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Die Erfindung betrifft ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schaltungsträger und mit wenigstens einem an dem Schaltungsträger angeordneten Schaltelement, und mit einem scheiben- oder zylinderförmigen Betätigungselement, welches mittels einer Lagerwelle an einem Lagerbock drehbar gelagert ist, wobei das Betätigungselement gegen den Lagerbock verschwenkbar gelagert ist, und wobei sich die Lagerwelle oder ein mit der Lagerwelle verbundenes Stützelement auf einem Schaltelement abstützt.
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Aus der
DE 197 15 360 A1 ist ein Bedienelement bekannt, welches ein als Walzenrändel ausgebildetes Betätigungselement 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 Betätigungselement hinsichtlich von Bewegungen senkrecht zu seiner Drehachse gegenüber dem Lagerbock und dem Schaltungsträger unverschieblich angeordnet. Um eine Druckbetätigung des Betätigungselements auf ein Schaltelement übertragen zu können, ist daher das Schaltelement in einem separaten Gehäuse angeordnet. Die aus Betätigungselement, Lagerbock und Leiterplatte montierte Baugruppe ist gegenüber diesem Gehäuse beweglich gelagert.
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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.
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Ein weiteres Bedienelement ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 038 580 beschrieben. Bei diesem Bedienelement ist der Lagerbock mit wenigstens einem Dom einer Domschaltmatte verbunden. Ein Betätigungselement überträgt eine Drehbetätigung auf eine drehbare Codescheibe, die mit dem optoelektronischen Sensor zusammenwirkt. Bei einer Druckbetätigung des Betätigungselements wird das Betätigungselement zusammen mit dem Lagerbock gegen den Dom der Domschaltmatte gepresst. Zugleich 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.
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Bei den vorbekannten Bedienelementen wird bei einer Druckbetätigung das Betätigungselement zusammen mit dem Lagerbock gegen mindestens ein Schaltelement bewegt. Zur Erzeugung einer präzisen Schalthaptik für die Druckbetätigung ist daher für die gesamte Anordnung aus Betätigungselement und Lagerbock eine präzise Lagerung bzw. Führung vorzusehen.
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Ein gattungsgemäßes druck- und drehbetätigbares Bedienelement ist aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 132 855 A2 bekannt. Zur Erfassung einer Drehbetätigung weist dieses Bedienelement einen relativ komplex aufgebauten Drehsensor auf.
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Es stellte sich somit die Aufgabe, ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement zu schaffen, das sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet und zugleich eine präzise Schalthaptik aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungselement mindestens einen angeformten Schaltarm aufweist, der durch eine Drehbetätigung des Betätigungselements verschwenkbar ist und bei einer Verschwenkung ein Schaltelement betätigt.
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Ein elektrischer Schalter der mehrere Schaltarme aufweist, ist aus der
DE 601 04 488 T2 bekannt. Dieser Schalter bildet jedoch kein druck- und drehbetätigbares Bedienelement sondern einen Quadrantenschalter aus,
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Die vorgenannten bekannten Bedienelemente weisen zur Auswertung einer Drehbetätigung jeweils einen optoelektronischen oder einen elektromechanischen Drehsensor auf, mit dem sich der Drehwinkel des Betätigungselements recht genau erfassen lässt. Für ein drehbetätigbares Bedienelement, welches zur Auslösung von Schaltfunktionen vorgesehen ist, ist eine genaue Drehwinkelerfassung oftmals gar nicht erforderlich und ein derartiger Sensor daher unangemessen aufwendig. Erwünscht ist in diesen Fällen eine besonders einfache Erfassung einer Drehbetätigung.
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Daher ist es vorteilhaft, dass das Betätigungselement erfindungsgemäß mindestens einen angeformten Schaltarm aufweist, der durch die Drehbetätigung des Betätigungselements verschwenkbar ist und bei einer Verschwenkung ein Schaltelement betätigt. Das Schaltelement kann ein Schaltdom der Domschaltmatte oder ein Mikrotaster sein, so dass die Ausbildung der Drehschaltfunktion einen nur geringen Aufwand erfordert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem Betätigungselement zwei Schaltarme angeformt sind, so dass in beiden möglichen Drehrichtungen des Betätigungselements jeweils ein Schaltarm ein Schaltelement betätigt.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn an der Lagerwelle des Betätigungselements eine Sperrklinke angeformt ist und die Sperrklinke in der nicht drehbetätigten Position des Betätigungselements durch eine Druckbetätigung des Betätigungselement in eine Ausnehmung einer Lagerstütze bewegbar ist und wenn die Sperrklinke, in der drehbetätigten Position des Betätigungselements bei einer zugleich erfolgenden Druckbetätigung auf eine Sperrkulisse an der Lagerstütze trifft. Hierdurch wird auf einfache Weise verhindert, dass eine Druckbetätigung und eine Drehbetätigung des Betätigungselements zugleich erfolgen kann.
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Vorteilhaft ist weiterhin, wenn durch das Betätigungselement druck- oder drehbetätigbaren Domschaltelemente auf ihrer Oberseite eine Kunststoff- oder Metallplatte oder eine Kunststoff- oder Metallbeschichtung aufweisen. Hierdurch können sehr zuverlässige und langlebige Schaltelemente gefertigt werden, da die so ausgebildeten Oberflächen der Schaltdome keine wesentliche Abnutzungen bei der Betätigung durch das Betätigungselement erfahren.
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Das erfindungsgemäße Bedienelement ist bevorzugt als ein Lenkradbedienelement in einem Kraftfahrzeug verwendbar. Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Bedienelements in jeweils einer Seitenansicht,
- 2 und 3 jeweils eine Draufsicht auf das montierte Bedienelement.
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Die 1 zeigt ein druck- und drehbetätigbares Bedienelement in einer Explosionsansicht. Das Bedienelement weist ein zylinderförmiges Betätigungselement 1 auf, welches auf einem Lagerbock 3 drehbar gelagert ist.
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Der Lagerbock 3 wird durch drei Lagerstützen (3a, 3b, 3c) gebildet, die an einem Gehäuseteil 8 angeformt sind. Die Lagerstützen (3a, 3b, 3c) durchgreifen Ausnehmungen (16a, 16b) in einer Leiterplatte 2 und in einer Domschaltmatte 9. An den Lagerstützen (3a, 3b, 3c) ist das Betätigungselement 1 gelagert.
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Die Domschaltmatte 9 weist mehrere Schaltdome (10a, 10b, 10c) auf, die zusammen mit, hier nicht dargestellten, Schaltflächen auf der Leiterplatte 2 mehrere Schaltelemente ausbilden. Die elektrische Anbindung dieser Schaltelemente erfolgt über mit der Leiterplatte 2 verbundene Kontaktelemente 5, welche zusammen mit einem Steckerkorb 15, der am Gehäuseteil 8 angeformt ist, einen Steckverbinder ausbilden. Die von dem Betätigungselement 1 betätigbaren Schaltmattendome (10a, 10b, 10c) weisen auf ihrer Oberseite eine Kunststoff- oder Metallplatte oder eine entsprechende Beschichtung auf. Diese Verstärkung oder Beschichtung minimiert die Reibung bei der Betätigung der Schaltdome (10a, 10b, 10c) durch das Betätigungselement 1 und damit die Abnutzung des Materials der Domschaltmatte 9.
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Das Betätigungselement 1 ist im wesentlichen zylinderförmig geformt und bildet in Richtung seiner Längsachse eine Lagerwelle 4 aus, die an einer Seite als ein kurzer Lagerzapfen 7 ausgeführt ist. Auf der entgegensetzten Seite ist an der Stirnfläche der Lagerwelle 4 ein quaderförmiges Stützelement 11 angeformt.
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Wie die 2 und 3 verdeutlichen, ist der Lagerzapfen 7 in eine Öffnung 17 der Lagerstütze 3c eingesetzt, während die Lagerwelle 4 in eine schneidenartige Aufnahme 18 der Lagerstütze 3b rastend eingefügt ist. Die Aufnahme 18 ist dabei derart geformt, dass die Lagerwelle 4 nur unter Kraftaufwand nach oben der Aufnahme 18 entnommen werden kann. Außerdem sitzt der zylinderförmige Betätigungsabschnitt des Betätigungselement 1 mit nur geringem axialen Spiel zwischen den Lagerstützen 3b und 3c, so dass das Betätigungselement 1 von diesen Lagerstützen (3b, 3c) gehaltert ist.
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Die Lagerstütze 3b bewirkt allerdings keine Abstützung der Lagerwelle 4 in Richtung auf die Domschaltmatte 9; eine derartige Abstützung wird statt dessen dadurch erreicht, dass das am Ende der Lagerwelle 4 angeformte Stützelement 11 auf dem Schaltdom 10a aufliegt. Da die Lagerwelle 4 somit in der Aufnahme 18 der Lagerstütze 3b nach unten beweglich ist, kann sie durch Druck auf das Betätigungselement 1 am Lagerbock verschwenkt werden, wobei die Öffnung 17 in der Lagerstütze 3c und der darin eingefügte Lagerzapfen 7 zusammen das Schwenklager bilden.
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Beim Verschwenken drückt das Stützelement 11 auf den Schaltdom 10a, wodurch dieser kollabiert und auf der Leiterplatte 2 eine elektrische Verbindung herstellt, die an den Kontaktelementen 5 abgreifbar ist. Wird die Druckbetätigung des Betätigungselements 1 beendet, so bewirkt die Rückstellkraft des Schaltdoms 10a, dass das Betätigungselement 1 in seine Ausgangslage zurückgeführt wird. Die Betätigungswelle 4 bildet hierbei einen relativ langen Hebelarm, welcher die Wirkung der Rückstellkraft des Schaltdoms 10a noch verstärkt.
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Wie besonders deutlich aus der 3 hervorgeht, sind an das Betätigungselement 1 zwei Schaltarme (6a, 6b) angeformt, die sich senkrecht zur Achsrichtung der Lagerwelle 4 erstrecken. Die Enden der Schaltarme (6a, 6b) liegen jeweils auf der Oberseite eines Schaltdoms (10b, 10c) auf. Eine Drehbetätigung des Betätigungselements 1 um einen geringen Winkel in die eine oder andere Drehrichtung bewirkt somit ein Kollabieren eines der Schaltdome 10b bzw. 10c und damit eine Betätigung des entsprechenden Schaltelements. Auch hier bewirkt die durch den jeweiligen Schaltdom (10b bzw. 10c) erzeugte Rückstellkraft ein Zurückführen des Betätigungselements 1 in seine Ausgangsstellung.
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Das Betätigungselement 1 ermöglicht somit sowohl durch eine Druckbetätigung als auch durch Drehbetätigungen in beide möglichen Drehrichtungen das Betätigen jeweils eines Schaltelements.
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Mittels einer an die Lagerwelle 4 angeformten Sperrklinke 12 kann erreicht werden, dass Druckbetätigungen und Drehbetätigungen des Betätigungselements 1 immer nur einzeln und niemals in Kombination miteinander erfolgen können. Hierzu ist eine weitere Lagerstütze 3a vorgesehen, an die eine Sperrkulisse angeformt ist, welche aus einer Sperrausnehmung 13 und zwei Sperrsegmenten 14 besteht.
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Die Sperrausnehmung 13 in ist in die Mitte der Lagerstütze 3a eingebracht. Befindet sich, wie in der 2 dargestellt, das Betätigungselement 1 in seiner Grundstellung, so kann die Sperrklinke 12 bei einer Druckbetätigung des Betätigungselements 1 in die Sperrausnehmung 13 eingeschoben werden. Befindet sich die Sperrklinke 12 in der Sperrausnehmung 13, so blockiert sie die Drehbeweglichkeit der Lagerwelle 4 und damit des Betätigungselements 1.
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Wird das Betätigungselement 1 dagegen aus seiner Grundstellung drehbetätigt, so wird die Sperrklinke 12 entlang eines der kreissegmentförmigen Sperrsegmente 14 geführt. Wird nun eine Druckbetätigung des Betätigungselements 1 versucht, so kann die Sperrklinke 12 nicht in die Sperrausnehmung 13 eingeführt werden, statt dessen trifft die Sperrklinke 12 auf ein Sperrsegment 14 der Lagerstütze 3a. Bei erfolgter Drehbetätigung ist somit eine zusätzliche Druckbetätigung nicht mehr möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Betätigungselement
- 2
- Schaltungsträger (Leiterplatte)
- 3
- Lagerbock
- 3a, 3b, 3c
- Lagerstützen
- 4
- Lagerwelle
- 5
- Kontaktelemente
- 6a, 6b
- Schaltarme
- 7
- Lagerzapfen
- 8
- Gehäuseteil
- 9
- Domschaltmatte
- 10a, 10b, 10c
- Schaltdom (Schaltelement)
- 11
- Stützelement
- 12
- Sperrklinke
- 13
- Sperrausnehmung
- 14
- Sperrsegment(e)
- 15
- Steckerkorb
- 16a, 16b
- Ausnehmungen
- 17
- Öffnung
- 18
- schneidenartige Aufnahme
