DE102007053689A1

DE102007053689A1 - Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007053689A1
Application number: DE102007053689A
Authority: DE
Inventors: Markus Adam; David Rodriguez; Carlos Puig
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2007-11-10
Filing date: 2007-11-10
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-11-11
Also published as: DE102007053689B4

Abstract

Beschrieben wird ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lenkradbedienelement, mit einem Schaltungsträger, der einen optoelektronischen Sensor aufweist, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, wobei das Eingabeelement eine Drehbetätigung auf eine drehbare Codescheibe überträgt, die mit dem optoelektronischen Sensor zusammenwirkt, wobei das Eingabeelement bei einer Druckbetätigung über den Lagerbock wenigstens ein Schaltelement betätigt, indem der Lagerbock auf ein Betätigungselement des Schaltelements mechanisch einwirkt, wobei das Schaltelement auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, und wobei der Lagerbock an einem Gehäuseteil verschwenkbar gelagert ist, und dass die Schwenkachse des Lagerbocks mit der Rotationsachse der Codescheibe zusammenfällt.

Description

Die Erfindung betrifft ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lenkradbedienelement, mit einem Schaltungsträger, der einen optoelektronischen Sensor aufweist, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, wobei das Eingabeelement eine Drehbetätigung auf eine drehbare Codescheibe überträgt, die mit dem optoelektronischen Sensor zusammenwirkt, wobei das Eingabeelement bei einer Druckbetätigung über den Lagerbock wenigstens ein Schaltelement betätigt, indem der Lagerbock auf ein Betätigungselement des Schaltelements mechanisch einwirkt, und wobei das Schaltelement auf dem Schaltungsträger angeordnet ist.
Ein derartiges Bedienelement ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 038 580 beschrieben. Bei diesem Bedienelement ist der Lagerbock mit einem Betätigungselement des Schaltelements, speziell mit wenigstens einem Dom einer Domschaltmatte verbunden. Bei einer Druckbetätigung des Eingabeelements wird die am Lagerbock angeordnete Codescheibe in Richtung auf den Schaltungsträger verschoben. Damit die Codescheibe dabei nicht auf dem Schaltungsträger aufsetzt, weist der Schaltungsträger einen Durchbruch auf, in den die Codescheibe hineinragt oder der von einem Abschnitt der Codescheibe durchragt wird.
Aus der DE 197 13 360 A1 ist ein Bedienelement bekannt, welches ein als Walzenrändel ausgebildetes Eingabeelement aufweist, das auf einem Lagerbock drehbar gelagert ist. Mit Hilfe von Klipsen haltert der Lagerbock zudem eine Leiterplatte, wobei die Leiterplatte von Zapfen, die am Lagerbock angeformt sind, durchdrungen wird. Der Lagerbock und die den Schaltungsträger bildende Leiterplatte sind somit gegeneinander unbeweglich miteinander verbunden. Des weiteren ist das Eingabeelement hinsichtlich von Bewegungen senkrecht zu seiner Drehachse gegenüber dem Lagerbock und dem Schaltungsträger unverschieblich angeordnet. Um eine Druckbetätigung des Eingabeelements auf ein Schaltelement übertragen zu können, ist daher das Schaltelement in einem separaten Gehäuse angeordnet. Die aus Eingabeelement, Lagerbock und Leiterplatte montierte Baugruppe ist gegenüber diesem Gehäuse beweglich gelagert.
Nachteilig hieran ist, dass das Schaltelement nicht auf dem Schaltungsträger angeordnet sein kann, und daher einen relativ hohen Aufwand zur Montage und zur elektrischen Kontaktierung erfordert.
Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Bedienelement zu schaffen, das sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerbock an einem Gehäuseteil verschwenkbar gelagert ist, und dass die Schwenkachse des Lagerbocks mit der Rotationsachse der Codescheibe zusammenfällt.
Das erfindungsgemäße Bedienelement zeichnet sich dadurch aus, dass die am Lagerbock drehbar gelagerte Codescheibe trotz der Verschwenkbarkeit des Lagerbocks relativ zum Schaltungsträger, einen konstanten Abstand zum Schaltungsträger einhält. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schwenkachse des Lagerbocks mit der Rotationsachse der Codescheibe zusammenfällt.
Durch die konstante Lage der Codescheibe zum Schaltungsträger und damit zum optoelektronischen Sensor ist eine zuverlässige Erfassung der Codierung jederzeit möglich, ohne dass die Codescheibe oder der optoelektronischen Sensor auf besondere Weise auszugestalten wären, um Verschiebungen zwischen Codescheibe und Sensorik zu kompensieren. Die Codescheibe und der optoelektronische Sensor können dadurch besonders einfach und kostengünstig ausgeführt sein.
Beim Verschwenken des Lagerbocks zur Auslösung einer Schaltbetätigung wird die Codescheibe zwar ebenfalls um einen geringen Winkelbetrag verschwenkt. Dieser Winkelbetrag kann aber vorteilhafterweise sehr klein gehalten werden, etwa indem Schaltelemente vorgesehen werden, die einen sehr kurzen Schalthub aufweisen. Weiterhin ist es vorteilhaft wenn die über den Lagerbock betätigten Schaltelemente möglichst weit von der Schwenkachse des Lagerbocks entfernt angeordnet sind, da durch den langen Hebelarm der Schwenkwinkel bei der Betätigung des Schaltelements sehr klein gehalten werden kann.
Als weitere, alleinige oder zusätzliche, Maßnahme zur Kompensation eines Drehwinkelfehlers bei einer Druckbetätigung des Eingabeelements kann vorgesehen sein, dass eine Information über eine erfolgte Schalterbetätigung an die Auswertevorrichtung der optoelektronischen Sensors gelangt, welche diese Information bei der Berechnung der Drehwinkelstellung korrigierend berücksichtigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bedienelements gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
So können weitere Kostenvorteile durch eine besonders einfache Ausgestaltung des Schaltelements auf dem Schaltungsträger erreicht werden. Das Schaltelement kann beispielsweise durch einfache Kontaktflächen auf einer Leiterplatte gebildet sein, die durch Schaltdome einer Domschaltmatte verbindbar sind.
Der optoelektronischer Sensor kann als eine einfach auf den Schaltungsträger montierbare, kostengünstige Gabellichtschranke ausgeführt sein.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Eingabeelement die Codescheibe über ein Getriebe antreibt. Hierdurch kann leicht eine geeignete Anpassung zwischen der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehweite und der zur Drehwinkelerfassung erforderlichen Auflösung der optoelektronischen Sensors hergestellt werden. Ein geeignetes Getriebe kann platzsparend als ein einfaches Stirnradgetriebe ausgebildet und am Lagerbock angeordnet sein.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Getriebe ein aufwärts übersetzendes Getriebe ist. Bei einer Umdrehung des Eingabeelementes dreht sich hier die Codierscheibe mehr als einmal oder führt gegebenenfalls sogar mehrere Umdrehungen aus. Hierdurch kann für ein vorgegebenes Auflösungsvermögen etwa die Anzahl der in der Codierscheibe erforderlichen Codierungseinschnitte stark vermindert werden, wodurch wiederum der Aufbau der Codierscheibe einfacher und stabiler wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen:
1 und 2 das Bedienelement in jeweils einer Seitenansicht,
3 am Lagerbock gelagerte Teile des Bedienelements,
4 das in ein Gehäuse integrierte Bedienelement.
Die 1 zeigt ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement in einer Seitenansicht. Das Bedienelement weist ein walzenförmiges Eingabeelement 1 auf, welches auf einem Lagerbock 3 drehbar gelagert ist. Auf dem Lagerbock 3 ist eine Codescheibe 4 drehbar angeordnet, die über ein Stirnradgetriebe 6 mit dem Eingabeelement 1 in Verbindung steht. Das Stirnradgetriebe 6, welches deutlicher in der 3 erkennbar ist, bewirkt, dass eine Drehbetätigung des Eingabeelements 1 übersetzt auf die Codescheibe 4 übertragen wird. Daher führt bei einer vollständigen Umdrehung des Eingabeelements 1 die Codescheibe 4 mehr als eine vollständige Umdrehung und vorzugsweise sogar mehrere Umdrehungen aus.
Die Codescheibe 4 ist Teil einer optoelektronischen Sensorvorrichtung, zu der ein optoelektronischer Sensor (5a, 5b) auf einem Schaltungsträger 2 gehört. Dieser optoelektronische Sensor (5a, 5b) kann etwa als eine Gabellichtschranke ausgeführt sein, welche einen Lichtsender 5a und einen Lichtempfänger 5b aufweist, die beide in der 1 schematisch dargestellt sind. Die Gabellichtschranke erfasst Einschnitte 14, deutlicher erkennbar in der 3, die in die Codescheibe 4 in radialer Richtung eingebracht sind. Eine hier nicht dargestellte Auswerteschaltung kann aus der Anzahl der Unterbrechungen der Gabellichtschranke die jeweilige Drehstellung des Eingabeelements 1 bestimmen.
Auf dem Schaltungsträger 2, der beispielsweise als eine Leiterplatte oder eine keramische Trägerplatte ausgeführt sein kann, sind Leiterbahnstrukturen aufgebracht, die zusammen mit einer Domschaltmatte 9 mehrere Schaltelemente ausbilden, die über an der Domschaltmatte 9 angeformte Schaltdome (10a, 10b, 13) betätigbar sind.
Der Lagerbock 3 ist mit wenigstens einem der Schaltdome verbunden. Wie die 2 deutlicher zeigt, ist der Lagerbock 3 oberhalb von zwei Schaltdomen (10a, 10b) angeordnet, so dass durch eine Druckbetätigung des Eingabeelements 1 in Richtung auf den Schaltungsträger 2, die zu den Schaltdomen (10a, 10b) gehörenden Schaltelemente betätigt werden.
In der 1 sind weitere Schaltdome 13 zur Betätigung weiterer Schaltelemente erkennbar, die, außer in der räumlich nahen Anordnung zum Bedienelement, zu diesem in keinem unmittelbaren funktionalem Zusammenhang stehen müssen.
Das dargestellte Bedienelement kann selbstverständlich auch ein Bestandteil einer wesentlich umfangreicheren Bedienvorrichtung sein. So kann der dargestellte Schaltungsträger 2 einen Abschnitt eines größeren, hier nicht dargestellten Schaltungsträgers ausbilden, auf dem insbesondere die bereits erwähnte Auswertevorrichtung realisiert sein kann.
Die 3 zeigt den Lagerbock 3. Auf dem Lagerbock 3 ist auf einer ersten Getriebewelle 11 das Eingabeelement 1 und ein erstes Zahnrad des Getriebes 6 angeordnet. Zur ersten Getriebewelle 11 parallel angeordnet ist eine zweite Getriebewelle 12, mit der ein zweites Zahnrad des Getriebes 6 sowie die Codescheibe 4 verbunden ist. Beide Getriebewellen (11, 12) sind in Rastaufnahmen am Lagerbock 3 drehbar gelagert.
Koaxial zur zweiten Getriebewelle 12 ist ein erster Lagerzapfen 7a an einer Außenwand des Lagerbocks 3 angeformt. Ein aus dem Lagerbock 3 hervorstehender Endabschnitt der zweiten Getriebewelle 12 bildet einen zweiten Lagerzapfen 7b aus.
In der 4 ist ein Anwendungsbeispiel des Bedienelements dargestellt. Der Lagerbock 3 ist in einem Gehäuse 8 verschwenkbar angeordnet. Durch einen nicht dargestellten Durchbruch im Gehäuse 8 ist das Eingabeelement 1 für Druck- und Drehbetätigungen zugänglich.
Die Lagerzapfen (7a, 7b) sind in Aufnahmen eingesetzt, die im Inneren des Gehäuses 8 angeformt sind. Die Verbindungslinie der beiden Lagerzapfen (7a, 7b) bildet die Schwenkachse des Lagerbocks 3 im Gehäuse 8. Da diese Schwenkachse mit der Rotationsachse der Codescheibe 4 übereinstimmt, verändert sich der Abstand der Codescheibe 4 zu dem fest innerhalb des Gehäuses 8 positionierten (in der 4 nicht dargestellten) Schaltungsträger bei einer Druckbetätigung des Eingabeelements 1 nicht.

1: Eingabeelement
2: Schaltungsträger
3: Lagerbock
4: Codescheibe
5a, 5b: optoelektronischer Sensor
5a: Lichtsender
5b: Lichtempfänger
6: Getriebe
7a, 7b: Lagerzapfen
8: Gehäuseteil
9: Domschaltmatte
10a, 10b: Betätigungselemente (Schaltdome)
11: erste Getriebewelle
12: zweite Getriebewelle
13: (weitere) Schaltdome
14: Einschnitte (in der Codescheibe)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007038580 [0002]
- DE 19713360 A1 [0003]

Claims

Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lenkradbedienelement, mit einem Schaltungsträger, der einen optoelektronischen Sensor aufweist, mit einem scheiben- oder walzenförmigen, auf einem Lagerbock drehbar gelagerten Eingabeelement, wobei das Eingabeelement eine Drehbetätigung auf eine drehbare Codescheibe überträgt, die mit dem optoelektronischen Sensor zusammenwirkt, wobei das Eingabeelement bei einer Druckbetätigung über den Lagerbock wenigstens ein Schaltelement betätigt, indem der Lagerbock auf ein Betätigungselement des Schaltelements mechanisch einwirkt, und wobei das Schaltelement auf dem Schaltungsträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (3) an einem Gehäuseteil (8) verschwenkbar gelagert ist, und dass die Schwenkachse des Lagerbocks (3) mit der Rotationsachse der Codescheibe (4) zusammenfällt.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (10a, 10b) des Schaltelements wenigstens ein Schaltdom einer Domschaltmatte (9) ist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Codescheibe (4) in radialer Richtung schlitzförmige Einschnitte (14) aufweist.
Bedienelement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingabeelement die Codescheibe (4) über ein Getriebe (6) antreibt.
Bedienelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) am Lagerbock (3) angeordnet ist.
Bedienelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) ein Stirnradgetriebe ist.
Bedienelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) ein Übersetzungsgetriebe ist.
Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) ein Übersetzungsverhältnis > 1 aufweist.
Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optoelektronische Sensor (5a, 5b) als eine Gabellichtschranke ausgeführt ist.