DE102010023310A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Elektrischer Schalter Download PDF

Info

Publication number
DE102010023310A1
DE102010023310A1 DE102010023310A DE102010023310A DE102010023310A1 DE 102010023310 A1 DE102010023310 A1 DE 102010023310A1 DE 102010023310 A DE102010023310 A DE 102010023310A DE 102010023310 A DE102010023310 A DE 102010023310A DE 102010023310 A1 DE102010023310 A1 DE 102010023310A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lever
pivoting
switch
switching
actuating member
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Withdrawn
Application number
DE102010023310A
Other languages
English (en)
Inventor
Claus Weh
Patrick Grießer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Priority to DE102010023310A priority Critical patent/DE102010023310A1/de
Publication of DE102010023310A1 publication Critical patent/DE102010023310A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/04—Stops for limiting movement of members, e.g. adjustable stop
    • 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
    • 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
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H2003/008—Mechanisms for operating contacts with a haptic or a tactile feedback controlled by electrical means, e.g. a motor or magnetofriction
    • 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
    • H01H25/041—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick having a generally flat operating member depressible at different locations to operate different controls
    • H01H2025/043—Operating part movable angularly in more than one plane, e.g. joystick having a generally flat operating member depressible at different locations to operate different controls the operating member being rotatable around wobbling axis for additional switching functions

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 Joystick- oder Cursor-Schalters, mit einem Betätigungsorgan (2). Das Betätigungsorgan (2) wirkt mit Verschwenkmitteln (3) derart zusammen, daß das Betätigungsorgan (2) in einer Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine Schwenkstellung verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung ist als eine Schaltstellung ausgebildet, derart daß das Betätigungsorgan (2) in der Schaltstellung auf ein Schaltelement (6) schaltend einwirkt. Das Betätigungsorgan (2) wirkt mit einem Hebel (10) derart zusammen, daß die Schwenkbewegung des Betätigungsorgans (2) in eine übersetzte Drehbewegung des Hebels (10) umgewandelt wird. Weiter ist am Hebel (10) eine Schaltfahne (12) angeordnet, wobei die Schaltfahne (12) in der Schwenkstellung das Schaltelement (6) schaltend betätigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters 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 derartiger elektrischer Schalter ist aus der US-A-4 459 440 bekannt und besitzt ein in einer Verschwenkebene bewegbar gelagertes Betätigungsorgan. Das Betätigungsorgan wirkt mit einem Verschwenkmittel derart zusammen, daß das Betätigungsorgan in der Verschwenkebene in wenigstens eine Richtung aus einer neutralen Stellung in eine der dieser Richtung zugeordnete Schwenkstellung durch den Benutzer verschwenkbar ist. Die Schwenkstellung ist als eine Schaltstellung ausgebildet, derart daß das Betätigungsorgan in der Schaltstellung auf ein Schaltelement schaltend einwirkt.
  • Beim bekannten Schalter wirkt das Betätigungsorgan direkt auf das als elektrischer Schalter ausgebildete Schaltelement ein, womit die Schaltstellung dieses Schalters, vor allem auch im Hinblick auf eine Großserienfertigung, sehr toleranzempfindlich ist. 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 die Toleranzempfindlichkeit zwischen dem Betätigungsorgan und dem Schaltelement verringert ist. Insbesondere soll das Betätigungsorgan des Schalters in mehrere Richtungen verstellbar sein, wobei eine sichere Sensierung von beispielsweise 8 Richtungen bezüglich einer stabilen Segmentgröße der Einzelsegmente für die Verschwenkrichtungen gewährleistet sein soll.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Schalter wirkt das Betätigungsorgan mit einem Hebel derart zusammen, daß die Schwenkbewegung des Betätigungsorgans in eine übersetzte Drehbewegung des Hebels umgewandelt wird. Weiter betätigt in der Schwenkstellung der Hebel das Schaltelement schaltend. Vorteilhafterweise werden somit auch kleine Schwenkbewegungen in genügend große Betätigungswege für das Schaltelement umgewandelt, was die Empfindlichkeit gegenüber Toleranzen verringert. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zur Erweiterung der Funktionalität des Schalters kann das Betätigungsorgan zusätzlich drehbar ausgestaltet sein. Hierzu wirkt das Betätigungsorgan mit einem Drehmittel derart zusammen, daß das Betätigungsorgan um wenigstens einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in wenigstens eine als Schaltstellung mit einem Schaltelement ausgebildete Drehstellung verdrehbar ist. Die Funktionalität des Schalters kann weiter gesteigert werden, wenn das Betätigungsorgan mit einem Verschiebemittel derart zusammenwirkt, daß das Betätigungsorgan um wenigstens eine Strecke aus einer Nullstellung in eine Verschiebestellung linear bewegbar ist. Bevorzugterweise ist die Verschiebestellung als eine Schaltstellung ausgebildet, womit das Betätigungsorgan eine Art „Enter”-Betätigung gestattet.
  • In weiterer Ausgestaltung kann am Hebel eine Schaltfahne angeordnet sein, wobei die Schaltfahne in der Schwenkstellung das Schaltelement schaltend betätigt. Weiterhin kann das Schaltelement aus einem Sensor bestehen. In funktionssicherer Weise, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, kann der Sensor dann aus einer von der Schaltfahne betätigbaren Lichtschranke bestehen.
  • Für eine besonders kompakte Ausbildung umfaßt das Verschwenkmittel eine an einem Ende verschwenkbar gelagerte sowie am anderen Ende am Betätigungsorgan angeordnete Gelenkstange. Der Hebel kann in einer Ebene, die in etwa senkrecht zur Gelenkstange in der Neutralstellung steht, drehbar angeordnet sein. Desweiteren kann der Hebel als einarmiger Hebel ausgestaltet sein, wobei die Drehachse des Hebels an dessen einem Ende befindlich ist. Die Schaltfahne ist am anderen Ende des Hebels, insbesondere in etwa senkrecht vom Hebel abstehend, angeordnet. Schließlich kann in kompakter Ausgestaltung die Gelenkstange eine Ausnehmung, die in etwa mittig zwischen den beiden Enden des Hebels befindlich ist, zur Drehung des Hebels bei Verschwenkung des Betätigungsorgans durchgreifen.
  • Zur Realisierung mehrerer Schwenkrichtungen für das Betätigungsorgan umfaßt das Verschwenkmittel ein Kreuzgelenk für die verschwenkbare Lagerung des einen Endes der Gelenkstange. In kompakter Bauart kann ein weiterer, zweiter Hebel in etwa kreuzweise zum ersten Hebel, insbesondere im wesentlichen in der in etwa senkrecht zur Gelenkstange in der Neutralstellung verlaufenden Ebene, angeordnet sein. Dabei betätigt das Betätigungsorgan mit der Gelenkstange zwei, insbesondere geometrisch unterschiedlich ausgestaltetete, Hebel mit Schaltfahnen für die Lichtschranken. Beispielsweise kann der erste Hebel für die Betätigung der Lichtschranken beim Verschwenken in Nord/Süd-Richtung sowie der zweite Hebel für die Betätigung der Lichtschranken beim Verschwenken in Ost/West-Richtung dienen. Ohne zusätzlichen Aufwand läßt sich die Funktionalität des Schalters dadurch steigern, daß die Betätigung der Lichtschranken beim Verschwenken in Zwischenrichtungen sich aus einer Kombination der Drehstellungen des ersten Hebels und des zweiten Hebels ergibt. Bei einer derartigen Ausgestaltung minimiert vorteilhafterweise die Übersetzung der kleinen Betätigungswege in große Schaltwege mittels der Hebel- Anordnung eine Streuung der Segmentgrößen durch Positionsabweichungen zur Sollposition der als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren.
  • Schließlich können die beiden Hebel zur Bewegungsübersetzung des Betätigungsorgans und die als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren in zwei zueinander parallelen Ebenen, die in x-y-Richtung verlaufen, angeordnet sein. Eine solche Anordnung ergibt eine einfache und dennoch kompakte Bauart. Dabei bietet es sich an, daß die Ebene für die Sensoren von einer Leiterplatte gebildet ist.
  • Für eine besonders ergonomische Bedienung durch den Benutzer umfaßt das Betätigungsorgan einen Drehknopf. Das Drehmittel kann eine an einem Ende drehbar gelagerte sowie am anderen Ende am Betätigungsorgan angeordnete Welle umfassen. Zwecks kompakter Anordnung bietet es sich dann an, daß die Welle in der Gelenkstange angeordnet ist.
  • Für eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen. Geschaffen ist ein zentrales Bedienungselement (ZBE) mit einer Erkennung von 8 Betätigungsrichtungen. Ein Drehknopf mit einer Welle und einer Gelenkstange betätigt zwei geometrisch unterschiedliche Hebel mit Schaltfahnen für die als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren. Der erste Hebel dient für die Nord-/Süd-Betätigung. Der zweite Hebel dient für die Ost-/West-Betätigung. Die Zwischenrichtungen ergeben sich aus der Kombination der Stellungen des ersten Hebels und des zweiten Hebels. Die Hebelübersetzung und die als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren sind in einer Ebene, und zwar der x-y-Ebene angeordnet. Die Übersetzung der kleinen Betätigungswege in große Schaltwege minimiert eine Streuung der Segmentgrößen durch Positionsabweichungen zur Sollposition der als Lichtschranken ausgebildeten Sensoren.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine sichere Sensierung der Verschwenkung, und zwar insbesondere von 8 Richtungen, bei kleinen Betätigungswegen für das Betätigungsorgan, beispielsweise von ca. 2,5 mm, bezüglich einer stabilen Segmentgröße der Einzelsegmente im Großserienprozeß ermöglicht ist. 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 aus 1 als Einzelteil,
  • 3 schematisch die Verschwenkrichtungen für den Schalter aus 1,
  • 4 die Drehmittel des Schalters aus 1 von der Oberseite gesehen und
  • 5 die Drehmittel des Schalters aus 1 von der Unterseite gesehen.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer elektrischer Schalter 1 zu sehen, der in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters bzw. Multifunktionsschalters ausgestaltet ist. Der Schalter 1 besitzt ein Betätigungsorgan 2, das vom Benutzer auf mehrere unterschiedliche Arten manuell bewegbar ist. Zunächst wirkt das Betätigungsorgan 2 mit Verschwenkmitteln 3 derart zusammen, daß das Betätigungsorgan 2 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 Betätigungsorgan 2 mit Verschiebemitteln 5 derart zusammenwirken, daß das Betätigungsorgan 2 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 Betätigungsorgan 2 noch mit in 4 deutlich sichtbaren Drehmitteln 4 derart zusammen, daß das Betätigungsorgan 2 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 Betätigungsorgan 2 in der jeweiligen Schaltstellung auf ein zugehöriges Schaltelement 6, 24, 35 (siehe hierzu auch 4), Sensorelement, Signalelement o. dgl. schaltend einwirkt. Das Schaltelement 35 für die Verschiebestellung besteht aus einer Schaltmatte, die eine gewisse Haptik für den Benutzer beim Drücken des Betätigungsorgans 2 bietet.
  • Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 7, das wiederum aus einem Gehäuseoberteil 7' und einem Gehäuseunterteil 7'' besteht. Aus dem Gehäuse 7, und zwar am Gehäuseoberteil 7', ragt das Betätigungsorgan 2 zur Bedienung durch den Benutzer heraus. Das verschwenkbare, drehbare sowie verschiebbare Betätigungsorgan 2 umfaßt einen Drehknopf 9, wobei der Drehknopf 9 an dem einen Ende einer Gelenkstange 8 sowie einer Welle 20 (siehe 4) angeordnet ist. Das Verschwenkmittel 3, das Verschiebemittel 5 und/oder das Drehmittel 4 basieren auf der im Gehäuse 7 gelagerten Gelenkstange 8 mit der Welle 20. Dabei umfaßt das Verschwenkmittel 3, wie man anhand von 2 erkennt, die Gelenkstange 8 sowie einen Hebel 10. Beim Verschwenken wirkt nun das Betätigungsorgan 2 mittels der Gelenkstange 8 mit dem Hebel 10 derart zusammen, daß die Schwenkbewegung des Betätigungsorgans 2 in eine übersetzte Drehbewegung des Hebels 10 umgewandelt wird. Am Hebel 10 ist weiter eine Schaltfahne 12 angeordnet, so daß die Schaltfahne 12 in der Schwenkstellung das Schaltelement 6 schaltend betätigt. Vorliegend besteht das Schaltelement 6 aus einem Sensor, und zwar einer von der Schaltfahne 12 betätigbaren, gabelartigen Lichtschranke 6, die auf einer im Gehäuse 7 befindlichen, parallel zur Ebene 14 in x-/y-Richtung verlaufenden Leiterplatte 17 angeordnet ist.
  • Wie man weiter in 2 sieht, ist der Hebel 10 in der Ebene 14 drehbar angeordnet, die in etwa senkrecht zur Gelenkstange 8 in der Neutralstellung steht. Der Hebel 10 ist als einarmiger Hebel ausgestaltet, wobei die Drehachse 15 des Hebels 10 an dessen einem Ende befindlich ist. Die Schaltfahne 12 ist am anderen Ende des Hebels 10, und zwar in etwa senkrecht vom Hebel 10 abstehend, angeordnet. Die Gelenkstange 8 durchgreift eine Ausnehmung 16, die in etwa mittig zwischen den beiden Enden des Hebels 10 befindlich ist, zur Drehung des Hebels 10 bei Verschwenkung des Drehknopfes 9.
  • Vorliegend ist das Betätigungsorgan 2 nicht nur in eine Richtung sondern in der Art einer Windrose entsprechend der 3 in mehreren Richtungen, und zwar in acht, mit den Himmelsrichtungen bezeichneten Richtungen, verschwenkbar ausgestaltet, indem die Gelenkstange 8 in einem Kreuzgelenk 18 im Gehäuse 7 gelagert ist sowie mit einer die Richtung festlegenden, sowie die Schwenkhaptik für den Benutzer erzeugenden Schwenkkulisse 19 zusammenwirkt, welche in 1 zu sehen ist. Zur Detektierung dieser Schwenkrichtungen sind zum einen weitere Lichtschranken 6' auf der Leiterplatte 17 angeordnet. Zum anderen ist ein weiterer, zweiter Hebel 11 mit einer Schaltfahne 13 in etwa kreuzweise zum ersten Hebel 10 im wesentlichen in der Ebene 14 angeordnet, derart daß der Drehknopf 9 beim Verschwenken mittels der Gelenkstange 8 mit der darin angeordneten Welle 20 diese zwei geometrisch unterschiedlich ausgestalteteten Hebel 10, 11 mit Schaltfahnen 12, 13 für die Lichtschranken 6, 6' betätigt. Dabei dient der erste Hebel 10 für die Betätigung der Lichtschranken 6 beim Verschwenken in Nord/Süd-Richtung und der zweite Hebel 11 für die Betätigung der Lichtschranken 6' beim Verschwenken in Ost/West-Richtung. Die Betätigung der Lichtschranken 6, 6' beim Verschwenken in Zwischenrichtungen ergeben sich aus einer Kombination der Drehstellungen des ersten Hebel 10 und des zweiten Hebels 11.
  • Mittels den vier Lichtschranken 6, 6' sind somit acht Verschwenkrichtungen des Betätigungsorgans 2 detektierbar, indem die Signalgabe der jeweiligen Lichtschranken 6, 6' ausgewertet wird. Wie man anhand von 3 sieht, erfolgt die Signalgabe der Lichtschranken 6, 6' in den acht Richtungen mit ungefähr gleicher Segmentgröße. Die Übersetzung der kleinen Betätigungswege des Drehknopfes 9 beim Verschwenken mittels der Hebel 10, 11 in große Schaltwege für die Schaltfahnen 12, 13 minimiert eine Streuung der Segmentgrößen durch Positionsabweichungen zur Sollposition der als Sensoren verwendeten Lichtschranken 6, 6'. Wie man weiter in 2 sieht, sind die beiden zur Bewegungsübersetzung des Drehknopfes 9 dienenden Hebel 10, 11 und die Lichtschranken 6, 6' in zwei zueinander parallelen Ebenen 14, 17 angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt ist das Betätigungsorgan 2 drehbar ausgestaltet. Wie man in 4 sieht, umfaßt das Drehmittel 4 für den Drehknopf 9 die Welle 20 sowie einen Drehring 21. Das Betätigungsorgan 2 ist über die Drehmittel 4 weiter mit einem Inkrementring 22 gekoppelt, indem der Inkrementring 22 mittels einer als Getriebe wirkenden Verzahnung 23 von den Drehmitteln 4 bewegbar ist. Das Schaltelement 24 zur Detektierung der Drehung des Drehknopfes 9 besteht aus einer gabelförmigen Lichtschranke. Am Inkrementring 22 sind Zähne 25 angeordnet, die durch die gabelförmige Lichtschranke 24 hindurch bewegbar sind, derart daß Pulse von der Lichtschranke 24 bei Drehung des Inkrementrings 22 erzeugt werden. Zur Erzeugung von Drehraststellungen sowie für die Haptik der Drehbewegung wirkt der Inkrementring 22 mit wenigstens einer nicht weiter gezeigten, federbelasteten Kugel zusammen, die in entsprechende, in 5 sichtbare Löcher 26 am Incrementring 22 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 Stellelements 27 bewegbarer Riegel 28 in Eingriff mit wenigstens einem, bevorzugterweise mehreren Fenstern 29 am Inkrementring 22 bringbar, derart daß der Riegel 28 den Anschlag für die Drehfunktion darstellt. Bei dem Stellelement 27 kann es sich um einen Hubmagneten, einen Elektromotor, einen Schrittmotor, ein Piezoelement o. dgl. handeln.
  • Wie man anhand der 5 erkennt, ist der Riegel 28 an einem Hebel 30 angeordnet, wobei der Hebel 30 gabelartig ausgestaltet ist. Der Riegel 28 ist an dem einen Ende des Hebels 30 befindlich während das andere Ende des Hebels 30 an einem Stößel 31 des Hubmagneten 27 angelenkt ist. Der Stößel 31 ist an der dem Inkrementring 22 abgewandten Seite des Hubmagneten 27 befindlich, derart daß der gabelartige Hebel 30 den Hubmagnet 27 zwecks kompakter Anordnung im Gehäuse 7 umgreift. Der Hubmagnet 27 besitzt zwei stabile Endlagen, womit der Hubmagnet 27 keine Dauerbestromung benötigt, sondern vielmehr der Riegel 28 durch lediglich kurzzeitiges Bestromen des Hubmagneten 27 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 Hubmagneten 27' bewegbarer Riegel 28' am Inkrementring 22 angeordnet, wie man anhand der 4 sieht. Die beiden Riegel 28, 28' stellen jeweils einen variablen Anschlag für die Drehfunktion des Drehknopfs 9 im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn dar. Und zwar dient der Hubmagnet 27 für die Sperrung der Drehung im Uhrzeigersinn und der Hubmagnet 27' für die Sperrung der Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Schließlich kann der Inkrementring 22 noch eine Rutschkupplung 32 gemäß 5 aufweisen, um einen Drehmoment-Überlastungsschutz bei Wirkung der jeweiligen Anschläge zu gewährleisten. Desweiteren ist in 5 noch eine auf der Leiterplatte 17 befindliche Elektronik 33 zur Ansteuerung der Hubmagnete 27, 27' sowie ein Kabelabgang 34 zur Kontaktierung des Schalters 1 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 verschwenkbar ausgestaltet ist.
    • 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
    • - US 4459440 A [0003]

Claims (7)

  1. Elektrischer Schalter, insbesondere in der Art eines Joystick- und/oder Cursor-Schalters, mit einem Betätigungsorgan (2), wobei 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, und wobei die Schwenkstellung als eine Schaltstellung ausgebildet ist, derart daß das Betätigungsorgan (2) in der Schaltstellung auf ein Schaltelement (6, 6') schaltend einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (2) mit einem Hebel (10, 11) derart zusammenwirkt, daß die Schwenkbewegung des Betätigungsorgans (2) in eine übersetzte Drehbewegung des Hebels (10, 11) umgewandelt wird, und daß in der Schwenkstellung der Hebel (10, 11) das Schaltelement (6, 6') schaltend betätigt.
  2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (2) mit einem Drehmittel (4) derart zusammenwirkt, daß das Betätigungsorgan (2) um wenigstens einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in wenigstens eine Drehstellung verdrehbar ist, wobei insbesondere die Drehstellung als eine ein Schaltelement (24) aufweisende 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.
  3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Hebel (10, 11) eine Schaltfahne (12, 13) angeordnet ist sowie die Schaltfahne (12, 13) in der Schwenkstellung das Schaltelement (6, 6') schaltend betätigt, und daß vorzugsweise das Schaltelement (6, 6') aus einem Sensor, insbesondere einer von der Schaltfahne (12, 13) betätigbaren Lichtschranke, besteht.
  4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkmittel (3) eine an einem Ende verschwenkbar gelagerte sowie am anderen Ende am Betätigungsorgan (2) angeordnete Gelenkstange (8) umfaßt, daß vorzugsweise der Hebel (10, 11) in einer Ebene (14) drehbar angeordnet ist, die in etwa senkrecht zur Gelenkstange (8) in der Neutralstellung steht, daß weiter vorzugsweise der Hebel (10, 11) als einarmiger Hebel ausgestaltet ist, wobei die Drehachse (15) des Hebels (10, 11) an dessen einem Ende befindlich ist, daß weiter vorzugsweise die Schaltfahne (12, 13) am anderen Ende des Hebels (10, 11), insbesondere in etwa senkrecht vom Hebel (10, 11) abstehend, angeordnet ist, und daß noch weiter vorzugsweise die Gelenkstange (8) eine Ausnehmung (16), die insbesondere in etwa mittig zwischen den beiden Enden des Hebels (10, 11) befindlich ist, zur Drehung des Hebels (10, 11) bei Verschwenkung des Betätigungsorgans (2) durchgreift.
  5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwenkmittel (3) ein Kreuzgelenk (18) für die verschwenkbare Lagerung des einen Endes der Gelenkstange (8) umfaßt, daß vorzugsweise ein weiterer, zweiter Hebel (11) in etwa kreuzweise zum ersten Hebel (10), insbesondere im wesentlichen in der Ebene (14) angeordnet ist, derart daß das Betätigungsorgan (2) mit der Gelenkstange (8) zwei, insbesondere geometrisch unterschiedlich ausgestaltetete, Hebel (10, 11) mit Schaltfahnen (12, 13) für die Lichtschranken (6, 6') betätigt, daß weiter vorzugsweise der erste Hebel (10) für die Betätigung der Lichtschranken (6) beim Verschwenken in Nord/Süd-Richtung dient, daß noch weiter vorzugsweise der zweite Hebel (11) für die Betätigung der Lichtschranken (6') beim Verschwenken in Ost/West-Richtung dient, und daß nochmals weiter vorzugsweise die Betätigung der Lichtschranken (6, 6') beim Verschwenken in Zwischenrichtungen sich aus einer Kombination der Drehstellungen des ersten Hebel (10) und des zweiten Hebels (11) ergibt.
  6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebel (10, 11) und die Sensoren (6, 6') in zwei zueinander parallelen Ebenen (14, 17) angeordnet sind, wobei insbesondere die Ebene für die Sensoren (6, 6') von einer Leiterplatte (17) gebildet ist.
  7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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 die Welle (20) in der Gelenkstange (8) angeordnet ist, und daß weiter vorzugsweise das Betätigungsorgan (2) einen Drehknopf (9) umfaßt.
DE102010023310A 2009-06-12 2010-06-10 Elektrischer Schalter Withdrawn DE102010023310A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010023310A DE102010023310A1 (de) 2009-06-12 2010-06-10 Elektrischer Schalter

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009024684.3 2009-06-12
DE102009024684 2009-06-12
DE102010023310A DE102010023310A1 (de) 2009-06-12 2010-06-10 Elektrischer Schalter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010023310A1 true DE102010023310A1 (de) 2010-12-16

Family

ID=43070035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010023310A Withdrawn DE102010023310A1 (de) 2009-06-12 2010-06-10 Elektrischer Schalter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010023310A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180363775A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Shift device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4459440A (en) 1983-03-21 1984-07-10 Wico Corporation Joystick and switch assembly therefor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4459440A (en) 1983-03-21 1984-07-10 Wico Corporation Joystick and switch assembly therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180363775A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-20 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Shift device
US11137068B2 (en) * 2017-06-20 2021-10-05 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Shift device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011083524B4 (de) Dreh-/Drück-Bedienvorrichtung für ein Mensch-Maschine-Interface
EP1621954B1 (de) Elektrischer Steuerknüppel
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
EP3074836B1 (de) Stellglied, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE19824149A1 (de) Drehsteller für elektrische oder elektronische Geräte
WO2001017814A1 (de) Multifunktions-bedienelement
DE102007038580B4 (de) Druck- und drehbetätigbares Bedienelement für ein Kraftfahrzeug
DE102009013441A1 (de) Elektrischer Schalter
EP3008741A1 (de) Schaltbedienanordnung
DE102005038145A1 (de) Lenksäulenmodul
EP2856485B1 (de) Bedienvorrichtung, insbesondere in der art eines elektrischen schalters
EP1876055A1 (de) Lenkstockschalter
DE10025357B4 (de) Gangschalthebel modularen Aufbaus mit Schaltmodul
DE102004031309B4 (de) Lenkrad mit einem Bedienelement
DE102010023310A1 (de) Elektrischer Schalter
DE102010023171A1 (de) Elektrischer Schalter
EP2261765B1 (de) Elektrischer Schalter
DE19926576C2 (de) Bedieneinrichtung zur manuellen Eingabe von Steuersignalen an eine Steuereinheit
DE102012017122A1 (de) Elektrischer Schalter
DE102007030303A1 (de) Multifunktions-Bedienelement für ein Kraftfahrzeug
DE102014017481A1 (de) Stellglied, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE19728174C1 (de) Steuersystem in Verbindung mit einer Bildschirmanzeige
DE102004032335B4 (de) Elektrischer Schalter und Schalteranordnung
DE10030886C1 (de) Einrichtung zum Starten eines Antriebsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150101