DE102014103381B4

DE102014103381B4 - Control element with movably mounted actuating part

Info

Publication number: DE102014103381B4
Application number: DE102014103381.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Klein; Benedikt Schmidt
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: DE102014103381A1; CN104914921A; CN104914921B

Abstract

Bedienelement, aufweisend:- ein durch händische Betätigung gegenüber einem Gehäuse (14) entlang einer linearen Betätigungsrichtung in einer Betätigungsbewegung aus einer Ruhestellung beweglich gelagertes Betätigungsteil (10), welches eine Betätigungsfläche (12) definiert;- Rückstellmittel zur Rückstellung des Betätigungsteils (10) in die Ruhestellung;- wenigstens zwei Getriebe (20), zur Übertragung der Betätigungsbewegung auf eine Rotationsbewegung einer zum jeweiligen Getriebe (20) gehörigen, drehbar gelagerten Ausgangswelle (22) und umgekehrt;- ein Koppelmittel (30), welches dazu geeignet ist, die Rotationsbewegung der Ausgangswelle (22) des einen Getriebes (20) auf die Ausgangswelle (22) des wenigstens einen anderen Getriebes (20) zu übertragen und umgekehrt, so dass die Betätigungsbewegung aller Getriebe (20) gleichgerichtet und gleichmäßig, ist und die wenigstens zwei Getriebe (20) wenigstens betreffend den Rotationssinn der Ausgangswellen (22) identisch ausgelegt sind.Operating element, comprising: - an actuating part (10) which is movably mounted by manual actuation in relation to a housing (14) along a linear actuating direction in an actuating movement from a rest position and which defines an actuating surface (12); - restoring means for restoring the actuating part (10) in the rest position; - at least two gears (20) for transferring the actuating movement to a rotational movement of a rotatably mounted output shaft (22) belonging to the respective gearing (20) and vice versa; - a coupling means (30) which is suitable for the rotational movement to transmit the output shaft (22) of one gear (20) to the output shaft (22) of the at least one other gear (20) and vice versa, so that the actuation movement of all gears (20) is in the same direction and evenly and the at least two gears ( 20) are designed identically, at least with regard to the sense of rotation of the output shafts (22).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienelement, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem beweglich gelagerten Betätigungsteil, das eine Betätigungsfläche definiert.The invention relates to an operating element, in particular for motor vehicles, with a movably mounted actuating part which defines an actuating surface.

In der DE 199 11 389 A1 ist ein Touchpad offenbart, das um zwei winklig zueinander verlaufende Achsen, relativ zu einem Gehäuse beweglich gelagert ist. Das Touchpad ist auf vier Achsenlagern gelagert, von denen jeweils zwei fluchten und so zwei Achsen bilden, die parallel zur Touchpadoberfläche verlaufen. Die Konstruktion ermöglicht Bewegungen des Touchpads senkrecht zu seiner Oberfläche, wobei ein geringes Lagerspiel der Achsenlager auch geringfügige Verkippungen in waagerechter Richtung zulassen.In the DE 199 11 389 A1 a touchpad is disclosed which is mounted so as to be movable relative to a housing about two axes running at an angle to one another. The touchpad is mounted on four axis bearings, two of which are aligned and thus form two axes that run parallel to the touchpad surface. The construction enables movements of the touchpad perpendicular to its surface, with a slight bearing play of the axis bearings also allowing slight tilting in the horizontal direction.

Die DE 103 41 016 A1 offenbart einen Dreh-/Drückteller mit einer runden Betätigungsfläche, die längs einer zur Betätigungsfläche senkrechten Achse linear gegenüber einem Gehäuse verschiebbar gelagert ist und bei linearer Verschiebung eine Schaltfunktion auslöst, wobei die runde Betätigungsfläche mittels eines topfartigen Führungselements linear verschieblich geführt ist.The DE 103 41 016 A1 discloses a rotary / push plate with a round actuating surface which is mounted linearly displaceable relative to a housing along an axis perpendicular to the actuating surface and triggers a switching function when linearly displaced, the round actuating surface being guided linearly displaceably by means of a cup-like guide element.

Unter anderem aus der DE 10 2005 026 894 A1 und der DE 196 14 432 A1 sind längliche Bedienelemente bekannt, die über eine Bügelkonstruktion parallel geführt werden können.Among other things from the DE 10 2005 026 894 A1 and the DE 196 14 432 A1 elongated control elements are known that can be guided in parallel via a bracket construction.

Die DE 44 01 644 A1 offenbart eine Drucktaste als ein Bedienelement mit einem Tastenträger, der in einer linearen Betätigungsrichtung in einem Gehäuse beweglich gelagert ist, um einen Taster zu betätigen. Zwei im Gehäuse auf Drehachsen gelagerte Hebel sind mit dem Tastenträger verbunden und bilden zwei Getriebe zur Übertragung der Betätigungsbewegung auf eine Rotationsbewegung zumindest der Hebel. The DE 44 01 644 A1 discloses a pushbutton as an operating element with a button carrier which is movably supported in a linear actuation direction in a housing in order to actuate a button. Two levers mounted in the housing on axes of rotation are connected to the key support and form two gears for transmitting the actuation movement to a rotational movement of at least the lever.

Bei Bedienelementen mit Betätigungsteilen, die vergleichsweise ausgedehnte Betätigungsflächen aufweisen, besteht das grundsätzliche Problem, dass Toleranzen sich mit zunehmender Ausdehnung der Betätigungsfläche zunehmend negativ auf die Präzision der parallelen Ausrichtung bei der Betätigung der Betätigungsfläche auswirken. Das dadurch ermöglichte Verkippen ist einerseits aus ästhetischen Gesichtspunkten unerwünscht.In the case of operating elements with actuating parts that have comparatively extended actuating surfaces, there is the fundamental problem that tolerances have an increasingly negative effect on the precision of the parallel alignment when actuating the actuating surface as the actuating surface expands. The tilting made possible by this is on the one hand undesirable from an aesthetic point of view.

Andererseits wird dadurch das Risiko erhöht, dass am notwendigen Spalt zwischen einer üblicherweise das Betätigungsteil umgebenden Blende und der Betätigungsfläche Fremdkörper in den Bereich unter das Betätigungsteil eindringen oder zumindest besteht das Problem, dass die Abdichtung dieses Spaltes erschwert ist. Das Verkippen birgt aber auch das Risiko, dass die mechanische Lagerung verklemmt und hohem Verschleiß unterliegt. Darüber hinaus besteht Bedarf nach solchen Lagerungen des Betätigungsteils, die eine geringe Bauhöhe aufweisen und gleichzeitig mechanisch hoch belastbar sind. Bei solchen Bedienelementen, bei denen ferner ein haptisches Feedback durch mechanische Anregung der Betätigungsfläche erwünscht ist, ist ferner insbesondere eine spielfreie Lagerung des Betätigungsteils erwünscht, um nicht nur eine präzise haptische Anregung erzeugen zu können, sondern auch um bei Vibrationsanregung eine Geräuscherzeugung zu minimieren.On the other hand, this increases the risk that foreign bodies will penetrate into the area under the actuation part at the necessary gap between a panel usually surrounding the actuation part and the actuation surface, or at least there is the problem that the sealing of this gap is made more difficult. However, tilting also entails the risk that the mechanical bearing jams and is subject to high wear. In addition, there is a need for such bearings for the actuating part that have a low overall height and at the same time can withstand high mechanical loads. In the case of such operating elements, in which haptic feedback by mechanical excitation of the actuating surface is also desired, a play-free mounting of the actuating part is also particularly desirable in order not only to be able to generate a precise haptic excitation, but also to minimize the generation of noise when vibrations are excited.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Bedienelement bereitzustellen, bei dem die Parallelführung des Betätigungsteils, dessen Betätigungsfläche eine vergleichsweise große Ausdehnung in der Ebene senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung aufweist, hinsichtlich Präzision, Haltbarkeit und/oder Bauraum verbessert ist.The object of the invention is therefore to provide an operating element in which the parallel guidance of the actuating part, the actuating surface of which has a comparatively large extent in the plane perpendicular to its direction of movement, is improved in terms of precision, durability and / or installation space.

Insbesondere soll ein Bedienelement zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug bereit gestellt werden, das langlebig und möglichst kostengünstig und einfach in der Herstellung ist. Insbesondere eine hohe Präzision in der Beibehaltung der Ausrichtung der Betätigungsfläche bei der Betätigungsbewegung zeichnet das Bedienelement aus.In particular, a control element is to be provided for use in a motor vehicle, which is durable and as inexpensive as possible and easy to manufacture. The operating element is characterized in particular by high precision in maintaining the alignment of the actuating surface during the actuating movement.

Die Aufgabe wird durch ein Bedienelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den beschriebenen und skizzierten, nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.The object is achieved by an operating element according to claim 1. Further advantages and features of the invention emerge from the subclaims as well as the described and sketched, non-restrictive exemplary embodiments.

Erfindungsgemäß umfasst das Bedienelement ein Gehäuse und ein Betätigungsteil, wobei das Betätigungsteil beweglich gelagert ist. Weiter definiert das Betätigungsteil eine Betätigungsfläche, beispielsweise eine ovale oder eine trapezförmige Fläche. Bevorzugt ist die Betätigungsfläche an einer dem Benutzer zugewandten Seite des Bedienelements angeordnet. According to the invention, the operating element comprises a housing and an actuating part, the actuating part being movably mounted. The actuation part further defines an actuation surface, for example an oval or a trapezoidal surface. The actuating surface is preferably arranged on a side of the operating element facing the user.

Diese kann erfindungsgemäß durch einen Benutzer, beispielsweise mit einem Finger, händisch betätigt werden und sich so relativ zum Gehäuse, in einer linearen Betätigungsrichtung transversal bewegt werden. Das Betätigungsteil ist erfindungsgemäß aus einer Ruhestellung heraus bewegbar. Die Ruhestellung ist eine definierte Ausgangsstellung, die das Betätigungsteil im Rahmen der linearen Betätigungsbewegung ohne Betätigungseinwirkung einnehmen kann. Erfindungsgemäß ist die Ruhestellung die Stellung des Betätigungsteils, in die das Betätigungsteil mittels zusätzlicher Rückstellmittel gedrängt wird. Folglich umfasst das Bedienelement erfindungsgemäß außerdem Rückstellmittel zur Rückstellung des Betätigungsteils in die Ruhestellung, beispielsweise ist das Rückstellmittel aus einem elastischen Material, welches durch die Betätigungsbewegung verformbar ist nach und dem Wegfallen der Betätigungsbewegung in seine ursprüngliche Form zurück kehrt. Beispielsweise ist das Bedienteil durch eine oder mehrere Federn in seiner Ruhestellung vorgespannt.According to the invention, this can be actuated manually by a user, for example with a finger, and can thus be moved transversely relative to the housing in a linear actuation direction. According to the invention, the actuating part can be moved out of a rest position. The rest position is a defined starting position which the actuating part can assume within the scope of the linear actuating movement without any actuation action. According to the invention, the rest position is the position of the actuating part into which the actuating part is urged by means of additional restoring means. Consequently, according to the invention, the operating element also comprises return means for Returning the actuating part to the rest position, for example the restoring means is made of an elastic material which is deformable by the actuating movement and returns to its original shape once the actuating movement has ceased to exist. For example, the operating part is pretensioned in its rest position by one or more springs.

Das Bedienelement weist erfindungsgemäß wenigstens zwei Getriebe mit je einer drehbar gelagerten Ausgangswelle auf. Die Anzahl der Getriebe, welche unter anderem jeweils eine Ausgangswelle umfassen, richtet sich beispielsweise nach der Größe und der Form der Betätigungsfläche. Bei einer dreieckigen oder quadratischen Betätigungsfläche sind beispielsweise die Ausgangswellen der drei bzw. vier Getriebe auf den Eckpunkten eines gedachten Dreiecks bzw. Quadrats angeordnet. Das Betätigungsteil kann mit Teilen der wenigstens zwei Getriebe einstückig ausgebildet sein, beispielsweise sind diese in einem gemeinsam Spritzgussverfahren hergestellt.According to the invention, the operating element has at least two gears, each with a rotatably mounted output shaft. The number of gears, which among other things each include an output shaft, depends, for example, on the size and shape of the actuation surface. In the case of a triangular or square actuating surface, for example, the output shafts of the three or four gears are arranged on the corner points of an imaginary triangle or square. The actuation part can be designed in one piece with parts of the at least two gears, for example these are produced in a joint injection molding process.

Die Getriebe sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass die lineare Betätigungsbewegung des Betätigungsteils auf eine Rotationsbewegung der zu dem jeweiligen Getriebe gehörenden Ausgangwelle übertragen wird und umgekehrt. Letzteres meint, dass jedes Getriebe geeignet ist, die Rotationsbewegung seiner Ausgangswelle zurück auf eine lineare Bewegung des Betätigungsteils zu übertragen. Die Ausgangswellen sind beispielsweise an dem Gehäuse oder dem Betätigungsteil drehbar gelagert angeordnet. Die Ausgangswellen sind beispielsweise als Hohlwellen ausgeführt, die drehbar an je einem Zapfen angeordnet sind, welche mit dem Gehäuse starr verbunden sind.According to the invention, the gears are designed in such a way that the linear actuating movement of the actuating part is transferred to a rotational movement of the output shaft belonging to the respective gearing, and vice versa. The latter means that every gear is suitable for transferring the rotational movement of its output shaft back to a linear movement of the actuating part. The output shafts are rotatably mounted, for example, on the housing or the actuating part. The output shafts are designed, for example, as hollow shafts which are rotatably arranged on a respective pin, which are rigidly connected to the housing.

Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Bedienelement vor, dass die Rotationsbewegung der Ausgangswelle des einen Getriebes auf die Ausgangswelle des wenigstens einen anderen Getriebes mittels eines Koppelmittels übertragen wird und umgekehrt. Der Begriff Koppelmittel ist weit auszulegen und umfasst beispielsweise ein weiteres Getriebe, wie eine Zahnradgetriebe oder eineSeilzuganordnung.Furthermore, the operating element according to the invention provides that the rotational movement of the output shaft of one gear is transmitted to the output shaft of the at least one other gear by means of a coupling means and vice versa. The term coupling means is to be interpreted broadly and includes, for example, a further transmission, such as a gear transmission or a cable arrangement.

Die Übertragung durch das Koppelmittel erfolgt derart, dass die lineare Betätigungsbewegung aller Getriebe wenigstens gleichgerichtet, bevorzugt ferner gleichmäßig ist. Gleichgerichtet und gleichmäßig im Sinne der Erfindung meint, dass die lineare Bewegung aller Getriebe bis auf Totgangverluste durch Spiel synchron erfolgt. Die erfindungsgemäße Gleichrichtung bezieht sich auf die gewünscht rein transversale Bewegung der Betätigungsfläche. Erfindungsgemäß ist ferner_die Rotationsrichtung der Ausgangswellen gleichsinnig.The transmission through the coupling means takes place in such a way that the linear actuation movement of all gears is at least in the same direction, preferably also uniform. In the context of the invention, rectified and uniform means that the linear movement of all gears takes place synchronously with the exception of lost motion due to backlash. The rectification according to the invention relates to the desired, purely transverse movement of the actuating surface. According to the invention, the direction of rotation of the output shafts is also in the same direction.

Das erfindungsgemäße Bedienelement erlaubt eine möglichst spielfreie Lagerung des Betätigungsteils. Weiter ist das Betätigungsteil dazu geeignet mechanisch präzise Bewegungen ohne Verkippen auszuführen.The control element according to the invention allows the actuating part to be supported with as little play as possible. Furthermore, the actuating part is suitable for performing mechanically precise movements without tilting.

Bevorzugt soll die resultierende lineare Betätigungsbewegung aller Getriebe derart gleichgerichtet sein, dass das Betätigungsteil sich gleichmäßig, d.h. synchron, in der linearen Betätigungsrichtung bewegt. Gleichmäßig im Sinne der Erfindung bedeutet eine Parallelverschiebung des Betätigungsteils relativ zu seiner Ruhestellung. Beispielsweise wird das Betätigungsteil in einer Richtung senkrecht zu seiner Betätigungsfläche bewegt, ohne dass eine weitere Bewegung in eine andere Richtung erfolgt. Eine lineare Betätigungsbewegung von 2 mm in der linearen Betätigungsrichtung führt zu einem Eingangshub aller Getriebe von 2 mm in der linearen Betätigungsrichtung. Zur Verringerung der Teilevielfalt und der Komplexität der Bauteile sind alle Getriebe bevorzugt identisch ausgelegt. The resulting linear actuation movement of all gears should preferably be rectified in such a way that the actuation part moves uniformly, i.e. synchronously, in the linear actuation direction. Uniformly in the context of the invention means a parallel displacement of the actuating part relative to its rest position. For example, the actuation part is moved in a direction perpendicular to its actuation surface without any further movement occurring in another direction. A linear actuation movement of 2 mm in the linear actuation direction leads to an input stroke of all gears of 2 mm in the linear actuation direction. To reduce the variety of parts and the complexity of the components, all transmissions are preferably designed identically.

Bevorzugt umfasst das Koppelmittel zur möglichst verlustfreien Übertragung der Rotationsbewegung zwischen den Ausgangswellen aller Getriebe ein Seil, einen Zahnriemen oder eine Zug- und/oder Schubstange. Beispielsweise sind ein Seil und eine jeweils auf die Ausgangswelle geflanschte, mit dem Seil zusammenwirkende Treibscheibe vorgesehen. Die Rotationsbewegung wird dann über die Treibscheibe mittels Reibschluss auf das Seil übertragen.The coupling means preferably comprises a cable, a toothed belt or a pull and / or push rod for the most loss-free transmission of the rotational movement between the output shafts of all gears. For example, a cable and a drive pulley which is flanged onto the output shaft and interacts with the cable are provided. The rotational movement is then transmitted to the rope via the traction sheave by means of frictional engagement.

Bei den Getrieben handelt es sich beispielsweise um Kurvengetriebe. Bevorzugt sind die Getriebe Spindelgetriebe, die wenigstens einen Spindelgang aufweisen. Beispielsweise weist das Spindelgetriebe zwei, drei oder mehr Spindelgänge auf. Weiter weist das Spindelgetriebe beispielsweise wenigstens einen Nocken oder wenigstens ein Spindelgewinde auf, das in den Spindelgang greift, wobei die Anzahl der Nocken oder der Spindelgewinde auf die Anzahl der Spindelgänge abgestimmt ist. Die Steigung des wenigstens einen Spindelgangs bezüglich der linearen Betätigungsrichtung ist derart gewählt, dass es in keiner der Antriebsrichtungen zur Selbsthemmung kommt. Beispielsweise weist das Spindelgetriebe wenigstens einen Spindelgang mit einer Steigung bezüglich der linearen Betätigungsrichtung auf, die größer ist als 5°, aber kleiner als der Selbsthemmungswinkel. Je nach Größe des Getriebes liegt die Steigung beispielsweise in einem Bereich zwischen 20° und 50°, noch bevorzugter in einem Bereich zwischen 35° und 48° und besonders bevorzugt ist eine Steigung von 45° vorgesehen.The gears are, for example, cam gears. The gears are preferably spindle gears which have at least one spindle gear. For example, the spindle gear has two, three or more spindle gears. Furthermore, the spindle gear has, for example, at least one cam or at least one spindle thread which engages in the spindle thread, the number of cams or the spindle thread being matched to the number of spindle threads. The slope of the at least one spindle thread with respect to the linear actuation direction is selected in such a way that there is no self-locking in any of the drive directions. For example, the spindle gear has at least one spindle gear with a slope with respect to the linear actuation direction that is greater than 5 °, but smaller than the self-locking angle. Depending on the size of the transmission, the slope is, for example, in a range between 20 ° and 50 °, more preferably in a range between 35 ° and 48 ° and particularly preferably a slope of 45 ° is provided.

Bevorzugt liegt der Maximalhub der Transversalbewegung des Betätigungsteils in einem Bereich von 0,5 mm bis 5,0 mm, bevorzugter im Bereich von 0,8 mm bis 2,0 mm, meist bevorzugt im Bereich von 0,9 mm bis 1,2 mm.The maximum stroke of the transverse movement of the actuating part is preferably in a range from 0.5 mm to 5.0 mm, more preferably in the range from 0.8 mm to 2.0 mm, most preferably in the range from 0.9 mm to 1.2 mm.

Bevorzugt ist das Getriebe derart ausgestaltet, dass der durch die Transversalbewegung des Betätigungsteils definierte und vorgegebene Maximalhub der Betätigungsbewegung einem Rotationswinkel von 180° oder weniger, besonders bevorzugt 90° oder weniger entspricht. Beispielsweise führt eine Bewegung von 1mm in der linearen Bewegungsrichtung zu einer Rotation der Ausgangswelle um ca. 10° und umgekehrt. Die Beschränkung des Rotationsmaßes auf einen maximalen Winkel eröffnet die Möglichkeit, dass beispielsweise ein Gestänge zur Kopplung der Rotationsbewegung verwendet werden kann oder beispielsweise das vorgenannte Seil an der Treibscheibe punktuell starr verbunden sei kann, beispielsweise verklebt sein kann, um Schlupf in der Kopplung zwischen den Ausgangswellen zu vermeiden. Ferner kann bei einem so beschränkten Rotationsmaß die Länge des Spindelganges verkürzt sein und dieser muss beispielsweise nicht umlaufend vorgesehen sein.The transmission is preferably designed in such a way that the maximum stroke of the actuation movement defined and predetermined by the transverse movement of the actuation part corresponds to a rotation angle of 180 ° or less, particularly preferably 90 ° or less. For example, a movement of 1mm in the linear direction of movement leads to a rotation of the output shaft by approx. 10 ° and vice versa. The limitation of the degree of rotation to a maximum angle opens up the possibility that, for example, a linkage can be used to couple the rotational movement or, for example, the aforementioned rope can be rigidly connected at points to the traction sheave, for example glued to prevent slippage in the coupling between the output shafts to avoid. Furthermore, with such a restricted degree of rotation, the length of the spindle thread can be shortened and this does not have to be provided circumferentially, for example.

Erfindungsgemäß sind die wenigstens zwei Getriebe und die zugehörigen Ausgangswellen betreffend ihre Bewegungsrichtung identisch ausgelegt. Beispielsweise sind die Ausgangswellen derart ausgelegt, dass eine Rotation gegen den Uhrzeigersinn eine lineare Bewegung der Spindelgetriebe in Richtung der Ruhestellung des Betätigungsteils bewirkt oder umgekehrt. Bevorzugt ist das Rückstellmittel zur Rückstellung des Betätigungsteils in wenigstens eines der Getriebe oder in wenigstens eine der Ausgangswelle integriert, beispielsweise ist eine Feder in eines der Getriebe integriert.According to the invention, the at least two gears and the associated output shafts are designed identically with regard to their direction of movement. For example, the output shafts are designed in such a way that a counterclockwise rotation brings about a linear movement of the spindle gears in the direction of the rest position of the actuating part or vice versa. The resetting means for resetting the actuating part is preferably integrated in at least one of the gears or in at least one of the output shafts, for example a spring is integrated in one of the gears.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist eine Stellungsdetektion beispielsweise des Betätigungsteils und/oder eine Druckdetektion der vom Bediener bei der Betätigung aufgebrachten Betätigungskraft vorgesehen. Durch die lineare Betätigungsbewegung wird beispielsweise eine Schaltfunktion ausgelöst. Beispielsweise wird gemäß einer Ausführungsform durch die mechanische Bewegung des Betätigungsteils ein elektrischer Kontakt eines Tasters geschlossen.According to a further embodiment, a position detection, for example of the actuating part and / or a pressure detection of the actuating force applied by the operator during actuation, is provided. The linear actuation movement triggers a switching function, for example. For example, according to one embodiment, an electrical contact of a button is closed by the mechanical movement of the actuating part.

Bevorzugt umfasst das Bedienelement Detektionsmittel zur Stellungsdetektion wenigstens einer Ausgangswelle. Es wird detektiert, um welches Verstellmaß eine Rotation der Ausgangswelle erfolgt ist, die das Spindelgetriebe durch Betätigen des Betätigungsteils aus seiner Ruhelage umgesetzt hat. Die entsprechenden Informationen werden beispielsweise zur Auslösung einer Schaltfunktion verwendet. Gemäß einer anderen Ausgestaltung erfolgt die Stellungsdetektion und/oder Kraftmessung direkt am Koppelmittel, beispielsweise erfolgt die Stellungsdetektion über die Erfassung der Bewegung des Seils.The operating element preferably comprises detection means for detecting the position of at least one output shaft. It detects the amount of adjustment by which the output shaft has rotated, which the spindle drive has converted from its rest position by actuating the actuating part. The corresponding information is used, for example, to trigger a switching function. According to another embodiment, the position detection and / or force measurement takes place directly on the coupling means, for example the position detection takes place via the detection of the movement of the cable.

Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Bedienelement wenigstens einen Aktuator zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung, der auf das Koppelmittel oder wenigstens auf eine Ausgangswelle wirkt. Der Benutzer erhält so eine haptisch merkbare Rückmeldung, wenn er eine Schaltfunktion ausgelöst hat, beispielsweise spürt er eine Vibration.The operating element according to the invention preferably comprises at least one actuator for generating a haptic feedback which acts on the coupling means or at least on an output shaft. The user receives a haptically noticeable feedback when he has triggered a switching function, for example he feels a vibration.

Bevorzugt ist das Detektionsmittel zur Stellungsdetektion und/oder der Drucksensor dazu ausgelegt, die Erzeugung des haptischen Feedbacks durch den Aktuator zu initiieren.The detection means for position detection and / or the pressure sensor is preferably designed to initiate the generation of the haptic feedback by the actuator.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Betätigungsteil eine berührungsempfindliche Eingabefläche, beispielsweise ist die Betätigungsfläche des Betätigungsteils wenigstens teilweise durch ein Touchpad oder ein Touchscreen definiert. Dadurch können von dem Benutzer ausgeführte händische Betätigungen ortsaufgelöst detektiert werden. Beispielsweise können Gesten, die ein Benutzer auf der berührempfindlichen Fläche eingibt, erfasst werden.In a preferred embodiment, the actuation part comprises a touch-sensitive input surface, for example the actuation surface of the actuation part is at least partially defined by a touchpad or a touchscreen. As a result, manual operations carried out by the user can be detected in a spatially resolved manner. For example, gestures that a user inputs on the touch-sensitive surface can be recorded.

Durch ortsauflösende Detektion ist es möglich, abhängig von der Position auf der Betätigungsfläche, an der die händische Betätigung zur linearen Betätigungsbewegung des Betätigungsteils erfolgt, unterschiedliche Schaltfunktionen zu aktivieren. Besonders bevorzugt wird ein solches Bedienelement in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Bedienung fahrzeuggebundener Komponenten, verwendet.By means of spatially resolving detection, it is possible, depending on the position on the actuation surface at which the manual actuation for the linear actuation movement of the actuation part takes place, to activate different switching functions. Such an operating element is particularly preferably used in a motor vehicle, for example for operating vehicle-specific components.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren. Funktionell gleichartige Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1a, 1b perspektivische Darstellungen eines Spindelgetriebes 20 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Bedienelements gemäß einer ersten Ausführungsform
1a perspektivische Darstellung eines Tubus 24 des Spindelgetriebes 20 gemäß der ersten Ausführungsform
1b perspektivische Darstellung einer Ausgangswelle 22 des Spindelgetriebes 20 gemäß der ersten Ausführungsform
2 perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bedienelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels mit Spindelgetrieben 20 gemäß der ersten Ausführungsform
3a, 3b perspektivische Darstellungen eines Spindelgetriebes 20, gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Bedienelement
3a perspektivische Darstellung eines Tubus 24 des Spindelgetriebes 20 gemäß der zweiten Ausführungsform
3b perspektivische Darstellung einer Ausgangswelle 22 des Spindelgetriebes 20 gemäß der zweiten Ausführungsform
4 schematische Darstellung der Übertragung einer linearen Betätigungsbewegung auf eine Rotationsbewegung und der Übertragung einer Rotationsbewegung von einer Ausgangswelle 22 auf die daran gekoppelten Ausgangswellen

Further advantages and details emerge from the following description of exemplary embodiments on the basis of figures. Functionally similar components are provided with the same reference numerals. Show it:

1a , 1b perspective representations of a spindle drive 20th for use in a control element according to the invention according to a first embodiment
1a perspective view of a tube 24 of the spindle drive 20th according to the first embodiment
1b perspective view of an output shaft 22nd of the spindle drive 20th according to the first embodiment
2 perspective illustration of an operating element according to the invention according to a first embodiment with spindle drives 20th according to the first embodiment
3a , 3b perspective representations of a spindle drive 20th , according to a second embodiment for use in a control element according to the invention
3a perspective view of a tube 24 of the spindle drive 20th according to the second embodiment
3b perspective view of an output shaft 22nd of the spindle drive 20th according to the second embodiment
4th Schematic representation of the transmission of a linear actuation movement to a rotational movement and the transmission of a rotational movement from an output shaft 22nd on the output shafts coupled to it

1a und 1b zeigen perspektivische Darstellungen eines Spindelgetriebes 20 gemäß einer ersten Ausführungsform zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Bedienelement. Das Spindelgetriebe 20 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst eine Ausgangswelle 22, wie in 1b gezeigt und einen Tubus 24, wie in 1a gezeigt, wobei die Ausgangswelle 22 als Hohlwelle 23 ausgebildet ist, an welche eine Treibscheibe 21 mit einer Keilrille zur Führung eines Seils angeflunscht ist. Der Tubus 24 ist ein einseitig offener Hohlzylinder, an dessen geschlossenem Ende eine Sockel 27 mit einer quadratischen Grundfläche ausgebildet ist. In dem Sockel 27 befinden sich vier in den Ecken seiner quadratischen Grundfläche angeordnete Löcher, die diesen komplett durchdringen. Der Hohlzylinder ist derart ausgestaltet, dass er formschlüssig über die Hohlwelle 23 gestülpt werden kann, wobei sich dann die Treibscheibe 21 der Ausgangswelle 22 an einem Ende des Spindelgetriebes 20, und der Sockel 27 des Tubus 24 an dem gegenüberliegenden Ende befinden. Weiter weisen der Tubus 24 in der Innenfläche des Hohlzylinders drei Spindelgänge 26 und die Hohlwelle 23 drei entsprechend ausgeformte Spindelgewinde 25 auf. Die Spindelgänge 26 und Spindelgewinde 25 weisen gegenüber der Mantelfläche der Hohlwelle 23 eine Steigung von 45° auf. 1a and 1b show perspective views of a spindle drive 20th according to a first embodiment for use in a control element according to the invention. The spindle gear 20th is designed in two parts and comprises an output shaft 22nd , as in 1b shown and a tube 24 , as in 1a shown, the output shaft 22nd as a hollow shaft 23 is formed to which a traction sheave 21 is flunscht with a V-groove for guiding a rope. The tube 24 is a hollow cylinder that is open on one side and has a base at its closed end 27 is designed with a square base. In the base 27 there are four holes arranged in the corners of its square base that penetrate it completely. The hollow cylinder is designed in such a way that it is positively locked over the hollow shaft 23 can be slipped over, in which case the traction sheave 21 the output shaft 22nd at one end of the spindle gear 20th , and the base 27 of the tube 24 at the opposite end. Next point the tube 24 three spindle threads in the inner surface of the hollow cylinder 26th and the hollow shaft 23 three appropriately shaped spindle threads 25th on. The spindle ducts 26th and spindle thread 25th point opposite the outer surface of the hollow shaft 23 a slope of 45 °.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bedienelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels umfassend ein Betätigungsteil 10, welches als eine rechteckige Platte mit einer rechteckigen Betätigungsfläche 12 ausgebildet ist. Das Betätigungsteil 10 ist beweglich gelagert und dazu ausgebildet, aus einer Ruhestellung heraus durch händische Betätigung eine lineare Betätigungsbewegung entlang einer Bewegungsrichtung auszuführen. Die lineare Bewegungsrichtung ist entlang des gezeigten Doppelpfeils gerichtet. Weiter umfasst das Bedienelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vier Spindelgetriebe 20, die, der Form des Betätigungsteils 10 angepasst, an den Eckpunkten eines gedachten Rechtecks angeordnet sind und ein Gehäuse 14. Das Betätigungsteil 10 weist in jeder seiner Ecken jeweils vier Bohrungen auf, die dazu geeignet sind, jeweils den Tubus 24 des Spindelgetriebes 20 über die in seinem Sockel 27 ausgebildeten Löcher, feststehend an dem Betätigungsteil, anzuordnen. Weiter sind gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Ausgangswellen 22 drehbar auf je einem Zapfen 28 gelagert. Die Zapfen 28 selber sind starr mit dem Gehäuse 14 verbunden, wie es der Schnitt durch eines der Spindelgetriebe 20 in 2 zeigt. 2 shows a perspective illustration of an operating element according to a first exemplary embodiment comprising an actuating part 10 , which as a rectangular plate with a rectangular actuating surface 12th is trained. The actuating part 10 is movably mounted and designed to carry out a linear actuation movement along a direction of movement by manual actuation from a rest position. The linear direction of movement is directed along the double arrow shown. The operating element according to the first exemplary embodiment further comprises four spindle gears 20th , the, the shape of the actuating part 10 adapted, are arranged at the corner points of an imaginary rectangle and a housing 14th . The actuating part 10 has four holes in each of its corners, which are suitable for the tube 24 of the spindle drive 20th about the one in its socket 27 formed holes, to be arranged in a fixed manner on the actuating part. Next, according to the first embodiment, are the output shafts 22nd rotatable on one pin each 28 stored. The cones 28 themselves are rigid with the housing 14th connected as it is the cut through one of the spindle gears 20th in 2 shows.

Die Ausgangswellen 22 der in den benachbarten Ecken liegenden Spindelgetriebe 20 sind durch ein Koppelmittel 30, hier ein Seil, miteinander verbunden. Das Seil wird innerhalb der Keilrille um die Treibscheibe 21 der jeweiligen Ausgangswelle 22 geführt und spannt ein Rechteck auf. Dadurch wird eine Rotationsbewegung einer der Ausgangswellen 22 mittels Reibschluss auf das Seil übertragen und durch das Seil weiter auf die übrigen Ausgangswellen.The output shafts 22nd the spindle gear located in the adjacent corners 20th are through a coupling agent 30th , here a rope, connected to each other. The rope is inside the V-groove around the traction sheave 21 the respective output shaft 22nd guided and spans a rectangle. This causes one of the output shafts to rotate 22nd transferred to the rope by means of frictional engagement and through the rope to the other output shafts.

3a und 3b zeigen perspektivische Darstellungen eines Spindelgetriebes 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Bedienelement. Das Spindelgetriebe 20 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst eine Ausgangswelle 22, wie in 3b gezeigt und einen Tubus 24, wie in 3a gezeigt. Die Ausgangswelle 22 ist als Hohlzylinder ausgebildet, an welchen eine Treibscheibe 21 mit einer Keilrille zur Führung eines Seils angeflunscht ist. In der Innenwand des Hohlzylinders sind zwei Spindelgänge 26 mit einer Steigung von 45° relativ zur Mantelfläche des Hohlzylinders ausgebildet. 3a and 3b show perspective views of a spindle drive 20th according to a second embodiment for use in a control element according to the invention. The spindle gear 20th is designed in two parts and comprises an output shaft 22nd , as in 3b shown and a tube 24 , as in 3a shown. The output shaft 22nd is designed as a hollow cylinder on which a traction sheave 21 is flunscht with a V-groove for guiding a rope. There are two spindle threads in the inner wall of the hollow cylinder 26th formed with a slope of 45 ° relative to the lateral surface of the hollow cylinder.

Der Tubus 24 ist als Vollzylinder mit zwei Stiften an einer seiner runden Grundflächen ausgebildet, wobei die Stifte dazu geeignet sind, den Tubus 24 feststehend mit dem Gehäuse 14 oder dem Betätigungsteil 10 des erfindungsgemäßen Bedienelements zu verbinden. In dem Zylinder befindet sich eine Durchführung zur Aufnahme eines Zapfens 28. Zusätzlich befinden sich zwei Spindelgewinde 25 mit einer Steigung von 45° relativ zu seiner Mantelfläche an dem Tubus 24.The tube 24 is designed as a full cylinder with two pins on one of its round base surfaces, the pins being suitable for the tube 24 fixed to the housing 14th or the actuating part 10 to connect the control element according to the invention. In the cylinder there is a bushing for receiving a pin 28 . There are also two spindle threads 25th with a slope of 45 ° relative to its outer surface on the tube 24 .

Der Hohlzylinder der Ausgangswelle 22 ist derart ausgestaltet, dass der Tubus 24 formschlüssig darin angeordnet werden kann, wobei sich dann die Treibscheibe 21 der Ausgangswelle 22 an einem Ende des Spindelgetriebes 20 befindet und sich die Stifte des Tubus 24 an dem gegenüberliegenden Ende befinden.The hollow cylinder of the output shaft 22nd is designed in such a way that the tube 24 can be positively arranged therein, in which case the traction sheave 21 the output shaft 22nd at one end of the spindle gear 20th and the pins of the tube 24 at the opposite end.

In 4 ist gezeigt, wie vier Spindelgetriebe 20 gemäß der zweiten Ausführungsform über ihre Ausgangswellen 22 miteinander gekoppelt sind. Die Spindelgetriebe 20 sind an den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet, wobei die Seiten des Rechtecks durch ein Seil, das als Koppelmittel 30 dient, definiert werden. Das Seil wird derart innerhalb der Keilrille um die Treibscheibe 21 der jeweiligen Ausgangswelle 22 geführt, dass der Zug des Seils zwischen den Ausgangswellen 22 gleichgerichtet ist. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Betätigungsbewegung in negativer z-Richtung, die auf den Tubus 24 eines der vier Spindelgetriebe 20 wirkt, in eine im Uhrzeigersinn gerichtete Rotation der zugehörigen Ausgangswelle 22 umgesetzt. Die Rotationsbewegung wird über das Seil auf die beiden angrenzenden Ausgangswellen 22 übertragen, wobei die Zugrichtung des Seils innerhalb des aufgespannten Rechtecks, entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet ist. Die Rotation der Ausgangswellen 22 wiederum wird in eine in negative z-Richtung gerichtete lineare Bewegung der Tuben 24 umgesetzt.In 4th is shown as four spindle gears 20th according to the second embodiment via their output shafts 22nd are coupled to each other. The spindle gear 20th are arranged at the corner points of a rectangle, the sides of the rectangle through a rope that acts as a coupling means 30th serves to be defined. The rope is in this way within the V-groove around the traction sheave 21 the respective output shaft 22nd led that the pull of the rope between the output shafts 22nd is rectified. In the in 4th The embodiment shown is an actuating movement in the negative z-direction, which acts on the tube 24 one of the four spindle gears 20th acts in a clockwise rotation of the associated output shaft 22nd implemented. The rotational movement is transmitted via the rope to the two adjacent output shafts 22nd transferred, the direction of pull of the rope within the spanned rectangle, is directed counter-clockwise. The rotation of the output shafts 22nd in turn, the tubes move in a linear movement in the negative z-direction 24 implemented.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: BetätigungsteilActuating part
1212th: BetätigungsflächeOperating area
1313th: BohrungenDrilling
1414th: Gehäusecasing
2020th: SpindelgetriebeSpindle gear
2121: TreibscheibeTraction sheave
2222nd: AusgangswelleOutput shaft
2323: HohlwelleHollow shaft
2424: TubusTube
2525th: SpindelgewindeSpindle thread
2626th: SpindelgangSpindle thread
2727: Sockelbase
2828: ZapfenCones
3030th: KoppelmittelCoupling agent

Claims

Control element, having: - An actuating part (10) which is movably mounted by manual actuation relative to a housing (14) along a linear actuating direction in an actuating movement from a rest position and which defines an actuating surface (12); - Resetting means for resetting the actuating part (10) into the rest position; - At least two gears (20) for transferring the actuating movement to a rotational movement of a rotatably mounted output shaft (22) belonging to the respective gearing (20) and vice versa; - A coupling means (30) which is suitable for transmitting the rotational movement of the output shaft (22) of one gear (20) to the output shaft (22) of at least one other gear (20) and vice versa, so that the actuation movement of all gears (20) is rectified and uniform, and the at least two gears (20) are designed identically, at least with regard to the sense of rotation of the output shafts (22).

Control element according to one of the preceding claims, wherein the coupling means (30) comprises a cable, a toothed gear, a toothed belt, a pull and / or push rod for transmitting the rotary movement between the output shafts (22) of the gears (20),

Control element according to one of the preceding claims, wherein the gears (20) are spindle gears each having at least one spindle gear (26) with a slope with respect to the linear actuation direction and the slope from a range between 5 ° and self-locking angle, preferably from a range of 20 ° and 50 °, more preferably from a range of 35 ° and 48 °, for example 45 °.

Control element according to one of the preceding claims, wherein the gears (20) are designed such that the maximum stroke of the actuation movement corresponds to a rotation angle of 180 ° or less, preferably 90 ° or less.

Control element according to one of the preceding claims, wherein the actuation part (10) comprises a touch-sensitive input surface.

Control element according to one of the preceding claims, further comprising detection means for detecting the position of at least one output shaft (22).

Use of the operating element according to one of the preceding claims in a motor vehicle.