere einen Drehschalter oder Drehsteller für ein Kraftfahrzeug,
bestehend zumindest aus einem manuell betätigbaren Drehknopf, einem Gehäuse, einer
Rastfeder und einer Rastkontur, wobei die Rastfeder gegen die Rastkontur
wirkt und zwischen dem Gehäuse
und dem Drehknopf befestigt ist.
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Um
die Einstellbarkeit von Bedienelementen und hier insbesondere Drehstellern
zu vereinfachen, sind an Drehstellern häufig Rasteinrichtungen vorhanden.
Diese Rasteinrichtungen ermöglichen
ein stufenweises Einstellen von Betriebszustanden oder Funktionen
an Bedienelementen, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug. Erleichtert
wird dieses Auffinden von Betriebszustanden dadurch, dass die Rast
einerseits haptisch erkennbar und andererseits zumeist mit einem
Rastgeräusch
verbunden ist. Die Rastmittel einer Rasteinrichtung bestehen im
Wesentlichen aus einer Rastfeder, die zumeist einen gebogenen Vorsprung,
eine sogenannte Rastnase, aufweist und einer Rastkontur mit einer
oder mehreren benachbarten Rastvertiefungen, wobei der Vorsprung
mit den Rastvertiefungen zusammenwirkt. Eines der beiden Rastmittel,
Rastfeder oder Rastkontur, ist drehfest mit einem Stellglied des
betreffenden Bauelementes verbunden. Das jeweils andere Rastmittel
ist demgegenüber
am Bauelement ortsfest gehalten. Die beiden Rastmittel gleiten beim
Drehstellen relativ zueinander und erzeugen so die Rastmarken sowie
zumeist auch ein Rastgeräusch.
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Aus
dem deutschen Patent
DE
103 23 544 B4 ist eine Rasteinrichtung für ein dreheinstellbares, elektrisches
Bauelement insbesondere ein Drehschalter, mit einer Blattfeder,
die unter Federkraft gegen eine Rastkontur anliegt, bekannt. Hierbei
ist die Rastkontur umfänglich
an einer Außenseite
einer Rastscheibe angebracht und die Endbereiche einer Blattfeder
liegen unter Federspannung diametral an der Rastkontur an, wobei
die Blattfeder die Rastscheibe umfänglich umschließt und lediglich
in ihren Endbereichen radial geführt
aber ansonsten frei beweglich ist. Die Rastscheibe besitzt an ihrem
Durchmesser umfänglich
eine Verzahnung, so dass eine gleichmäßige Rast am Stellglied spürbar ist.
Mittels Vertiefungen, die am Umfang der Rastscheibe eingebracht
sind, sind feste Einstellungen an der Rasteinrichtung bestimmbar.
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Die
DE 28 31 204 B1 offenbart
einen Miniatur-Stufenschalter mit gedruckter Leiterplatte als Schalterbasis,
die mit einem Loch zum Führen
eines von außen
drehbaren kombinierten Schalt- und
Rastgliedes versehen ist, dessen anderes Ende in einer Ausnehmung
der Deckfläche
eines die Schalterbahnen auf der Leiterplatte abdeckenden flachen
Gehäuses
geführt
wird. Das Gehäuse
ist seinerseits fest mit der Leiterplatte verbunden und das Schalt-
und Rastglied im federnden Kontakt mit der Leiterplatte und Rastmitteln
gehalten.
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Auch
in der
US 2,632,830 ist
ein Drehwiderstand beschrieben, bei dem ein Schleifer über eine Widerstandsbahn
geführt
ist. Zur Erzielung definierter Einstellungen des Drehwiderstandes
ist in einem Gehäuse
des Drehwiderstandes ein Rastring mittels Einformungen im Gehäuse gehalten.
Der Rastring sitzt somit ortsfest im Gehäuse und die Rastkontur mit
den Rasten oder Erhebungen bewegt sich über dem aus einem federnden
Werkstoff gebildeten Rastring. Die Rasten oder Erhebungen wirken
hierbei mit Vertiefungen in dem Rastring zusammen, so dass umfänglich eine
Anzahl von Rastpositionen fest einstellbar sind. Diametral am Rastring
angeordnete Vertiefungen ermöglichen
dabei ein genaues und sicheres Einstellen der verschiedenen Rastpositionen.
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Aus
der
DE 199 47 529
A1 ist weiterhin eine inkrementelle Codiervorrichtung bekannt,
welche einen Bedienknopf aufweist. Der Bedienknopf kann sowohl gedreht
als auch axial eingedrückt
werden. Zur Bereitstellung von Raststellungen und einer Rückstellkraft
dienen dabei federvorbelastete Eindrückstößel, die in Einformungen eingreifen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rasteinrichtung bereitzustellen,
welche kompakt aufgebaut ist und mittels der einerseits ein sicheres
radiales und umfängliches
Rasten ermöglicht
wird und welche darüber
hinaus kostengünstig
realisierbar und leicht herzustellen ist. Weiterhin soll die Rasteinrichtung
langlebig sein.
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Die
Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabe
erfolgt dadurch, dass die Rastfeder scheibenförmig ausgebildet und verdrehbar
im Gehäuse
gelagert ist und der Drehknopf über
eine Lasche zur Befestigung des Drehknopfes drehfest mit der Rastfeder verbunden
ist, wobei die Lasche axial bewegbar an der Rastfeder angeformt
ist, so dass der Drehknopf zusätzlich
als Druckknopf axial bewegbar ist.
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Durch
die Ausbildung einer Rastfeder oder vielmehr die erfindungsgemäße Anbindung
des Drehknopfes an die Rastfeder wird einerseits eine axiale Lagerung
des Drehknopfes erreicht und andererseits ein kostengünstiges
und leicht herstellbares umfängliches
Rasten ermöglicht.
Durch die unmittelbare Anbindung des Drehknopfes an die Rastfeder ist
es darüber
hinaus mögliche,
auf axiale Lagerungen des Drehknopfes zu verzichten oder diese zumindest
zu minimieren, was wiederum zu einer Reduzierung von Bauteilen und
somit zu einer kostengünstigeren
Fertigung führt.
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Ein
weiterer vorteilhafter und wesentlicher Punkt der Erfindung ist
der, dass eine Druckfunktion des Drehknopfes ermöglicht wird, so dass zusätzlich der
Drehknopf als Druckknopf einsetzbar ist. Hierzu sind an der Rastfeder
Laschen angeformt, die den Druckknopf tragen und die gleichzeitig
axial zu einer Mittelachse des Drehknopfes beweglich an der Rastfeder
befestigt sind, wodurch eine axiale Bewegung des Dreh- und Druckknopfes
ermöglicht
wird.
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Die
Rastfeder besitzt somit in einer gemäß der Erfindung ausgeführten Form,
die Aufgabe, einer axialen Lagerung des Drehknopfes und als zweite Aufgabe
die Raststellungen am Umfang zu realisieren und darüber hinaus
eine dritte Aufgabe einer axialen Zug- und Druckfunktion mit Rückstellung
in eine Null-Lage des Dreh- bzw. Druckknopfes zu ermöglichen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigt
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1 eine
dreidimensionale Darstellung eines Bedienelementes, insbesondere
eines Dreh-Druckstellers eines Kraftfahrzeugs,
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2 einen
Schnitt durch einen Dreh-Drucksteller gemäß der 1 im Schnitt
und in der Seitenansicht,
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3 eine
dreidimensionale Ansicht auf eine erfindungsgemäße Rastfeder mit einem unteren Gehäuseteil,
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4 eine
Rastfeder in vergrößerter Darstellung
mit unterschiedlich ausgeformten Federarmen,
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5 eine
Draufsicht sowie eine Seitenansicht auf eine Rastfeder gemäß der 4,
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6 eine
dreidimensionale Ansicht auf ein oberes Gehäusesteil mit einer in das obere
Gehäuseteil
eingebrachten Rastkontur und
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7 eine
dreidimensionale Ansicht auf eine hohlzylinderförmig ausgebildete Führung im
Inneren des Bedienelementes mit eingelegter Rastfeder sowie einem
unteren Gehäuseteil.
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In
der 1 ist eine dreidimensionale Darstellung auf ein
Bedienelement 1, dass insbesondere ein Dreh-Drucksteller 1 ist,
dargestellt. Das Bedienelement 1 besteht aus einem Drehknopf 2,
einem oberen Gehäuseteil 3 sowie
einem unteren Gehäuseteil 4,
wobei die beiden Gehäuseteile 3, 4 mittels
einer Verrastung 5 formschlüssig miteinander verbunden sind.
Der Drehknopf ist in Richtung des Pfeils P umfänglich drehbar um die Mittelachse
M und in Richtung des Pfeils P2 axial in Richtung der Mittelachse M
beweglich im Gehäuse 3, 4 befestigt.
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Die
als senkrechte Rechtecke dargestellten Vertiefungen 6 dienen
als Griffflächen
zur leichteren Bedienbarkeit und zum leichteren Ergreifen des Drehknopfs 2.
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In
der 2 ist ein Schnitt durch den erfindungsgemäßen Drehsteller 1 gemäß der 1 in
der Seitenansicht dargestellt. Zu erkennen ist, das untere Gehäuseteil 4,
das zur Aufnahme weiterer elektronischer Bauteile, sowie einer Leiterplatte
dient, da zur Erfassung der Drehbewegung P1 sowie der Druckbewegung
P2 notwendig und im unteren Gehäuseteil 4 notwendige
elektrische oder optoelektrische Mittel im Bedienelement 1 vorhanden
sind. Diese elektrischen und/oder optoelektrischen Bauteile sind
aufgrund der besseren Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Auf das untere Gehäuseteil 4 ist eine
hohlzylinderförmige
axiale Führung 7 aufgesetzt.
Auf der axialen Führung 7 wiederum
liegt die Rastfeder 8 auf. Der Lagerpunkt 9 für die Rastfeder 8 wird
hierbei aus einem umfänglich
am Führungselement 7 angeformten
Rand 9 gebildet. Über
den Rand 9 des Führungselementes 7 sowie
das untere Gehäuseteil
ist das obere Gehäuseteil 3 gestülpt oder
geschoben und eingerastet. Das obere Gehäuseteil 3 besitzt
an seinem inneren Umfang 10 eine Rastkontur 11,
wie sie besser in der 6 ersichtlich ist. Der Drehknopf 2 ist einerseits
in der axialen Führung 7 axial
geführt
und gleichzeitig mittels der Laschen 12 drehfest mit der Rastfeder 8 verbunden. Über die
axiale Führung 7 ist der
Dreh-Druckknopf 2 linear in Richtung des Pfeils P2 in Richtung
der Mittelachse M verschiebbar.
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Die
Verschiebbarkeit des Dreh-Druckknopfs 2 in axiale Richtung
wird erfindungsgemäß dadurch erzielt,
dass die Laschen 12, mittels derer der Dreh-Druckknopf 2 fest
an die Rastfeder 8 angeschlossen ist, axial bewegbar in
der Rastfeder 8 enthalten sind. Hierzu sind, wie in der 4 besser
ersichtlich, in die Rastfeder 8, die aus einem federnden Werkstoff
und insbesondere einem Chrom-Nickelstahl gefertigt ist, Einschnitte 13 eingebracht,
so dass sich die Laschen 12 relativ zur Rastfeder 8 in
Richtung des Pfeils P2 bewegen können.
Durch diese Anbindung und Ausbildung der Laschen 12 an
die Rastfeder 8 wird der erfindungsgemäße Vorteil erzielt, dass der
Dreh-Druckknopf 2 nach dem Betätigen, das heißt drücken, wieder
in seine Ausgangslage, die auch als Null-Lage bezeichenbar ist,
zurückbewegt wird.
Somit kann auf zusätzliche
Federelemente zur Rückstellung
des Dreh-Druckknopfes 2 im Inneren des Bedienteils 1 verzichtet
werden. Dies ist aber lediglich eine Aufgabe der Rastfeder 8,
die im weiteren zwei weitere wesentliche Aufgaben erfüllt.
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Eine
zweite Aufgabe der Rastfeder 8 besteht darin, den Dreh-Druckknopf 2 axial
im Bedienelement 1 zu lagern. Die Lagerung beziehungsweise
die Lagerstelle wird hierbei aus dem umfänglich geschlossenen äußeren Rand 14 der
Rastfeder 8 sowie dem Rand 9 der axialen Führung 7 gebildet.
Durch die Kombination aus Federstahl, dem Werkstoff der Rastfeder,
und dem Werkstoff der axialen Führung 7, die
bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist, wird eine wartungsfreie
Lagerung für
die Drehbewegung des Dreh-Druckstellers 2 bereitgestellt.
Hier bleibt anzumerken, dass das Bedienelement 1 aus dem üblichen
für die
Kraftfahrzeug-Industrie
verwendeten Kunststoffen gefertigt ist.
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Eine
weitere dritte Aufgabe, die die Rastfeder 8 erfüllt, ist
die, eine Haptik am Bedienelement 1 zu erzeugen. Zur Erzeugung
einer Haptik, sind an der Rastfeder 8 umfänglich einseitig
und/oder zweiseitig befestigte Federarme 15, 16 ausgebildet.
Die Federarme 15, 16 besitzen Erhöhungen 17, 18 die
in die Rastkontur 11, die vorzugsweise aus in das obere Gehäuseteil
eingebrachte Vertiefungen 11 gebildet sind, eingreifen.
Hierdurch wird eine definierbare Haptik am Bedienelement 1 bereitgestellt.
Eine einseitige und/oder zweiseitige Befestigung der Federarme 15, 16 an
der Rastfeder ist natürlich
auch als beidseitig zweiseitig oder beidseitig einseitig darstellbar.
Darüber
hinaus sind auch Ausführungsformen mit
einem Federarm 15, 16 sowie mehreren Federarmen 15, 16 vom
Umfang der Erfindung miterfasst.
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Die 5 zeigt
eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Rastfeder 8 sowie
eine Seitenansicht aus Richtung der Pfeile V-V.
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Die 7 zeigt
eine dreidimensionale Ansicht auf ein unteres Gehäuseteil 4 mit
aufgelegter axialer Führung 7,
wobei die axiale Führung 7 mittels einer
Rastnase 19 verdrehfest im unteren Gehäuseteil 4 gehalten
ist. Auf die axiale Führung 7 und
insbesondere auf den Rand 9 ist die Rastfeder 8 aufgelegt.
Der Rand 9 des Führungsteils 7 sowie
der äußere Rand 14 der
Rastfeder 8 bilden hierbei die Lagerung für den in
den Laschen 12 gehaltenen Dreh-Druckknopf. Über die Rastnase 19 wird
die Ausnehmung 20 des oberen Gehäuseteils geschoben, so dass
das obere Gehäuseteil 3 ebenfalls
verdrehfest mit dem unteren Gehäuseteil 4 verbunden ist
und gleichzeitig die Lagerstelle 9, 14 schließt.