DE102010037497B4

DE102010037497B4 - Impulsdrehtastbedienelement und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102010037497B4
Application number: DE102010037497.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Martin
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: DE102010037497A1

Abstract

Bedienelement (10), aufweisend:
ein Betätigungsteil (4), das verdrehbar gelagert ist und eine Rastkontur (5) aufweist,
Mittel zur Detektion wenigstens der Drehrichtung des Betätigungsteils, um in Abhängigkeit der Drehrichtung der Drehbewegung des Betätigungsteils (4) wenigstens einen Schaltvorgang durchführen zu können; wobei die Mittel zur Detektion der Drehbewegung wenigstens zwei Schalter (1, 2) und ferner einen Schwenkhebel (3), der die Drehbewegung des Betätigungsteils (4) auf die Schalter (1, 2) überträgt, um drehrichtungsabhängig wenigstens einen Schaltzustandswechsel wenigstens eines Schalters (1, 2) zu bewirken, aufweisen,
wobei der Schwenkhebel (3) in federndem Eingriff mit der Rastkontur (5) steht; dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (4) in Axialrichtung verschiebbar gelagert ist und der gleichzeitigen Betätigung der Schalter (1, 2) eine zusätzlichen Schaltfunktionalität zugeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedienelement, das ein Betätigungsteil aufweist, das verdrehbar gelagert ist sowie eine zugehörige Verwendung. Es sind ferner Mittel zur Detektion der Drehstellungen des Betätigungsteils vorgesehen, um in Abhängigkeit der Drehrichtung der Drehbewegung des Betätigungsteils wenigstens einen Schaltvorgang durchführen zu können. Es ist bekannt, die Drehbewegung verdrehbaren Bedienelements magnetisch oder optisch, beispielsweise mittels entsprechender Encoder, auszuwerten. Dieser Aufbau ist vergleichsweise teuer, voluminös und störanfällig, da vergleichsweise viele Komponenten, meist jeweils wenigstens zwei Lichtquellen und zugehörige Empfänger, am Aufbau beteiligt sind. Aus der DE 42 39 513 A1 ist ferner ein Bedienelement bekannt, bei dem mittels eines Schwenkhebels eine Drehbewegung auf zwei Schalter übertragen wird. Der Eingriff zwischen dem Betätigungsteil und dem Schwenkhebel begrenzt nachteilig die Drehbewegung des Betätigungsteils.
Ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist jeweils aus der DE 37 39 296 A1 und der JP H07- 41 917 U bekannt.
Vor dem Hintergrund der oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Bedienelement bereitzustellen, das kompakt ausfällt, wenig Bauteile aufweist, verschleißarm und preiswert herzustellen ist. Diese Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine Verwendung für ein Kraftfahrzeug oder ein Haushaltsgerät ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
Das erfindungsgemäße Bedienelement weist ein Betätigungsteil auf, das verdrehbar gelagert ist und eine Rastkontur umfasst. Der Begriff Rastkontur ist weit auszulegen und umfasst beispielswiese eine singuläre Ausnehmung oder eine singuläre Erhebung. Bevorzugt sind mehrere Ausnehmungen oder Erhebungen vorgesehen. Noch bevorzugter sind diese gleichförmig. Bevorzugt umfasst die Rastkontur mehrere Ausnehmungen mit nach innen konkav gekrümmter Konturflanke oder Ausnehmungen mit ebenen, zueinander gewinkelten Flanken in Form eines Sägezahns.
Erfindungsgemäß sind ferner Mittel zur Detektion wenigstens der Drehrichtung des Betätigungsteils vorgesehen, um in Abhängigkeit der Drehrichtung der Drehbewegung des Betätigungsteils wenigstens einen Schaltvorgang durchführen zu können. Erfindungsgemäß umfassen die Mittel zur Detektion der Drehbewegung wenigstens zwei Schalter und ferner einen Schwenkhebel, der die Drehbewegung des Betätigungsteils auf die Schalter überträgt, um drehrichtungsabhängig wenigstens einen Schaltzustandswechsel wenigstens eines Schalters zu bewirken. Durch die Verwendung von Schaltern kann das erfindungsgemäße Bedienelement preiswert hergestellt werden, da solche Schalter kostengünstig sind und zudem sich der konstruktive Aufwand bei der Anordnung der Schalter im Vergleich zu magnetischen oder optischen Encodern, die jeweils einen Sender und Empfänger erforderlich machen, verringert. Bevorzugt handelt es sich um mechanisch betätigbare Schalter. Mechanisch betätigbare Schalter sind insbesondere von Vorteil, wenn die Gefahr der Störung durch externes Licht oder externe Magnetfelder besteht. Beispielsweise handelt es sich um mechanische Drucktaster.
Das erfindungsgemäße Bedienteil zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwenkhebel in federndem Eingriff mit der Rastkontur, also nicht in einem die Drehbewegung des Bedienteils festlegenden Eingriff mit diesem, steht. Dadurch wird nicht nur erreicht, dass die Drehbewegung des Bedienteils ausgedehnt werden kann, diesen bevorzugt frei verdrehbar ist, sondern auch gleichzeitig durch die für die Detektion der Drehrichtung vorgesehenen Mittel ein haptisches Feedback, beispielsweise eine haptisch merkbare Verrastung, über das Bedienteil bewirkt wird. Dadurch kann die Mindestanzahl der am konstruktiven Aufbau eines solchen Bedienteils beteiligten Komponenten erheblich reduziert werden.
Bevorzugt ist der federnde Eingriff zwischen Rastkontur und Schwenkhebel so ausgelegt, dass bei Drehen des Bedienteils mit zunehmendem Drehweg in die jeweilige Drehrichtung die Schalter in Abfolge ihren Schaltzustand ändern. Dies hat insbesondere mit dem Merkmal, dass eine Auswerteinheit vorgesehen ist, die die Anzahl der Schaltzustandswechsel der betreffenden Schalter detektiert, den Vorteil, dass das Drehmaß des Bedienteils aus der Anzahl der Schaltzustandswechsel ermittelbar ist oder zumindest abschätzbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der federnde Eingriff zwischen Rastkontur und Schwenkhebel so ausgelegt, dass bei Drehen des Bedienteils mit zunehmendem Drehweg in die jeweilige Drehrichtung die Schalter in alternierender Abfolge ihren Schaltzustand ändern und durch die Auswerteinheit detektiert wird, welcher Schalter nach oder mit Beginn des Drehens zuerst seinen Schaltzustand ändert. Dadurch kann vergleichsweise einfach eine Drehrichtung und das Drehmaß, die Drehstellung ermittelt oder zumindest abgeschätzt werden. Beispielsweise sind die Rastkontur und der Schwenkhebel so in Eingriff, dass während der Drehbewegung des Bedienteils der Schwenkhebel pendelartig hin- und herverschwenkt wird.
Bevorzugt ist der Schwenkhebel federnd gelagert. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Schalter jeweils einen Kontaktdom aus einem elastischen Material auf und die federnde Lagerung des Schwenkhebels ergibt sich daraus, dass der Schwenkhebel auf den elastischen Kontaktdomen aufliegt.
Bevorzugt wird die Rastkontur durch eine am Betätigungsteil umlaufende Abfolge von gleichförmigen Ausnehmungen gebildet.
Zur Vermeidung von Spiel zwischen Betätigungsteil und Schwenkhebel und somit zur Verringerung des „Totganges“ des Bedienelements weist der Schwenkhebel einen Eingriffsabschnitt auf, der komplementär zu der Ausnehmung ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist das Betätigungsteil in Axialrichtung verschiebbar gelagert und der gleichzeitigen Betätigung der Schalter ist mittels der oder einer weiteren Auswerteinheit eine zusätzlichen Schaltfunktionalität zugeordnet.
Aus den zuvor genannten Vorteilen, u.a. betreffend die kostengünstige Herstellung und die Störunanfälligkeit, findet das Bedienelement in einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft Verwendung in einem Kraftfahrzeug oder in einem Haushaltsgerät.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren also besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:

1: eine schematische und perspektivische Seitenansicht eines Bedienelements in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung 10, wobei sich der Schwenkhebel 3 in der Ruhestellung der befindet;
2: eine weitere schematische und perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bedienelements 10 aus 1 in einer der zwei maximalen Schwenkstellungen des Schwenkhebels 3;

Das erfindungsgemäße Bedienelement 10 weist ein drehbar gelagertes Betätigungsteil 4 auf. Das Betätigungsteil4 weist eine umlaufend geschlossene Rastkontur S aus mehreren konkaven, aneinandergereihten Konturflächen 5b', die in Spitzen ineinander übergehen auf. In die Rastkontur 5 greift der Schwenkhebel 3 mit seinem entsprechend den Ausnehmungen 5b ausgestalteten, zentralen Eingriffsabschnitt 3c ein und ist um eine gedachte Achse verschwenkbar. Der Schwenkhebel 3 weist zwei symmetrisch bezüglich des Eingriffsabschnitts 3c ausgebildete Ausleger 3a und 3c auf. Ein federnder Eingriff und insbesondere eine Verschwenkbarkeit des Hebels 3 wird durch die Lagerung der Ausleger 3a und 3c auf den elastischen Kontaktdomen 8 der mechanischen Schalter 1 und 2 ermöglicht. Die mechanischen Schalter 1 und 2 werden durch eine Schaltmatte 6 mit darin ausgebildeten Kontaktdomen 8 mit zentraler Kontaktpille gebildet. Die Schaltmatte 6 sind jeweils durch Rastfortsätze 7 mit einer nicht dargestellten Leiterplatte verbunden, deren Kontakte bei Betätigung des Schalters 1, 2 durch die Kontaktpille geschlossen werden.
Während in 1 die Ruhestellung des Schwenkhebels 3 gezeigt ist, zeigt 2 ein gegenüber der 1 verdrehtes Betätigungsteil 4, so dass die Rastkontur S relativ zu dem Schwenkhebel 3 verdreht wird, der Eingriffsabschnitt 3c aus dem Eingriff mit der Ausnehmung 5b gerät, die Spitze 5a der Rastkontur 5 ein Verschwenken des Schwenkhebels 3 entgegen dessen federnde Vorspannung bewirkt und dessen Ausleger 3a ein Niederdrücken des Kontaktdoms 8 des Schalters 1 bewirkt. Somit ändert der Schalter 1 seinen Schaltzustand. Da bei umgekehrter, nicht dargestellter Drehrichtung des Betätigungsteils 4 entsprechend der Schaltzustand des Schalters 2 zuerst geändert würde, lässt sich aus der Information, welcher Schalter 1 oder 2 mit Beginn der Drehung zuerst seinen Schaltzustand ändert, die Drehrichtung des Betätigungsteils 4 mit einer nicht dargestellten Auswerteinheit ermitteln. Bei weiterer Verdrehung des Betätigungsteils 4 werden in alternierender Abfolge die Schalter 1 und 2 betätigt. Die Anzahl der Schaltzustandswechsel dieser Schalter 1, 2 stellt ein Maß für das Drehmaß dar und dies kann von der nicht dargestellten Auswerteinheit ermittelt werden, um so insgesamt die Drehstellung des Betätigungsteils zu ermitteln oder zumindest abzuschätzen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform 10'. Diese unterscheidet sich von der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, dass hier die Schalter 1', 2' kommerziell erhältliche, mechanische Drucktaster sind.
Ferner wird der federnde Eingriff des Schwenkhebels 3' mit der Rastkontur 5' des Betätigungsteils 4' durch eine federnde Lagerung des Schwenkhebels 3' an einer Schwenkachse 9 erreicht. Ferner wird hier die Rastkontur 5' durch eine Abfolge mehrerer gleichförmiger Ausnehmungen gebildet, wobei jede der Ausnehmungen durch zwei zueinander gewinkelte, ebene Konturflächen 5b' definiert wird.

Claims

Bedienelement (10), aufweisend: ein Betätigungsteil (4), das verdrehbar gelagert ist und eine Rastkontur (5) aufweist, Mittel zur Detektion wenigstens der Drehrichtung des Betätigungsteils, um in Abhängigkeit der Drehrichtung der Drehbewegung des Betätigungsteils (4) wenigstens einen Schaltvorgang durchführen zu können; wobei die Mittel zur Detektion der Drehbewegung wenigstens zwei Schalter (1, 2) und ferner einen Schwenkhebel (3), der die Drehbewegung des Betätigungsteils (4) auf die Schalter (1, 2) überträgt, um drehrichtungsabhängig wenigstens einen Schaltzustandswechsel wenigstens eines Schalters (1, 2) zu bewirken, aufweisen, wobei der Schwenkhebel (3) in federndem Eingriff mit der Rastkontur (5) steht; dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (4) in Axialrichtung verschiebbar gelagert ist und der gleichzeitigen Betätigung der Schalter (1, 2) eine zusätzlichen Schaltfunktionalität zugeordnet ist.
Bedienelement (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Eingriff zwischen Rastkontur (5) und Schwenkhebel (3) so ausgelegt ist, dass bei Drehen des Bedienteils (4) mit zunehmendem Drehweg in die jeweilige Drehrichtung die Schalter (1, 2) in Abfolge ihren Schaltzustand ändern.
Bedienelement (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Auswerteinheit vorgesehen ist, die die Anzahl der Schaltzustandswechsel der betreffenden Schalter (1, 2) detektiert.
Bedienelement (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Eingriff so ausgelegt ist, dass bei Drehen des Bedienteils (4) mit zunehmendem Drehweg in die jeweilige Drehrichtung die Schalter (1, 2) in alternierender Abfolge ihren Schaltzustand ändern und durch die Auswerteinheit detektiert wird, welcher Schalter (1, 2) nach oder mit Beginn des Drehens zuerst seinen Schaltzustand ändert, um die Drehrichtung zu ermitteln.
Bedienelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (3) federnd gelagert ist.
Bedienelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (1, 2) jeweils einen Kontaktdom (8) aus einem elastischen Material umfassen.
Bedienelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkontur (5) durch eine am Betätigungsteil (4) umlaufende Abfolge von gleichförmigen Ausnehmungen (5b) gebildet ist.
Bedienelement (10) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (3) einen Eingriffsabschnitt (3c) aufweist, der komplementär zu jeder der der Ausnehmungen (5b) ausgebildet ist.
Verwendung des Bedienelements (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug oder in einem Haushaltsgerät.