-
Die Erfindung betrifft einen Dreh-/Drücksteller für eine Bedienvorrichtung in einem Fahrzeug.
-
Bedienvorrichtungen für Fahrzeuge sind mit den unterschiedlichsten Typen von Bedienelementen versehen. Neben Bedientasten erfreuen sich insbesondere Dreh-/Drücksteller als Eingabevorrichtungen und damit als Mensch-Maschine-Interface großer Beliebtheit. Ja nach Einsatzzweck wird mitunter verlangt, dass derartige Dreh-/Drücksteller eine vergleichsweise geringe Bauhöhe aufweisen sollten. Dies gilt insbesondere dann, wenn derartige Dreh-/Drücksteller auf geschlossenen Flächen wie beispielsweise einem Display oder einer Abdeckplatte angeordnet sind, was aus
DE 197 43 283 C5 ,
DE 10 2006 043 208 A1 ,
DE 10 2010 010 574 A1 ,
DE 10 2011 007 112 A1 und
EP 2 302 799 A2 grundsätzlich bekannt ist. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Dreh-/Drücksteller ist aber auf derartige Einsatzzwecke nicht beschränkt.
-
Ein weiteres Beispiel für einen Dreh-/Drücksteller ist aus
WO 2012/093005 A1 bekannt. Die im Folgenden referenzierten Bezugszeichen und Figuren beziehen sich auf die Beschreibung und Zeichnung gemäß
WO 2012/093005 A1 . Diese Druckschrift zeigt eine Dreh-/Drück-Bedienvorrichtung für eine Bedienvorrichtung in einem Fahrzeug mit einem feststehenden Lagerring als erstes Lagerringelement mit einer Unterseite zur Auflage auf einer Trägerplatte (Untergrund) und einem um eine Drehachse drehbar sowie konzentrisch zu dem ersten Lagerring angeordneten zweiten Lagerring. Ein manuell betätigbares Dreh-/Drückelement ist als Bedienelement mit dem zweiten Lagerring einstückig und damit mechanisch verbunden und zusammen mit diesem relativ zum ersten Lagerring um die Drehachse drehbar sowie längs dieser axial niederdrückbar. Der erste Lagerring weist eine erste Lagerfläche und der zweite Lagerring eine der ersten Lagerfläche des ersten Lagerrings gegenüberliegende und zu dieser parallele zweite Lagerfläche auf, wobei die Lägerflächen einen Laufkanal bilden, in welchem sich Wälzkörper befinden. Der erste Lagerring weist an dem der Unterseite abgewandten oberen Rand seiner ersten Lagerfläche einen Übergreifflansch auf, wobei der Übergreifflansch des ersten Lagerringelements an seiner zum zweiten Lagerringelement weisenden Unterseite eine sich in einem rechten Winkel an die erste Lagerfläche des ersten Lagerringelements anschließende Lagerabschlussfläche aufweist. Das zweite Lagerringelement weist eine der Unterseite des Übergreifflansches gegenüberliegende Schulter (Übergangskurve
52,
4) mit einer sich an die erste Lagerfläche des zweiten Lagerrings anschließenden Lagerschrägfläche auf, die derart zur Lagerschrägfläche des ersten Lagerringelements verläuft, so dass die Wälzkörper davon passend umfasst sind (
4). Weiterhin ist eine Rückstellfeder zur axialen Vorspannung der beiden Lagerringe angeordnet, wobei die beiden Lagerringe mittels der Rückstellfeder unter mittelbarer Anlage ihrer Lagerschrägflächen gegeneinander vorgespannt sind und wobei das Dreh-/Drückelement gegen die Vorspannkraft der Feder unter Bildung eines Abstands zwischen den Lagerschrägflächen der beiden Lagerringelemente niederdrückbar ist (siehe
4 und
5).
-
Bei flachbauenden Dreh-/Drückstellern besteht das Problem der Verkantung beim Drücken, Kippen und/oder Verdrehen. Einer derartigen Problematik kann durch ein entsprechend aufwendig konstruiertes Dreh-/Drücklage entgegengewirkt werden (siehe z.B.
WO 2012/093005 A1 und
US 2004 / 0 007 450 A1 . Das allerdings ist mit zusätzlichen Kosten verbunden, die es möglichst zu vermeiden gilt, und lässt sich nur bis zu einer gewissen Mindesthöhe des Dreh-/Drückstellers realisieren.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dreh-/Drücksteller für eine Bedienvorrichtung in einem Fahrzeug zu schaffen, der bei einfacher Konstruktion ein hohes Maß an Funktionalität aufweist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung gemäß einer ersten Variante ein Dreh-/Drücksteller für eine Bedienvorrichtung in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der Dreh-/Drücksteller versehen ist mit
- - einem feststehenden ersten Lagerringelement mit einer Unterseite zur Auflage auf einem Untergrund,
- - einem um eine Drehachse drehbar sowie konzentrisch zu dem ersten Lagerringelement angeordneten zweiten Lagerringelement,
- - einem manuell betätigbaren Dreh-/Drückbedienelement, das mit dem zweiten Lagerringelement mechanisch verbunden und zusammen mit diesem relativ zum ersten Lagerringelement um die Drehachse drehbar sowie längs dieser axial niederdrückbar ist,
- - wobei das erste Lagerringelement eine erste Lagerfläche und das zweite Lagerringelement eine der ersten Lagerfläche des ersten Lagerringelements gegenüberliegende und zu dieser parallele erste Lagerfläche aufweist,
- - wobei das erste Lagerringelement an dem der Unterseite abgewandten oberen Rand seiner ersten Lagerfläche einen über das zweite Lagerringelement zumindest teilweise ragenden Übergreifflansch aufweist,
- - wobei der Übergreifflansch des ersten Lagerringelements an seiner zum zweiten Lagerringelement weisenden Unterseite eine sich in einem stumpfen Winkel zwischen 120° und 160° an die erste Lagerfläche des ersten Lagerringelements anschließende Lagerschrägfläche aufweist,
- - wobei das zweite Lagerringelement eine der Unterseite des Übergreifflansches gegenüberliegende Schulter mit einer sich an die erste Lagerfläche des zweiten Lagerringelements anschließenden Lagerschrägfläche aufweist, die parallel zur Lagerschrägfläche des ersten Lagerringelements verläuft, und
- - einer Axialfeder zur axialen Vorspannung der beiden Lagerringelemente,
- - wobei die beiden Lagerringelemente mittels der Axialfeder unter Anlage ihrer Lagerschrägflächen gegeneinander vorgespannt sind,
- - wobei das Dreh-/Drückbedienelement gegen die Vorspannkraft der Axialfeder unter Bildung eines Abstands zwischen den Lagerschrägflächen der beiden Lagerringelemente niederdrückbar ist,
- - wobei die insbesondere zylindrisch ausgebildete erste Lagerfläche einer der beiden Lagerringelemente kontinuierlich oder abschnittsweise in Umfangsrichtung verlaufend eine Vorsprungsrippe mit einer Außenfläche aufweist, die ballig oder sphärisch ausgebildet und im mittleren Bereich der ersten Lagerfläche des betreffenden Lagerringelements angeordnet ist und
- - wobei das zweite Lagerringelement relativ zum ersten Lagerringelement kippbar ist, wobei das zweite Lagerringelement in dem Übergangsbereich zwischen seiner insbesondere zylindrisch ausgebildeten ersten Lagerfläche und seiner Unterseite eine umlaufende Aussparung aufweist.
-
Der erfindungsgemäße Dreh-/Drücksteller weist ein Dreh-/Drücklager auf, dass ein erstes und ein zweites Lagerringelement umfasst, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Eines der Lagerringelemente (im Folgenden beispielhaft das erste Lagerringelement) ist dabei zur Fixierung auf einem Untergrund vorgesehen. Bei diesem Untergrund kann es sich beispielsweise um eine Abdeckwand oder um ein Display oder um eine andere Untergrundkonstruktion handeln. Die Unterseite des ersten Lagerringelements liegt also auf dem Untergrund auf, während drehbar am ersten Lagerringelement sowie konzentrisch zu diesem das zweite Lagerringelement angeordnet ist. Mit diesem drehbaren zweiten Lagerringelement mechanisch verbunden ist eine Handhabe in Form eines manuell betätigbaren Dreh-/Drückbedienelements. Somit dreht sich das zweite Lagerringelement beim Verdrehen des Dreh-/Drückelements mit. Genauso wird das zweite Lagerringelement beim Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements mitgenommen, so dass es sich längs seiner Drehachse axial bewegt.
-
Beide Lagerringelemente weisen einander zugewandte erste Lagerflächen auf, die ringförmig verlaufen und konisch oder zylindrisch und dementsprechend konzentrisch zueinander sind. Nachfolgend werden Ausgestaltungen der Erfindung für den Fall zylindrischer erster Lagerflächen der beiden Lagerringelemente beschrieben. Diese Ausgestaltungen gelten aber auch für den Fall, dass die ersten Lagerflächen (parallel zueinander sind und) konisch verlaufen.
-
An dem der Unterseite abgewandten oberen Rand seiner zylindrischen Lagerfläche weist das erste Lagerringelement einen Übergreifflansch auf, der das zweite Lagerringelement zumindest teilweise überragt. Auf der dem ersten Lagerringelement zugewandten Unterseite des Übergreifflansches ist dieser mit einer Lagerschrägfläche versehen, die sich an die zylindrische Lagerfläche des ersten Lagerringelements unter einem stumpfen Winkel von vorzugsweise zwischen 120 Grad und 160 Grad anschließt. Das zweite Lagerringelement weist in seinem unter dem Übergreifflansch befindlichen Bereich eine Schulter auf, die der Unterseite des Übergreifflansches gegenüberliegt und mit einer sich an die zylindrische Lagerfläche des zweiten Lagerringelements anschließenden Lagerschrägfläche versehen ist. Diese Lagerschrägfläche verläuft parallel zur Lagerschrägfläche an der Unterseite des Übergreifflansches.
-
Zwischen den beiden Lagerringelementen wirkt eine Axialfeder zur axialen Vorspannung der beiden Lagerringelemente. Im nicht gedrückten Zustand des Dreh-/Drückbedienelements liegen die Lagerschrägflächen der beiden Lagerringelemente aneinander. Wird nun von oben auf das Dreh-/Drückbedienelement Druck ausgeübt, so wird die Axialfeder zumindest teilweise komprimiert, so dass die beiden zuvor aneinanderliegenden Lagerschrägflächen zumindest teilweise voneinander abrücken. Wird die axiale Niederdrückkraft zentrisch auf das Dreh-/Drückbedienelement ausgeübt, so sind die beiden Lagerschrägflächen über ihre gesamte Fläche voneinander beabstandet.
-
Der erfindungsgemäße Dreh-/Drücksteller bietet den Vorteil, dass sich das Dreh-/Drücksteller nach einem Niederdrücken wieder selbsttätig zentriert, und zwar durch die Lagerschrägflächen der beiden Lagerringelemente. Die beiden Lagerringelemente sind mit radialem Spiel zwischen ihren zylindrischen Lagerflächen angeordnet. Beim Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements können also die beiden Lagerringelemente gegeneinander „schwimmen“. Das diesbezüglich erforderliche radiale Spiel sollte ausreichend groß sein, damit es auch bei einem exzentrischen Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements nicht sofort zu einer Verkantung kommt, d.h. das Dreh-/Drückbedienelement also aufgrund der Kraft der Axialkraftfeder wieder automatisch in die Ruheposition zurückkehrt.
-
All die zuvor erwähnten Funktionalitäten können nach der Erfindung insbesondere bei flachbauenden Dreh-/Drückstellern realisiert werden. Derartige flache Aufbauten können je nach Anforderung aus designerischen Gründen von Vorteil sein.
-
Zur weiteren Reduktion der Gefahr einer möglichen Verkantung und Verklemmung beider Lagerringelemente ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die vorzugsweise zylindrische Lagerfläche einer der beiden Lagerringe kontinuierlich oder abschnittsweise in Umfangsrichtung verlaufend eine Vorsprungsrippe mit einer Außenfläche aufweist, die ballig oder sphärisch ausgebildet und im mitteleren Höhenbereich der besagten ersten Lagerfläche angeordnet ist.
-
Während die Lagerringflächen über ihre Höhe betrachtet einen solchen radialen Abstand voneinander aufweisen, dass es bei einer Verkippung des Dreh-/Drückelements nicht zu einer Kontaktierung (mit der Gefahr einer Verklemmung) der beiden zylindrischen Lagerflächen kommt, sorgt die ballig bzw. sphärisch ausgebildete Vorsprungsrippe, di etwa auf „halber Höhe“, d.h. im mittlerem Bereich der betreffenden zylindrischen Lagerfläche ausgebildet ist, dafür, dass beim zentrischen Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements das radiale Spiel minimal bleibt und damit „Schwimmbewegungen“ beider Lagerringelemente relativ zueinander minimiert sind, ohne dass die leichte Verdrehbarkeit ohne Verkantung beider Lagerringelemente beeinträchtigt ist.
-
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird zur Lösung der obigen Aufgabe ein Dreh-/Drücksteller für eine Bedieneinheit in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei der Dreh-/Drücksteller versehen ist mit
- - einem feststehenden ersten Lagerringelement mit einer Unterseite zur Auflage auf einem Untergrund,
- - einem um eine Drehachse drehbar sowie konzentrisch zu dem ersten Lagerringelement angeordneten zweiten Lagerringelement,
- - einem manuell betätigbaren Dreh-/Drückbedienelement, das mit dem zweiten Lagerringelement mechanisch verbunden und zusammen mit diesem relativ zum ersten Lagerringelement um die Drehachse drehbar sowie längs dieser axial niederdrückbar ist,
- - wobei das erste Lagerringelement eine erste Lagerfläche und das zweite Lagerringelement eine der ersten Lagerfläche des ersten Lagerringelements gegenüberliegende und zu dieser parallele erste Lagerfläche aufweist,
- - wobei das erste Lagerringelement an dem der Unterseite abgewandten oberen Rand seiner ersten Lagerfläche einen über das zweite Lagerringelement zumindest teilweise ragenden Übergreifflansch aufweist,
- - wobei der Übergreifflansch des ersten Lagerringelements an seiner zum zweiten Lagerringelement weisenden Unterseite eine sich in einem stumpfen Winkel zwischen 120° und 160° an die erste Lagerfläche des ersten Lagerringelements anschließende Lagerschrägfläche aufweist,
- - wobei das zweite Lagerringelement eine der Unterseite des Übergreifflansches gegenüberliegende Schulter mit einer sich an die erste Lagerfläche des zweiten Lagerringelements anschließenden Lagerschrägfläche aufweist, die parallel zur Lagerschrägfläche des ersten Lagerringelements verläuft, und
- - einer Axialfeder zur axialen Vorspannung der beiden Lagerringelemente,
- - wobei die beiden Lagerringelemente mittels der Axialfeder unter Anlage ihrer Lagerschrägflächen gegeneinander vorgespannt sind und
- - wobei das Dreh-/Drückbedienelement gegen die Vorspannkraft der Axialfeder unter Bildung eines Abstands zwischen den Lagerschrägflächen der beiden Lagerringelemente niederdrückbar ist.
-
Bei dieser zweiten Variante der Erfindung wird also im Hinblick auf eine bei der Bedienung des Dreh-/Drückstellers nicht auszuschließenden exzentrische Niederdrückbewegung des Dreh-/Drückbedienelements vorgeschlagen, das zweite Lagerringelement relativ zum ersten Lagerringelement kippbar auszuführen, wobei das zweite Lagerringelement in dem Übergangsbereich zwischen seiner zylindrischen Lagerfläche und seiner Unterseite eine umlaufende Aussparung aufweist. Beim Verkippen des Dreh-/Drückbedienelements kippt dieses um den Kontaktpunkt bzw. um den Kontaktbereich der beiden aneinander liegenden Lagerschrägflächen, und zwar diametral gegenüberliegend zu demjenigen Punkt bzw. Bereich, an bzw. in dem exzentrisch die Niederdrückkraft auf das Dreh-/Drückbedienelement ausgeübt wird. Dabei verringert sich unterhalb des Anlagebereichs der beiden Lagerschrägflächen der Abstand der Lagerflächen der beiden Lagerringelemente an deren unteren Rändern, indem sich der untere Rand der Lagerfläche des gekippten Lagerringelements auf den unteren Rand der Lagerfläche des nicht gekippten anderen Lagerringelements zu bewegt. Damit es hier nicht zu einem Kontakt kommt, sollte eines der beiden Lagerringelemente am unteren Rand seiner Lagerfläche eine Anschrägung bzw. umlaufende Aussparung aufweisen.
-
Bei einem Dreh-/Drücksteller werden die Verdrehung und das Niederdrücken durch entsprechende Sensoriken erkannt. Auch die Verkippung kann durch eine Sensorik erkannt werden. Hier bieten sich unterschiedliche Techniken wie beispielsweise kapazitiv, induktiv, resistiv oder optisch arbeitende Sensoriken an. Diese können in dem Dreh-/Drücksteller integriert sein. Auch mechanische Schalterlösungen sind denkbar, und zwar insbesondere für die Drück-Funktion.
-
Wie bereits oben beschrieben, umfasst ein in jüngster Zeit entwickeltes Bedienkonzept die Anordnung eines Dreh-/Drückstellers auf dem Display eines Touch-Screen. Derartige Displays sind mit einer Touch-Sensorik versehen, die im Regelfall kapazitiv arbeitet. Die im Display verbaute Touch-Sensorik kann nun mit Vorteil genutzt werden, um die verschiedenen Funktionen bzw. Bedienungen eines Dreh-/Drückstellers zu sensieren. Wenn das Dreh-/Drückbedienelement elektrisch leitendes Material aufweist und derartiges Material auch in Form von einzelnen „Kernen“ in den Lagerringelementen verbaut ist, so lässt sich durch beispielsweise Schleiferlösungen o.dgl. die Drehbewegung des Dreh-/Drückbedienelements beim Entlangschleifen über die elektrisch leitenden, durch elektrisch isolierende Zwischenbereiche gegeneinander isolierten Kerne die Touch-Sensorik des Displays für die Dreh-/Drückstellers und/oder Drückfunktion des Dreh-/Drückbedienelements nutzen. Dabei stehen die elektrisch leitenden „Kerne“ kapazitiv gekoppelt mit der Touch-Sensorik in Wirkverbindung. Ein Beispiel für eine derartige Konstruktion ist in
WO 2018/137944 A1 beschrieben.
-
An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass die oben beschriebene erfindungsgemäße Konstruktion dahingehend zu verstehen ist, dass das erste Lagerringelement nicht zwingend außen um das zweite Lagerringelement herum angeordnet sein muss, sondern dass dies auch umgekehrt der Fall sein kann. Auch kann das Dreh-/Drückbedienelement statt drehfest an der Innenseite des zweiten Lagerringelements auch drehfest an der Außenseite des außenliegenden Lagerringelements angeordnet sein. Dasjenige Lagerringelement, an dem das Dreh-/Drückbedienelement nicht drehfest angeordnet ist, ist mit dem Untergrund verbunden. Auch die Anordnung von Übergreifflansch und Schulterfläche kann invers zur oben beschriebenen Konstruktion vorgesehen sein. All diese im patentrechtlichen Sinne äquivalenten Lösungen sind von der Erfindung umfasst.
-
Der erfindungsgemäße Dreh-/Drücksteller kann, sofern erforderlich und gewünscht, mit einem Display im mittleren Bereich der Ringstruktur oder dort auch mit einem Tasten-Bedienelement ausgestattet sein. Sofern ein elektrischer Verbraucher wie beispielsweise eine Hinterleuchtungseinheit oder eine elektronische Anzeige am Dreh-/Drücksteller vorgesehen ist, kann die Versorgung des Dreh-/Drückstellers mit elektrischer Energie induktiv erfolgen. Ein Beispiel für eine derartige Konstruktion ist in
WO 2018/083039 A1 beschrieben. Eine derartige induktive Energieeinspeisung ist insbesondere auch möglich, wenn der Dreh-/Drücksteller auf einem Display angeordnet ist. Die energieerzeugende Spule ist dann unterhalb des Displays, möglicherweise auch unterhalb der Hinterleuchtungseinheit des Displays angeordnet und mit einer Spule in dem Dreh-/Drücksteller bzw. in der Energieversorgungseinheit des Dreh-/Drückstellers induktiv gekoppelt. Die auf diese Weise eingebrachte Energie kann im Übrigen auch für eine von der Touch-Sensorik des Displays getrennt vorgesehene zusätzliche Sensorik im Dreh-/Drücksteller genutzt werden, sofern dessen Drehbewegung, Drehstellung, Niederdrückbewegungsposition und Verkippbewegungsposition nicht mittels der Touch-Sensorik des Displays ausgewertet wird.
-
Der Dreh-/Drücksteller nach der Erfindung kann aber auch beispielsweise als Ring ausgebildet sein. Wenn ein derartiger Ring dann beispielsweise auf einem Display angebracht wird, so könnte man den Anzeigebereich des Displays innerhalb des Rings für die Anzeige eines Parameters nutzen, der mittels des Dreh-/Drückstellers eingestellt wird.
-
Schließlich brauchen die Lagerflächen nicht zwingend zylindrisch zu sein, sondern können auch konisch und parallel zueinander ausgerichtet sein.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines flachbauenden Dreh-/Drückstellers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine perspektivische Schnittansicht auf eine Ringhälfte des Dreh-/Drückstellers der 1, wobei sich der Dreh-/Drücksteller in seiner nicht betätigten Ruheposition befindet,
- 3 einen Querschnitt durch den Dreh-/Drücksteller gemäß 1, wobei sich der Dreh-/Drücksteller in seiner zentrisch niedergedrückten Position befindet,
- 4 den Dreh-/Drücksteller im Querschnitt bei exzentrischer Ausübung einer Niederdrückkraft, so dass es zu einer (gegebenenfalls gewollten) Verkippung kommt, und
- 5 eine perspektivische Ansicht auf die beiden Lagerringe mit Axialfeder und ohne das Dreh-/Drückbedienelement, wobei mit A-A die Schnittebene angedeutet ist, die für die 2 bis 4 gelten.
-
1 zeigt perspektivisch einen Dreh-/Drücksteller 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, der auf einem Untergrund angeordnet ist, bei dem es sich in diesem Ausführungsbeispiel um die Abdeckscheibe 11 eines z.B. LCD-Displays 12 mit Touch-Sensorik 13 sowie z.B. LCD-Einheit 14 und Hinterleuchtungseinheit 15 handelt. Der Dreh-/Drücksteller 10 weist ein drehbares und niederdrückbares Dreh-/Drückbedienelement 16 auf. Die Konstruktion des Dreh-/Drückstellers 10 wird nachfolgend anhand der 2 bis 5 näher beschrieben.
-
Gemäß 2 weist der Dreh-/Drücksteller 10 ein außenliegendes erstes Lagerringelement 18 und ein konzentrisch dazu angeordnetes, innenliegendes zweites Lagerringelement 20 auf. Beide Lagerringelemente 18, 20 weisen jeweils eine zylindrische erste Lagerfläche 22, 24 auf. Diese beiden zylindrischen Lagerflächen sind konzentrisch zueinander. Die ersten Lagerflächen 22, 24 können leicht aber auch mehr oder weniger konzentrisch verlaufen.
-
Das erste Lagerringelement 18 ist mittels einer Klebeschicht 26 an seiner Unterseite 28 auf dem Display 12 fixiert. Das Dreh-/Drückbedienelement 16 ist drehfest mit dem zweiten Lagerringelement 20 verbunden, und zwar in diesem Ausführungsbeispiel an der Innenseite (siehe die Rasthaken 27 und die Mitnahmenasen 30 in 5 sowie die Rasthaken 27 in den 2 bis 4). Somit lässt sich das Dreh-/Drückbedienelement 16 zusammen mit dem zweiten Lagerringelement 20 relativ zum ersten Lagerringelement 18 verdrehen.
-
Das erste Lagerringelement 18 weist an seinem seiner Unterseite 28 abgewandten oberen Ende der zylindrischen Lagerfläche 22 einen Übergreifflansch 32 auf, der an seiner Unterseite mit einer Lagerschrägfläche 34 versehen ist. Mit dem Übergreifflansch 32 übergreift das erste Lagerringelement 18 eine am zweiten Lagerringelement 20 ausgebildete Schulter 36, deren Schulter-, d.h. Oberseite ebenfalls eine Lagerschrägfläche 38 bildet. Beide Lagerschrägflächen 34, 38 liegen aneinander an, wenn sich das Dreh-/Drückbedienelement 16 in seiner Ruheposition gemäß 2 befindet.
-
Wie anhand der Figuren und insbesondere in 5 zu sehen ist, wirkt zwischen den beiden Lagerringelementen 18, 20 eine Axialfeder 40, die drei an der Innenseite 44 des ersten Lagerringelements 18 gehaltene Stege 46 mit jeweils zwei Federzungen 48 aufweist. Die Federzungen 48 drücken auf die Oberseite 50 des ersten Lagerringelements 18, womit das zweite Lagerringelement 20 und damit das Dreh-/Drückbedienelement 16 von dem Display 12 weg nach oben vorgespannt ist. Die diesbezügliche Vorspannung führt dazu, dass die beiden Lagerringelemente 18, 20 an ihren Lagerschrägflächen 38, 34 aneinander liegen, wenn sich der Dreh-/Drücksteller 10 in seiner Ruheposition befindet. Dies ist in 2 gezeigt. Durch diese Konstruktion kommt es nun zu einer automatischen Zentrierung des Dreh-/Drückstellers 10 in dessen Ruheposition. Beim zentrischen Niederdrücken, also beim Niederdrücken entlang der Mittel- und damit Drehachse 52 (siehe den Pfeil 53 in 3) rücken die beiden Lagerschrägflächen 34, 38 voneinander ab. Das (Lager-)Spiel 54 zwischen den zylindrischen Lagerflächen 22, 24 sorgt dafür, dass das Dreh-/Drückbedienelement 16 nun leicht drehbar ist. Damit das Spiel 54 in dieser Phase nicht zu einer zu stark spürbaren Schwimmbewegung des Dreh-/Drückbedienelements 16 kommt, weist eine der beiden zylindrischen Lagerflächen, und zwar im Ausführungsbeispiel die zylindrische Lagerfläche 24 des zweiten Lagerringelements 20 eine Verdickung in Form einer umlaufenden Vorsprungsrippe 56 mit ballig bzw. sphärischer ausgebildeter Außenfläche auf. Diese Vorsprungsrippe 56 sorgt für eine bessere Führung des Dreh-/Drückbedienelements 16 bei dessen Verdrehung.
-
In 4 ist die Situation gezeigt, in der die Kraft zum Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements 16 exzentrisch aufgebracht ist. Gezeigt ist durch den Pfeil 57 die Krafteinwirkung im Bereich 58 auf der Oberseite 60 des Dreh-/Drückbedienelements 16. Diametral gegenüberliegend zu diesem Bereich 58 liegen bei 62 die Lagerschrägflächen 34, 38 aneinander an. Um diesen Bereich 62 ist nun das Dreh-/Drückbedienelement 16 gekippt. Eine umlaufende Anschrägung 64 im Übergangsbereich zwischen der zylindrischen Lagerfläche 22 des ersten Lagerringelements 18 und dessen Unterseite 28 verhindert eine Kontaktierung der beiden Lagerringelemente 18, 20 bei der Verkippung gemäß 4.
-
In 5 ist noch angedeutet, dass in das äußere erste Lagerringelement 18, das ein elektrisch isolierendes Material wie z.B. Kunststoff aufweist, elektrisch leitende Elemente 66 (Kerne) eingebettet sind, die an der Unterseite 28 des ersten Lagerringelements 18 freiliegende Plattenbereiche 68 und an der Oberseite 50 des ersten Lagerringelements 18 aufragende Vorsprünge 70, 72 aufweisen. Mehrere derartige elektrisch leitende Kerne 66 sind in Umfangserstreckung des ersten Lagerringelements 18 in dieses eingebettet. Die innenliegenden Vorsprünge 72 an der Oberseite 50 des ersten Lagerringelements 18 sind Teil einer wellenförmigen Rastbahn, die zwischen jeweils benachbarten innenliegenden Vorsprüngen 72 elektrisch isolierende wellenförmige Vorsprünge 74 aufweist. Auf der Rastbahn 76 bzw. der Rastkulisse schleifen die Federzungen 48 entlang, die elektrisch leitend sind. Die Federzungen 48 dienen also insoweit als Rasthaptik beim Verdrehen des Dreh-/Drückbedienelements 16.
-
Die elektrisch leitenden Elemente 66 sind kapazitiv gekoppelt mit der Touch-Sensorik 13 im Display 12. Dadurch, dass das Dreh-/Drückbedienelement 16 elektrisch leitendes Material aufweist, kann bei Berührung des Dreh-/Drückbedienelements 16 mit der Hand durch die Touch-Sensorik 13 des Displays 12 erkannt werden, an welchen Stellen die Federzungen 48 in Umfangsrichtung des Dreh-/Drückstellers 10 betrachtet sich befinden. Somit kann eine Verdrehung des Dreh-/Drückbedienelements 16 erkannt werden. Ein zentrisches Niederdrücken des Dreh-/Drückbedienelements 16 kann dadurch erkannt werden, dass das Dreh-/Drückbedienelement 16 nun mehrere der radial außenliegenden Vorsprünge 70 kontaktiert (siehe 3), wodurch mehrere Bereiche auf dem Display 12 durch die Touch-Sensorik detektiert werden können. Im Gegensatz dazu wird bei einer Verkippung des Dreh-/Drückbedienelements 16, wie in 4 gezeigt, ein Kontakt zwischen dem Dreh-/Drückbedienelement 16 nur zu einem Vorsprung 70 oder zwei benachbarten Vorsprüngen 70 erfolgen, was wiederum durch die Touch-Sensorik 13 sensiert wird und entsprechend als Kippbewegung mit Zuordnung der Position, an der die Verkippung erfolgt, ausgewertet werden kann. Die Federzungen dienen also zusammen mit der Touch-Sensorik auch als Enkoder bei der Auswertung einer Verdrehung, der aktuellen Drehposition und einer Verkippung des Dreh-/Drückbedienelements 16.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Dreh-/Drücksteller
- 11
- Abdeckscheibe
- 12
- LCD-Displays, Display
- 13
- Touch-Sensorik
- 14
- LCD-Einheit
- 15
- Hinterleuchtungseinheit
- 16
- Dreh-/Drückbedienelement
- 18
- erstes Lagerringelement
- 20
- zweites Lagerringelement
- 22
- erste Lagerfläche des ersten Lagerelements
- 24
- erste Lagerfläche des zweiten Lagerelements
- 26
- Klebeschicht
- 27
- Rasthaken
- 28
- Unterseite
- 30
- Mitnahmenasen
- 32
- Übergreifflansch
- 34
- Lagerschrägfläche des ersten Lagerringelements
- 36
- Schulter
- 38
- Lagerschrägfläche des zweiten Lagerringelements
- 40
- Axialfeder
- 44
- Innenseite
- 46
- Stege
- 48
- Federzungen
- 50
- Oberseite
- 52
- Drehachse
- 53
- Pfeil
- 54
- Lagerspiel
- 56
- Vorsprungsrippe
- 57
- Pfeil
- 58
- Bereich
- 60
- Oberseite
- 62
- Bereich
- 64
- Anschrägung
- 66
- Kerne
- 68
- Plattenbereiche
- 70
- aufragende Vorsprünge
- 72
- aufragende Vorsprünge
- 74
- wellenförmige Vorsprünge
- 76
- Rastbahn
