DE102010023171A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents
Elektrischer Schalter Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010023171A1 DE102010023171A1 DE102010023171A DE102010023171A DE102010023171A1 DE 102010023171 A1 DE102010023171 A1 DE 102010023171A1 DE 102010023171 A DE102010023171 A DE 102010023171A DE 102010023171 A DE102010023171 A DE 102010023171A DE 102010023171 A1 DE102010023171 A1 DE 102010023171A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switch
- lever
- actuator
- actuating member
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
- H01H19/02—Details
- H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H19/20—Driving mechanisms allowing angular displacement of the operating part to be effective in either direction
- H01H19/24—Driving mechanisms allowing angular displacement of the operating part to be effective in either direction acting with snap action
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G7/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof
- G05G7/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof characterised by special provisions for conveying or converting motion, or for acting at a distance
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H25/00—Switches with compound movement of handle or other operating part
- H01H25/04—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
- G05G2009/04703—Mounting of controlling member
- G05G2009/04714—Mounting of controlling member with orthogonal axes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
- G05G2009/0474—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks characterised by means converting mechanical movement into electric signals
- G05G2009/04759—Light-sensitive detector, e.g. photoelectric
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
- G05G2009/04766—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
- G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
- G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
- G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
- G05G2009/04781—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks with additional rotation of the controlling member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2239/00—Miscellaneous
- H01H2239/022—Miscellaneous with opto-electronic switch
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Switches With Compound Operations (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter (1), insbesondere in der Art eines Drehstellers mit einem bewegbaren Betätigungsorgan (2). Das Betätigungsorgan (2) wirkt mit Drehmitteln (4) derart zusammen, dass das Betätigungsorgan (2) aus einer Ausgangsstellung um wenigstens einen Winkel in eine Drehstellung drehbar ist. Die Drehstellung ist als Schaltstellung ausgebildet, derart dass das Betätigungsorgan (2) in der Schaltstellung auf ein Schaltelement (24), Sensorelement, Signalelement o. dgl. betätigend einwirkt. Das Betätigungsorgan (2) ist mit einem Inkrementring (22) gekoppelt. Ein mittels eines Hubmagneten (27) bewegbarer Riegel (28) ist in Eingriff mit wenigstens einem Fenster (29) am Inkrementring (22) bringbar, derart dass der Riegel (28) einen Anschlag für die Drehfunktion darstellt.
Description
- Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- In der Art eines Drehstellers ausgebildete elektrische Schalter dienen zur Eingabe von Daten für ein elektrisches Gerät durch einen Benutzer. Beispielsweise werden solche Schalter für Autoradios, Navigationsgeräte, Bordcomputer oder auch zur Steuerung sonstiger Funktionen in Kraftfahrzeugen verwendet. Insbesondere läßt sich ein solcher elektrischer Schalter auch als Multifunktionsschalter zur Menüsteuerung von Funktionen über ein Display im Kraftfahrzeug verwenden.
- Ein solcher elektrischer Schalter ist aus der
DE 296 04 717 U1 bekannt. Dieser Schalter besitzt ein bewegbares Betätigungsorgan. Das Betätigungsorgan wirkt mit einem Drehmittel derart zusammen, daß das Betätigungsorgan um wenigstens einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in wenigstens eine Drehstellung verdrehbar ist. Die Drehstellung ist als Schaltstellung ausgebildet, in der das Betätigungsorgan auf ein Schaltelement, Sensorelement, Signalelement o. dgl. betätigend bzw. schaltend einwirkt. - In der
DE 296 04 717 U1 sind zur Ausbildung des Drehmittels keine näheren Angaben gemacht. Vor allem ist offen, wie der Winkel zwischen Ausgangs- und Drehstellung festgelegt wird. Desweiteren gibt der bekannte Schalter keinen Hinweis auf die Realisierung von ergonomischen Erfordernissen, insbesondere solchen, die für den Einsatz im Kraftfahrzeug wünschenswert sind. Schließlich ist auch nicht weiter ersichtlich, ob dieser Schalter zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit beengten Einbauräumen geeignet ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter derart weiterzuentwickeln, daß das Betätigungsorgan um einen vorgebbaren Winkel verdrehbar ist. Insbesondere soll ein Anschlag für die Drehfunkion im Uhrzeigersinn und/oder im Gegenuhrzeigersinn geschaffen werden. Insbesondere soll dieser Anschlag einen variablen Winkel einschließen, welcher von einem externen Steuersignal vorgegeben wird.
- Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Beim erfindungsgemäßen Schalter ist das Betätigungsorgan, insbesondere über das Drehmittel, mit einem Inkrementring gekoppelt. Weiter ist ein mittels eines Stellelements bewegbarer Riegel in Eingriff mit wenigstens einem Fenster am Inkrementring bringbar, derart daß der Riegel einen Anschlag für die Drehfunktion darstellt. Die Erfindung schafft somit ein zentrales Bedienelement (ZBE) mit verstellbaren Anschlägen, welche in einfacher Art und Weise den jeweiligen Anforderungen im Kraftfahrzeug flexibel anpaßbar sind. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Es bietet sich in weiterer Ausgestaltung an, einen weiteren zweiten, mittels eines Stellelementes bewegbaren Riegel am Inkrementring anzuordnen. Mit Hilfe der beiden Riegel ist jeweils ein Anschlag für die Drehfunkion im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn geschaffen. Dadurch wird die flexible Anpaßbarkeit des Schalters weiter gesteigert. In einfacher Ausgestaltung bietet es sich an, daß das Stellelement aus einem Hubmagneten, einem Elektromotor, einem Schrittmotor, einem Piezoelement o. dgl. besteht.
- In kompakter Ausgestaltung umfaßt das Drehmittel eine an einem Ende drehbar gelagerte sowie am anderen Ende am Betätigungsorgan angeordnete Welle. Zur Lagerung kann an dem einen Ende der Welle ein Drehring befindlich sein. Zwecks weitergehender Kompaktheit kann der Inkrementring mittels einer Verzahnung von dem Drehmittel, insbesondere vom Drehring, bewegbar sein. Schließlich bietet es sich zwecks guter Handhabung an, daß das Betätigungsorgan einen Drehknopf umfaßt.
- Vor allem in der Funktion eines Drehstellers ist es zweckmäßig, wenn bei Drehung des Betätigungsorgans vom Schaltelement aufeinanderfolgende Pulse bei jeweiligem Erreichen der Drehstellung erzeugt werden. In funktionssicherer Weise kann das Schaltelement aus einer Lichtschranke bestehen. Am Inkrementring können Zähne angeordnet sein, derart daß die Pulse von der Lichtschranke durch Zusammenwirkung der Zähne mit der Lichtschranke bei Drehung des Inkrementrings erzeugt werden.
- Zur Steigerung der Ergonomie für den Benutzer kann der Inkrementring mit wenigstens einer federbelasteten Kugel zur Erzeugung von mechanischen Drehraststellungen zusammenwirken. Zusätzlich ist bei einer solchen Ausgestaltung ein Feststellen an einer beliebigen Position abhängig von der Rastung durch ein Steuersignal ermöglicht. Beispielsweise können 24 Rastungen pro Umdrehung vorhanden sein, wobei das Feststellen jeweils in Raststellung
12 erfolgt. - Um eine Dauerbestromung des Hubmagneten zu vermeiden, womit Energie gespart wird, kann der Hubmagnet zwei stabile Endlagen besitzen. Dadurch ist der Riegel durch kurzzeitiges Bestromen des Hubmagneten bewegbar. Zwecks kompakter Anordnung in der ZBE ist der Riegel an einem Hebel angeordnet. Der Hebel kann gabelartig ausgestaltet sein, wobei der Riegel an dem einen Ende des Hebels befindlich ist sowie das andere Ende des Hebels an einem Stößel des Hubmagneten angelenkt ist. Desweiteren ist der Stößel an der dem Inkrementring abgewandten Seite des Hubmagneten befindlich, derart daß der gabelartige Hebel den Hubmagneten umgreift.
- Zur Erweiterung der Funktionalität des Schalters in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters kann das Betätigungsorgan zusätzlich verschwenkbar ausgestaltet sein. Hierzu wirkt das Betätigungsorgan mit einem Verschwenkmittel derart zusammen, daß das Betätigungsorgan in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung ist als Schaltstellung ausgebildet, so daß der Schalter bei Verschwenkung des Betätigungsorgans ein entsprechendes Schaltsignal erzeugt. Schließlich kann das Betätigungsorgan mit einem Verschiebemittel derart zusammenwirken, daß das Betätigungsorgan um wenigstens eine Strecke aus einer Nullstellung in eine Verschiebestellung linear bewegbar ist. Dabei ist die Verschiebestellung als eine ein Schaltelement aufweisende Schaltstellung ausgebildet, womit eine Art von „Enter”-Funktion für das Betätigungsorgan ermöglicht ist.
- Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ist nachfolgende festzustellen. Der Schalter besitzt einen Drehknopf, wobei die Drehbewegung des Drehknopfs über eine Welle nach unten und mit einem Zahnradpaar aus der Drehachse geleitet sowie übersetzt wird. Die mechanische Kugelrastung, beispielsweise für 24 Rastungen pro Umdrehung, bildet mit dem Drehmomentüberlastungsschutz und Inkrementring mit Fenster für die Riegel eine Einheit, welche nur eine kleine Toleranzkette beinhaltet. Bei Signalgabe wird der Hubmagnet betätigt und der Riegel greift in ein Fenster am Inkrementring ein. Der Riegel sperrt die Drehbarkeit des Inkrementrings in einer Richtung, läßt aber ein Zurückdrehen um einen bestimmten Winkel zu. Somit verbleibt genügend Zeit, um diesen Riegel mittels des Hubmagneten als Stellelement zu ziehen. Damit ist wiederum ein Weiterdrehen ermöglicht. Die Signalerfassung erfolgt beispielsweise über Schaltfahnen am Inkrementring sowie einer Lichtschranke mit 2 Lichtgittern für die Drehrichtungserkennung. Die aus Hubmagneten bestehenden Stellelemente, die Leistungsstufen zur Ansteuerung der Hubmagnete und die Signalerfassung durch die Lichtschranke sind auf einer Leiterplatte angeordnet. Durch entsprechende Anordnung von zwei Riegelsystemen ist es möglich, bei Betätigung je eines Riegelsystems im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu sperren. Bei Betätigung beider Riegelsysteme wird ein Feststellen an einer beliebigen Position abhängig von der Rastung, die beispielsweise aus 24 Rastungen pro Umdrehung besteht, erreicht.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das beispielsweise als Hubmagnet ausgestaltete Stellelement keine Dauerbestromung benötigt sondern zwei stabile Endlagen aufweist. Das Wechseln dieser Endlagen durch kurze Bestromungszeiten ergibt insgesamt einen niedrigen elektrischen Verbrauch für die Anschlagfunktion in der ZBE, insbesondere im Vergleich zur bisher üblichen motorischen Bremse. Weitere Vorteile bestehen darin, daß der Schalter trotz hoher Funktionalität mit geringem Platzbedarf auskommt. Damit ist der Schalter für enge Bauräume, wie sie im Armaturenbrett, der Mittelkonsole, der Armlehne o. dgl. im Kraftfahrzeug gegeben sind, geeignet. Weiter ist der Schalter fehlerunanfällig und besitzt eine hohe Lebensdauer. Der erfindungsgemäße Schalter läßt sich somit vorteilhaft in rauhen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, einsetzen. Außerdem weist der Schalter eine gute Haptik auf, beispielsweise besitzt der Schalter acht Vorzugsrichtungen für das Betätigungsorgan bei geringen Betätigungswegen, was zur Steigerung der Ergonomie beiträgt. Trotz hoher Funktionalität ist der Schalter einfach, beispielsweise mit den Fingern einer Hand, zu bedienen, wobei Fehlbedienungen weitgehend ausgeschlossen sind. Außerdem ist der Schalter kostengünstig herzustellen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
-
1 perspektivisch einen durch Schwenken, Drücken und Drehen betätigbaren elektrischen Schalter in der Art eines Multifunktionsschalters, der teilweise aufgeschnitten ist, -
2 die Verschwenkmittel des Schalters aus1 als Einzelteil, -
3 schematisch die Verschwenkrichtungen für den Schalter aus1 , -
4 die Drehmittel des Schalters aus1 von der Oberseite gesehen und -
5 die Drehmittel des Schalters aus1 von der Unterseite gesehen. - In
1 ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Schalter1 zu sehen, der in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters bzw. Multifunktionsschalters ausgestaltet ist. Der Schalter1 besitzt ein Betätigungsorgan2 , das vom Benutzer auf mehrere unterschiedliche Arten manuell bewegbar ist. Zunächst wirkt das Betätigungsorgan2 mit Verschwenkmitteln3 derart zusammen, daß das Betätigungsorgan2 in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung in der Art einer Vorzugsrichtung vom Benutzer aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist. Weiterhin wirkt das Betätigungsorgan2 mit Verschiebemitteln5 derart zusammenwirken, daß das Betätigungsorgan2 um wenigstens eine Strecke aus einer Nullstellung in eine Verschiebestellung durch Drücken vom Benutzer in der Art einer „Enter”-Funktion linear bewegbar ist. Schließlich wirkt das Betätigungsorgan2 noch mit in4 deutlich sichtbaren Drehmitteln4 derart zusammen, daß das Betätigungsorgan2 vom Benutzer um wenigstens einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in eine Drehstellung verdrehbar ist. Die Schwenkstellung, die Verschiebestellung sowie die Drehstellung sind jeweils als eine Schaltstellung ausgebildet, derart daß das Betätigungsorgan2 in der jeweiligen Schaltstellung auf ein zugehöriges Schaltelement6 ,24 ,35 (siehe hierzu auch4 ), Sensorelement, Signalelement o. dgl. schaltend einwirkt. Das Schaltelement35 für die Verschiebestellung besteht aus einer Schaltmatte, die eine gewisse Haptik für den Benutzer beim Drücken des Betätigungsorgans2 bietet. - Der Schalter
1 besitzt ein Gehäuse7 , das wiederum aus einem Gehäuseoberteil7' und einem Gehäuseunterteil7'' besteht. Aus dem Gehäuse7 , und zwar am Gehäuseoberteil7' , ragt das Betätigungsorgan2 zur Bedienung durch den Benutzer heraus. Das verschwenkbare, drehbare sowie verschiebbare Betätigungsorgan2 umfaßt einen Drehknopf9 , wobei der Drehknopf9 an dem einen Ende einer Gelenkstange8 sowie einer Welle20 (siehe4 ) angeordnet ist. Das Verschwenkmittel3 , das Verschiebemittel5 und/oder das Drehmittel4 basieren auf der im Gehäuse7 gelagerten Gelenkstange8 mit der Welle20 . Dabei umfaßt das Verschwenkmittel3 , wie man anhand von2 erkennt, die Gelenkstange8 sowie einen Hebel10 . Beim Verschwenken wirkt nun das Betätigungsorgan2 mittels der Gelenkstange8 mit dem Hebel10 derart zusammen, daß die Schwenkbewegung des Betätigungsorgans2 in eine übersetzte Drehbewegung des Hebels10 umgewandelt wird. Am Hebel10 ist weiter eine Schaltfahne12 angeordnet, so daß die Schaltfahne12 in der Schwenkstellung das Schaltelement6 schaltend betätigt. Vorliegend besteht das Schaltelement6 aus einem Sensor, und zwar einer von der Schaltfahne12 betätigbaren, gabelartigen Lichtschranke6 , die auf einer im Gehäuse7 befindlichen, parallel zur Ebene14 in x-/y-Richtung verlaufenden Leiterplatte17 angeordnet ist. - Wie man weiter in
2 sieht, ist der Hebel10 in der Ebene14 drehbar angeordnet, die in etwa senkrecht zur Gelenkstange8 in der Neutralstellung steht. Der Hebel10 ist als einarmiger Hebel ausgestaltet, wobei die Drehachse15 des Hebels10 an dessen einem Ende befindlich ist. Die Schaltfahne12 ist am anderen Ende des Hebels10 , und zwar in etwa senkrecht vom Hebel10 abstehend, angeordnet. Die Gelenkstange8 durchgreift eine Ausnehmung16 , die in etwa mittig zwischen den beiden Enden des Hebels10 befindlich ist, zur Drehung des Hebels10 bei Verschwenkung des Drehknopfes9 . - Vorliegend ist das Betätigungsorgan
2 nicht nur in eine Richtung sondern in der Art einer Windrose entsprechend der3 in mehreren Richtungen, und zwar in acht, mit den Himmelsrichtungen bezeichneten Richtungen, verschwenkbar ausgestaltet, indem die Gelenkstange8 in einem Kreuzgelenk18 im Gehäuse7 gelagert ist sowie mit einer die Richtung festlegenden, sowie die Schwenkhaptik für den Benutzer erzeugenden Schwenkkulisse19 zusammenwirkt, welche in1 zu sehen ist. Zur Detektierung dieser Schwenkrichtungen sind zum einen weitere Lichtschranken6' auf der Leiterplatte17 angeordnet. Zum anderen ist ein weiterer, zweiter Hebel11 mit einer Schaltfahne13 in etwa kreuzweise zum ersten Hebel10 im wesentlichen in der Ebene14 angeordnet, derart daß der Drehknopf9 beim Verschwenken mittels der Gelenkstange8 mit der darin angeordneten Welle20 diese zwei geometrisch unterschiedlich ausgestalteteten Hebel10 ,11 mit Schaltfahnen12 ,13 für die Lichtschranken6 ,6' betätigt. Dabei dient der erste Hebel10 für die Betätigung der Lichtschranken6 beim Verschwenken in Nord/Süd-Richtung und der zweite Hebel11 für die Betätigung der Lichtschranken6' beim Verschwenken in Ost/West-Richtung. Die Betätigung der Lichtschranken6 ,6' beim Verschwenken in Zwischenrichtungen ergeben sich aus einer Kombination der Drehstellungen des ersten Hebel10 und des zweiten Hebels11 . - Mittels den vier Lichtschranken
6 ,6' sind somit acht Verschwenkrichtungen des Betätigungsorgans2 detektierbar, indem die Signalgabe der jeweiligen Lichtschranken6 ,6' ausgewertet wird. Wie man anhand von3 sieht, erfolgt die Signalgabe der Lichtschranken6 ,6' in den acht Richtungen mit ungefähr gleicher Segmentgröße. Die Übersetzung der kleinen Betätigungswege des Drehknopfes9 beim Verschwenken mittels der Hebel10 ,11 in große Schaltwege für die Schaltfahnen12 ,13 minimiert eine Streuung der Segmentgrößen durch Positionsabweichungen zur Sollposition der als Sensoren verwendeten Lichtschranken6 ,6' . Wie man weiter in2 sieht, sind die beiden zur Bewegungsübersetzung des Drehknopfes9 dienenden Hebel10 ,11 und die Lichtschranken6 ,6' in zwei zueinander parallelen Ebenen14 ,17 angeordnet. - Wie bereits erwähnt ist das Betätigungsorgan
2 drehbar ausgestaltet. Wie man in4 sieht, umfaßt das Drehmittel4 für den Drehknopf9 die Welle20 sowie einen Drehring21 . Das Betätigungsorgan2 ist über die Drehmittel4 weiter mit einem Inkrementring22 gekoppelt, indem der Inkrementring22 mittels einer als Getriebe wirkenden Verzahnung23 von den Drehmitteln4 bewegbar ist. Das Schaltelement24 zur Detektierung der Drehung des Drehknopfes9 besteht aus einer gabelförmigen Lichtschranke. Am Inkrementring22 sind Zähne25 angeordnet, die durch die gabelförmige Lichtschranke24 hindurch bewegbar sind, derart daß Pulse von der Lichtschranke24 bei Drehung des Inkrementrings22 erzeugt werden. Zur Erzeugung von Drehraststellungen sowie für die Haptik der Drehbewegung wirkt der Inkrementring22 mit wenigstens einer nicht weiter gezeigten, federbelasteten Kugel zusammen, die in entsprechende, in5 sichtbare Löcher26 am Incrementring22 eingreift. - Die Drehfunktion des Betätigungsorgans
2 weist einen verstellbaren Anschlag auf, so daß die Anzahl der Drehincremente in variabler Weise begrenzbar ist. Hierfür ist ein mittels eines Stellelements27 bewegbarer Riegel28 in Eingriff mit wenigstens einem, bevorzugterweise mehreren Fenstern29 am Inkrementring22 bringbar, derart daß der Riegel28 den Anschlag für die Drehfunktion darstellt. Bei dem Stellelement27 kann es sich um einen Hubmagneten, einen Elektromotor, einen Schrittmotor, ein Piezoelement o. dgl. handeln. - Wie man anhand der
5 erkennt, ist der Riegel28 an einem Hebel30 angeordnet, wobei der Hebel30 gabelartig ausgestaltet ist. Der Riegel28 ist an dem einen Ende des Hebels30 befindlich während das andere Ende des Hebels30 an einem Stößel31 des Hubmagneten27 angelenkt ist. Der Stößel31 ist an der dem Inkrementring22 abgewandten Seite des Hubmagneten27 befindlich, derart daß der gabelartige Hebel30 den Hubmagnet27 zwecks kompakter Anordnung im Gehäuse7 umgreift. Der Hubmagnet27 besitzt zwei stabile Endlagen, womit der Hubmagnet27 keine Dauerbestromung benötigt, sondern vielmehr der Riegel28 durch lediglich kurzzeitiges Bestromen des Hubmagneten27 bewegbar ist. - In derartiger Weise ist jeweils ein Anschlag für die Drehfunkion des Drehknopfes
9 im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn realisiert. Hierfür ist ein weiterer zweiter, mittels eines Hubmagneten27' bewegbarer Riegel28'' am Inkrementring22 angeordnet, wie man anhand der4 sieht. Die beiden Riegel28 ,28' stellen jeweils einen variablen Anschlag für die Drehfunktion des Drehknopfs9 im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn dar. Und zwar dient der Hubmagnet27 für die Sperrung der Drehung im Uhrzeigersinn und der Hubmagnet27' für die Sperrung der Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Schließlich kann der Inkrementring22 noch eine Rutschkupplung32 gemäß5 aufweisen, um einen Drehmoment-Überlastungsschutz bei Wirkung der jeweiligen Anschläge zu gewährleisten. Desweiteren ist in5 noch eine auf der Leiterplatte17 befindliche Elektronik33 zur Ansteuerung der Hubmagnete27 ,27' sowie ein Kabelabgang34 zur Kontaktierung des Schalters1 mit beispielsweise einem Bussystem zu sehen. - Ein derartiger Mehrfunktionsschalter läßt sich für Autoradios, für Navigationssysteme und/oder für Steuergeräte, Displays o. dgl. in Kraftfahrzeugen verwenden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. Neben Kraftfahrzeuganwendungen kann ein derartiger Mehrfunktionsschalter in vorteilhafter Weise auch als Eingabemittel für Computer, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte o. dgl. eingesetzt werden. Schließlich läßt sich die Erfindung nicht nur bei den beschriebenen Multifunktionsschaltern sondern auch bei solchen Schaltern einsetzen, bei denen das Betätigungsorgan lediglich drehbar in der Art eines Drehstellers ausgestaltet ist.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- elektrischer Schalter
- 2
- Betätigungsorgan
- 3
- Verschwenkmittel
- 4
- Drehmittel
- 5
- Verschiebemittel
- 6, 6'
- Schaltelement/Lichtschranke (für Schwenken)
- 7
- Gehäuse
- 7'
- Gehäuseoberteil
- 7''
- Gehäuseunterteil
- 8
- Gelenkstange
- 9
- Drehknopf
- 10, 11
- Hebel (von Verschwenkmittel)
- 12, 13
- Schaltfahne
- 14
- Ebene
- 15
- Drehachse (von Hebel)
- 16
- Ausnehmung (in Hebel)
- 17
- Leiterplatte/Ebene
- 18
- Kreuzgelenk
- 19
- Schwenkkulisse
- 20
- Welle
- 21
- Drehring
- 22
- Inkrementring
- 23
- Verzahnung
- 24
- Schaltelement/Lichtschranke (für Drehen)
- 25
- Zahn (am Inkrementring)
- 26
- Loch
- 27, 27'
- Hubmagnet/Stellelement
- 28, 28'
- Riegel
- 29
- Fenster (am Inkrementring)
- 30
- Hebel (von Riegel)
- 31
- Stößel (von Hubmagnet)
- 32
- Rutschkupplung
- 33
- Elektronik
- 34
- Kabelabgang
- 35
- Schaltelement/Schaltmatte (für Drücken)
- 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 29604717 U1 [0003, 0004]
Claims (8)
- Elektrischer Schalter, insbesondere in der Art eines Drehstellers, mit einem bewegbaren Betätigungsorgan (
2 ), wobei das Betätigungsorgan (2 ) mit einem Drehmittel (4 ) derart zusammenwirkt, daß das Betätigungsorgan (2 ) aus einer Ausgangsstellung um wenigstens einen Winkel in wenigstens eine Drehstellung drehbar ist, und wobei die Drehstellung als Schaltstellung ausgebildet ist, derart daß das Betätigungsorgan (2 ) in der Schaltstellung auf ein Schaltelement (24 ), Sensorelement, Signalelement o. dgl. betätigend einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (2 ), insbesondere über das Drehmittel (4 ), mit einem Inkrementring (22 ) gekoppelt ist, und daß ein mittels eines Stellelementes (27 ) bewegbarer Riegel (28 ) in Eingriff mit wenigstens einem Fenster (29 ) am Inkrementring (22 ) bringbar ist, derart daß der Riegel (28 ) einen Anschlag für die Drehfunktion darstellt. - Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer zweiter, mittels eines Stellelementes (
27' ) bewegbarer Riegel (28' ) am Inkrementring (22 ) angeordnet ist, derart daß die beiden Riegel (28 ,28' ) jeweils einen Anschlag für die Drehfunktion im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn darstellen, und daß vorzugsweise das Stellelement (27 ,27' ) aus einem Hubmagneten, einem Elektromotor, einem Schrittmotor, einem Piezoelement o. dgl. besteht. - Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmittel (
4 ) eine an einem Ende drehbar gelagerte sowie am anderen Ende am Betätigungsorgan (2 ) angeordnete Welle (20 ) umfaßt, daß vorzugsweise an dem einen Ende der Welle (20 ) ein Drehring (21 ) befindlich ist, daß weiter vorzugsweise der Inkrementring (22 ) mittels einer Verzahnung (23 ) von dem Drehmittel (4 ), insbesondere vom Drehring (21 ), bewegbar ist, und daß noch weiter vorzugsweise das Betätigungsorgan (2 ) einen Drehknopf (9 ) umfaßt. - Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Betätigungsorgans (
2 ) vom Schaltelement (24 ) aufeinanderfolgende Pulse bei jeweiligen Erreichen der Drehstellung erzeugt werden, daß vorzugsweise das Schaltelement (24 ) aus einer Lichtschranke besteht, und daß weiter vorzugsweise am Inkrementring (22 ) Zähne (25 ) angeordnet sind, derart daß die Pulse von der Lichtschranke (24 ) durch Zusammenwirkung der Zähne (25 ) mit der Lichtschranke (24 ) bei Drehung des Inkrementrings (22 ) erzeugt werden. - Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementring (
22 ) mit wenigstens einer federbelasteten Kugel zur Erzeugung von Drehraststellungen zusammenwirkt. - Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (
27 ,27' ) zwei stabile Endlagen besitzt, derart daß der Riegel (28 ,28' ) durch kurzzeitiges Bestromen des Hubmagneten (27 ,27' ) bewegbar ist. - Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (
28 ,28' ) an einem Hebel (30 ) angeordnet ist, daß vorzugsweise der Hebel (30 ) gabelartig ausgestaltet ist, wobei der Riegel (28 ,28' ) an dem einen Ende des Hebels (30 ) befindlich ist sowie das andere Ende des Hebels (30 ) an einem Stößel (31 ) des Hubmagneten (27 ,27' ) angelenkt ist, und daß weiter vorzugsweise der Stößel (31 ) an der dem Inkrementring (22 ) abgewandten Seite des Hubmagneten (27 ,27' ) befindlich ist, derart daß der gabelartige Hebel (30 ) den Hubmagneten (27 ,27' ) umgreift. - Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (
2 ) mit einem Verschwenkmittel (3 ) derart zusammenwirkt, daß das Betätigungsorgan (2 ) in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist, insbesondere in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters, wobei die Schwenkstellung als Schaltstellung ausgebildet ist, und daß vorzugsweise das Betätigungsorgan (2 ) mit einem Verschiebemittel (5 ) derart zusammenwirkt, daß das Betätigungsorgan (2 ) um wenigstens eine Strecke aus einer Nullstellung in eine Verschiebestellung linear bewegbar ist, wobei insbesondere die Verschiebestellung als eine ein Schaltelement (35 ) aufweisende Schaltstellung ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010023171A DE102010023171A1 (de) | 2009-06-12 | 2010-06-10 | Elektrischer Schalter |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009024683.5 | 2009-06-12 | ||
DE102009024683 | 2009-06-12 | ||
DE102010023171A DE102010023171A1 (de) | 2009-06-12 | 2010-06-10 | Elektrischer Schalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010023171A1 true DE102010023171A1 (de) | 2011-01-27 |
Family
ID=43384091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010023171A Withdrawn DE102010023171A1 (de) | 2009-06-12 | 2010-06-10 | Elektrischer Schalter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010023171A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109755063A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 株式会社东海理化电机制作所 | 开关操作机构 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29604717U1 (de) | 1996-03-14 | 1996-05-30 | Moeller, Jens-Ulrich, 35581 Wetzlar | Bedienkomplex für elektrisches/elektronisches KFZ-Equipment |
-
2010
- 2010-06-10 DE DE102010023171A patent/DE102010023171A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29604717U1 (de) | 1996-03-14 | 1996-05-30 | Moeller, Jens-Ulrich, 35581 Wetzlar | Bedienkomplex für elektrisches/elektronisches KFZ-Equipment |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109755063A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 株式会社东海理化电机制作所 | 开关操作机构 |
EP3483695A1 (de) * | 2017-11-08 | 2019-05-15 | Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho | Schaltoperationsmechanismus |
US10984971B2 (en) | 2017-11-08 | 2021-04-20 | Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho | Switch operation mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011083524B4 (de) | Dreh-/Drück-Bedienvorrichtung für ein Mensch-Maschine-Interface | |
EP1621954B1 (de) | Elektrischer Steuerknüppel | |
EP2567127B1 (de) | Translatorische betätigungseinrichtung mit mittelbarer rastierung | |
EP2457002B1 (de) | Vorrichtung zum erfassen der position eines schalt- und/oder wählhebels für ein getriebe und schaltvorrichtung für das getriebe eines kraftfahrzeuges | |
DE102006028228B4 (de) | Stellglied zur manuellen Ansteuerung von Funktionen in einem Kraftfahrzeug und elektronischer Gangwahlschalter damit | |
EP0961305A2 (de) | Drehsteller für elektrische oder elektronische Geräte | |
EP3074836B1 (de) | Stellglied, insbesondere für ein kraftfahrzeug | |
DE10304804B4 (de) | Elektrischer Mehrrichtungsschalter | |
WO2014063668A2 (de) | Kraftfahrzeugschloss mit positionserkennungsmittel | |
DE102008048018B3 (de) | Handantrieb | |
EP1876055A1 (de) | Lenkstockschalter | |
EP1736846A1 (de) | Stellglied, insbesondere in der Art eines elektrischen Schalters | |
DE102007036340B4 (de) | Elektrische Schalteinrichtung für ein automatisiertes Getriebe | |
EP2856485A1 (de) | Bedienvorrichtung, insbesondere in der art eines elektrischen schalters | |
DE102012017122B4 (de) | Elektrischer Schalter | |
WO2008116874A1 (de) | Elektrische schalteinrichtung für ein kraftfahrzeug | |
DE102010023171A1 (de) | Elektrischer Schalter | |
EP2261765B1 (de) | Elektrischer Schalter | |
DE102010023310A1 (de) | Elektrischer Schalter | |
DE102006028227A1 (de) | Stellglied, insbesondere in der Art eines elektrischen Schalters | |
WO2008012063A1 (de) | Multifunktions-bedieneinheit für ein kraftfahrzeug | |
DE102008064021A1 (de) | Bedieneinheit, insbesondere für ein Fahrzeug | |
WO2020088828A1 (de) | Wählvorrichtung zum auswählen einer fahrstufe eines automatikgetriebes eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug | |
WO2007140866A1 (de) | Lenkstockschalter, insbesondere für kraftfahrzeuge | |
DE102009051730A1 (de) | Multifunktions-Bedieneinrichtung für Kraftfahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01H0019030000 Ipc: G05G0005040000 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |