DE102013203568B4 - Push-button with lever guide - Google Patents
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- H01H3/122—Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor
Abstract
Taster (1) aufweisend: ein Gehäuse (3); eine eine Berührfläche definierende Taste (2), die durch Betätigen aus einer Ausgangsstellung in eine gedrückte Stellung bewegbar ist; Mittel (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) zur Führung der Taste (2) gegenüber dem Gehäuse (3); Mittel (4) zur Stellungsdetektion der Taste (2), um wenigstens einer der Stellungen eine Schaltfunktion zuzuordnen; Mittel (4) zur Rückstellung der Taste in die Ausgangsstellung; wobei die Mittel (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) zur Führung der Taste so ausgelegt sind, dass die Bewegung der Taste (2) in Betätigungsrichtung durch eine Kreisgleichung definiert ist und dass die Berührfläche beim Bewegen der Taste (2) bezüglich ihrer Ausrichtung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) zur Führung der Taste (2) eine Aufnahme und einen in der Aufnahme (9a, 9b) geführten und mit der Druckbewegung sich synchron bewegenden Kolben (10) aufweisen und dass der Kolben (10) unterhalb der Schwenkachse (7) von Hebel und Taste angeordnet ist.Button (1) comprising: a housing (3); a touch surface defining key (2), which is movable by pressing from a starting position to a depressed position; Means (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) for guiding the key (2) relative to the housing (3); Means (4) for detecting the position of the button (2) to assign a switching function to at least one of the positions; Means (4) for returning the key to the initial position; wherein the means (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) are designed to guide the key so that the movement of the key (2) in the direction of actuation is defined by a circle equation and in that the contact surface is guided with respect to its orientation when the key (2) is moved, characterized in that the means (6, 7, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 10, 11, 12, 13) for guiding the key ( 2) a receptacle and a in the receptacle (9a, 9b) out and with the pressure movement synchronously moving piston (10) and that the piston (10) below the pivot axis (7) of the lever and button is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Taster. Es handelt sich dabei um ein Bedienelement zur Durchführung von Schaltvorgängen. Übliche Taster weisen eine rein linear bewegbare Taste auf, deren Stellung jeweils die Schaltzustände zugeordnet sind. Im Allgemeinen ist die Taste in mehreren Linearführungen gelagert. Diese in der Regel auf Gleitkontakt beruhenden Führungen haben den Nachteil, dass sie verschleiß- und spielbehaftet sind. Eine konstruktive Verbesserung der Führungen in dieser Hinsicht erhöht den benötigten Bauraum und die Herstellungskosten. Darüber hinaus sind einfache Taster bekannt, bei denen die Taste mit dem Gehäuse über einen elastischen Biegeabschnitt verbunden ist und beim Betätigen und Niederdrücken der Taste in den Biegeabschnitt ein Biegemoment eingeleitet wird. Dieser vergleichsweise einfache Taster wird vom Bediener hinsichtlich Bedienkomfort als minderwertig empfunden, nicht zuletzt weil die Berührfläche bei der Betätigung ihre Ausrichtung nicht beibehält. Insbesondere bei großen Tasten, d. h. Tasten mit im Vergleich großer Ausdehnung der Berührfläche, stellt sich das Problem, dass die Taste von dem Bediener unbeabsichtigt nicht im Zentrum der Taste berührt wird, und es somit zum Verkanten und gegebenenfalls Verklemmen der Taste in der Führung kommt. Gleichzeitig ist eine geringe Bauhöhe für eine bauraumsparende Anordnung erwünscht. Die aus dem Stand der Technik bekannten Lagerungen beispielsweise mittels Langlöcher haben sich aus toleranz- und verschleißtechnischen Gründen insbesondere in der Serienfertigung als kritisch erwiesen.The invention relates to a button. It is an operating element for carrying out switching operations. Conventional buttons have a purely linearly movable button, the position of each of which the switching states are assigned. In general, the key is mounted in several linear guides. These usually based on sliding contact guides have the disadvantage that they are subject to wear and play. A constructive improvement of the guides in this regard increases the required space and the cost of production. In addition, simple buttons are known in which the key is connected to the housing via an elastic bending portion and a bending moment is initiated upon actuation and depression of the button in the bending section. This relatively simple button is perceived by the operator in terms of ease of use as inferior, not least because the contact surface does not maintain their orientation during operation. Especially with large keys, d. H. Buttons with a large extent compared to the touch surface, the problem arises that the button is inadvertently not touched by the operator in the center of the key, and thus leads to tilting and possibly jamming of the key in the guide. At the same time a low height for a space-saving arrangement is desired. The well-known from the prior art bearings, for example by means of slots have proven critical for tolerance and wear technical reasons, especially in mass production.
Die
Diese Aufgabe wird durch ein Taster gemäß Anspruch 1 sowie den nebengeordneten Verwendungsanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a button according to
Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.
Der erfindungsgemäße Taster weist ein Gehäuse und eine Taste auf. Die Begriffe „Taste” und „Gehäuse” sind weit auszulegen und erfindungsgemäß ist jegliche Ausgestaltung umfasst, insofern dass beim Betätigen des Tasters dessen Taste gegenüber dem Gehäuse bewegt wird und die Taste eine Berührfläche definiert, d. h. eine Fläche aufweist, die für die betätigende Berührung vorgesehen ist. Die Berührfläche ist beispielsweise flach oder leicht gewölbt. In der Regel, aber nicht zwingend, erstreckt sich die Berührfläche senkrecht zur Bewegungsrichtung der Taste, die wenigstens durch Betätigen aus einer Ausgangsstellung in eine gedrückte Stellung bewegbar ist. Erfindungsgemäß sind ferner Mittel zur Führung der Taste gegenüber dem Gehäuse vorgesehen. Ferner sind erfindungsgemäß Mittel zur Stellungsdetektion der Taste vorgesehen, um wenigstens einer der Stellungen eine Schaltfunktion zuzuordnen. Beispielsweise sind optische, magnetische oder mechanische Detektionsmittel oder Kombinationen daraus vorgesehen, um beispielsweise die gedrückte Stellung zu detektieren.The button according to the invention has a housing and a button. The terms "key" and "housing" are to be interpreted broadly and according to the invention, any embodiment is included, insofar as that when pressing the button whose key is moved relative to the housing and the button defines a contact surface, d. H. has a surface which is provided for the actuated contact. The contact surface is flat or slightly curved, for example. As a rule, but not necessarily, the contact surface extends perpendicular to the direction of movement of the key, which is movable at least by pressing from a starting position into a depressed position. According to the invention further means for guiding the key relative to the housing are provided. Further, means for detecting the position of the button are provided according to the invention to assign a switching function at least one of the positions. For example, optical, magnetic or mechanical detection means or combinations thereof are provided to detect, for example, the depressed position.
Beispielsweise wirkt ein elektromechanisches Schaltelement mit der Taste zusammen. Erfindungsgemäß sind ferner Mittel zur Rückstellung der Taste in die Ausgangsstellung vorgesehen. Erfindungsgemäß sind die die Mittel zur Führung der Taste so ausgelegt, dass die Bewegung der Taste in Betätigungsrichtung durch eine Kreisgleichung definiert ist, also die Bewegung einem Teilabschnitt einer Kreisbahn folgt, und dass die Berührfläche beim Bewegen der Taste geführt ist, um beispielsweise im Wesentlichen ihre Ausrichtung beizubehalten.For example, an electromechanical switching element interacts with the button. According to the invention further means for resetting the key are provided in the starting position. According to the invention, the means for guiding the key are designed such that the movement of the key in the direction of actuation is defined by a circle equation, that is to say the movement follows a section of a circular path, and that the contact surface is guided when moving the key, for example substantially To maintain alignment.
Vor dem Hintergrund der sich nun als Vorurteil herausstellenden Auffassung, dass nur eine rein lineare Drückbewegung als haptisch vorteilhaft empfunden würde, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung in umfangreichen Versuchen überraschend festgestellt, dass eine nicht lineare also in Druckrichtung gekrümmte Bewegung der Berührfläche nur dann in haptischer Hinsicht als nachteilig empfunden wird, wenn die Berührfläche nicht ihre Ausrichtung beibehält. Damit können vorteilhaft die üblichen, verschleiß- und spielbehafteten Linearführungen zwischen Taste und Gehäuse ganz oder wenigstens teilweise entfallen.Against the background of the now-biased view that only a purely linear pushing movement would be perceived as haptically advantageous, the inventors of the present invention have surprisingly found in extensive experiments that a non-linear so curved in the direction of pressure movement of the contact surface only in haptic Considered disadvantageous if the contact surface does not maintain its orientation. This can advantageously account for the usual, wear-and-running linear guides between key and housing completely or at least partially.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Führung der Taste wenigstens einen Hebel, der am Gehäuse und an der Taste, bevorzugt der Tastenunterseite, angelenkt ist. Bevorzugt ist der Hebel jeweils mittels Schwenklager mit zueinander parallelen Schwenkachsen angelenkt. Der durch den Abstand der parallelen Schwenkachsen definierte Hebelarm des Hebels gibt den Radius der Druckbewegung der Taste vor. Durch die Schwenklager wird eine reibungsarme, weitgehend spielfreie Lagerung der Taste am Gehäuse realisiert. Der konstruktive Aufbau ist skalierbar und kann den jeweiligen Anforderungen (geringer Bauraum, Gewicht, Stabilitat, Hubweg etc.) angepasst werden. Gegenüber vorbekannten Anordnungen wird kein Loslager, also auch kein Langloch benötigt. Der Kraftfluss ist klar ersichtlich und alle Komponenten können hinsichtlich der jeweiligen, zu erwartenden Beanspruchung ausgelegt werden. Durch die weitgehend spielfreie Lagerung über Schwenklager sind zudem Taster mit vergleichsweise geringem Tastenhub bei vergleichsweise ausgedehnten Berührflächen realisierbar.According to a preferred embodiment, the means for guiding the key comprise at least one lever, which is articulated on the housing and on the key, preferably the key underside. Preferably, the lever is articulated in each case by means of a pivot bearing with mutually parallel pivot axes. The lever arm of the lever, defined by the distance between the parallel pivot axes, determines the radius of the button's pressure movement. By the pivot bearing a low-friction, largely backlash-free storage of the button is realized on the housing. The structural design is scalable and can be adapted to the respective requirements (small installation space, weight, stability, stroke, etc.). Compared with previously known arrangements no movable bearing, so no slot is needed. The power flow is clearly visible and all components can be expected in terms of the respective, expected Stress be interpreted. Due to the largely play-free storage via pivot bearings also push button with comparatively small key stroke at comparatively extended contact surfaces can be realized.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der oder die Hebel so angeordnet sind, dass deren Erstreckungsrichtung in einer Stellung, gegebenenfalls auch Zwischenstellung, der Taste parallel zur Berührfläche erstreckt. Dadurch kann Bauraum eingespart werden.According to a preferred embodiment it is provided that the lever or levers are arranged so that their extension direction in a position, optionally also intermediate position, the button extends parallel to the contact surface. This space can be saved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Führung der Taste mehrere Hebel, die zur synchronen Bewegung gekoppelt sind. Die Hebel und deren Kopplung können einstückig oder mehrteilig, somit als separate Bauteile, ausgeführt sein. Beispielsweise ist eine U-förmige Ausgestaltung zweier Hebel mit Kopplung denkbar. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung verteilen sich die Stellen an denen die mehreren Hebel an der Taste angelenkt sind über die der Berührfläche entsprechende Fläche auf der Tastenunterseite und sind zueinander, vorzugsweise möglichst weit voneinander entfernt, beabstandet. Beispielsweise entspricht die Beabstandung wenigstens der halben Abmessung der Ausdehnung der Berührfläche in der entsprechenden Richtung. Die Kopplung bewirkt bei einer singulären, nicht zentrischen Betätigung, dass die Berührfläche nicht verkippt, sondern als Ganzes der Richtung der Betätigungskraft folgt und ihre Ausrichtung wenigstens in einer Richtung parallel zu den Schwenkachsen beibehält.According to a preferred embodiment, the means for guiding the key comprise a plurality of levers which are coupled for synchronous movement. The levers and their coupling can be made in one piece or in several parts, thus as separate components. For example, a U-shaped configuration of two levers with coupling is conceivable. According to a preferred embodiment, the locations at which the plurality of levers are articulated on the key are distributed over the surface corresponding to the contact surface on the underside of the key and are spaced apart from one another, preferably as far apart as possible. For example, the spacing corresponds to at least half the dimension of the extent of the contact surface in the corresponding direction. The coupling, in a singular, non-centric operation, causes the contact surface not to tilt but as a whole follows the direction of the actuating force and maintains its alignment at least in a direction parallel to the pivot axes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Führung der Taste wenigstens zwei Hebel, wobei diese ein Hebelparallelogramm ausbilden. Dadurch wird vergleichsweise einfach und reibungsarm der Beibehalt der Ausrichtung der Berührfläche in einer Ebene während der Drückbewegung sichergestellt.According to a preferred embodiment, the means for guiding the key comprise at least two levers, which form a lever parallelogram. This ensures comparatively easy and low-friction maintenance of the alignment of the contact surface in a plane during the pressing movement.
Bevorzugt weist die Berührfläche eine diagonale Ausdehnung von mehr als 80 mm, bevorzugt von mehr als 100 mm, auf. Bevorzugt beträgt der Hub der Taste und damit der Berührfläche zwischen der Ausgangsstellung und der gedrückten Stellung weniger als 1,5 mm, bevorzugt weniger als 1 mm, beispielsweise 0,5. Der Betrag der seitlichen Auslenkung ist somit sehr gering, bei einer Hebelarmlänge L von beispielsweise 40 mm und einem Hub der Berührfläche von 1 mm betragt die seitliche Auslenkung 0,003 mm (= 3/1000 mm).The contact surface preferably has a diagonal extent of more than 80 mm, preferably more than 100 mm. Preferably, the stroke of the key and thus the contact surface between the starting position and the depressed position is less than 1.5 mm, preferably less than 1 mm, for example 0.5. The amount of lateral deflection is thus very low, with a lever arm length L of, for example, 40 mm and a stroke of the contact surface of 1 mm, the lateral deflection amounts to 0.003 mm (= 3/1000 mm).
Bevorzugt weist der wenigstens eine Hebel eine Hebelarmlänge, die im Bereich von einem Drittel bis zwei Drittel der entsprechenden maximalen Ausdehnung der Berührfläche in der entsprechenden Erstreckungsrichtung, bevorzugt im Bereich von einem Drittel bis zur Hälfte, liegt, auf.Preferably, the at least one lever has a lever arm length which is in the range of one third to two thirds of the corresponding maximum extent of the contact surface in the corresponding extension direction, preferably in the range of one third to half.
Erfindungsgemäß weisen die Mittel zur Führung der Taste einen in einer Aufnahme mit der Drückbewegung sich synchron bewegenden Kolben auf, um so effektiv den Beibehalt der Ausrichtung der Berührfläche bei der Drückbewegung, also das parallele Versetzen der Berührfläche, zu gewährleisten. Beispielsweise ist der Kolben tastenseitig und die Aufnahme gehäuseseitig vorgesehen. Die Aufnahme kann als Buchse oder wenigstens als zweiseitige Begrenzung mittels Führungsflächen ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Eingriff zwischen Aufnahme und Kolben spielbehaftet. Bevorzugt weist die Aufnahme wenigstens eine gekrümmte Führungsfläche auf.According to the invention, the means for guiding the key have a piston which moves synchronously in a receptacle with the pressing movement, in order thus to effectively ensure the alignment of the contact surface during the pushing movement, ie the parallel displacement of the contact surface. For example, the piston is the key side and the receptacle provided on the housing side. The receptacle can be designed as a socket or at least as a two-sided boundary by means of guide surfaces. For example, the engagement between the receptacle and the piston is subject to play. Preferably, the receptacle has at least one curved guide surface.
Noch bevorzugter sind zwei gegenüberliegende, parallel gekrümmte Führungsflächen vorgesehen, zwischen denen der Kolben mit möglichst geringem Spiel angeordnet ist. Bevorzugt geben die gekrümmten Führungsflächen einen Bewegungsverlauf des Kolbens vor, dessen Kreisgleichung dem der Taste wenigstens bezüglich des Radius entspricht.More preferably, two opposite, parallel curved guide surfaces are provided, between which the piston is arranged with the least possible play. The curved guide surfaces preferably predefine a course of movement of the piston whose circle equation corresponds to that of the key at least with respect to the radius.
Erfindungsgemäß ist der Kolben unterhalb der Schwenkachse von Hebel und Taste angeordnet. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung des Tasters gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise als Motor-Start-Stopp-Taster.According to the invention, the piston is arranged below the pivot axis of the lever and key. The invention further relates to a use of the probe according to one of the previously described embodiments in a motor vehicle, for example as an engine start-stop button.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show a particularly preferred embodiment of the invention, but this is not limited thereto. They show schematically:
Die
Die Ausführungsbeispiele der
Claims (10)
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