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Die Erfindung betrifft einen Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug. Der Lenkstockschalter umfasst einen länglichen Basishebel und ein drehbares Bedienelement, das an dem länglichen Basishebel angeordnet und um eine Drehachse relativ zum Basishebel drehbar ist. Mit einer Drehstellungseinstelleinrichtung des Lenkstockschalters sind eine erste diskrete Drehstellung und zumindest eine dazu unterschiedliche zweite diskrete Drehstellung des Bedienelements einstellbar. Die Drehstellungseinstelleinrichtung weist in Umlaufrichtung zur Drehachse betrachtet eine erste Ausbuchtung und zumindest eine zweite Ausbuchtung auf. Der Lenkstockschalter weist ein Schnappelement auf, das abhängig von der Drehstellung des Bedienelements in die erste Ausbuchtung oder in die zumindest eine zweite Ausbuchtung eingeschnappt ist, sodass die Drehstellung diskret eingestellt ist und das Einstellen der Drehstellung haptisch wahrnehmbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Lenkstockschalter.
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Ein Kraftfahrzeug weist oftmals zumindest einen Lenkstockschalter auf, der auch als Lenkstockhebel bezeichnet werden kann und typischerweise zwischen einem Armaturenbrett und einem Lenkrad in einem Inneren des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Er kann Bestandteil eines Lenkstocks sein. Der Lenkstockschalter ist eine Einrichtung des Kraftfahrzeugs, die direkt mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs verbunden ist, sodass verschiedene Zustände am Lenkstockschalter unmittelbar Steuersignale für beispielsweise eine Fahrzeugbeleuchtung, einen Fahrtrichtungsanzeiger, eine Umschaltung von Abblend- zu Fernlicht, eine Lichthupe, eine Scheibenwisch- und/oder Scheibenwaschsteuerung, eine Geschwindigkeitsregelautomatik und/oder eine Steuereinrichtung einer Multimediaeinrichtung bereitstellen.
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Der Lenkstockschalter kann ein drehbares Bedienelement umfassen, das typischerweise an einem Ende des Lenkstockschalters angeordnet ist, das in einer vorgesehenen Einbaulage des Lenkstockschalters freistehend in einen Kraftfahrzeuginnenraum hineinragt. An diesem Ende ist typischerweise eine Kappe oder ein Deckel des drehbaren Bedienelements angeordnet, die beziehungsweise den ein Benutzer des drehbaren Bedienelements des Lenkstockschalters berührt, wenn er das drehbare Bedienelement zu dessen Betätigen in Umlaufrichtung um die Drehachse dreht. Die haptische Wahrnehmung des Einstellens der Drehstellung ist dann für den Benutzer an der Kappe beziehungsweise am Deckel des drehbaren Bedienelements spürbar.
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Die
CN 203882847 U zeigt einen drehbaren Schalter, bei dem ein kugelförmiges Element auf einer rotierenden Welle angeordnet ist. An einer Innenseite einer Kappe des Schalters, die manuell zum Einstellen einer Schalterstellung gedreht werden kann, befinden sich Ausbuchtungen, wobei das kugelförmige Element dazu ausgebildet ist, in den Ausbuchtungen der Kappe aufgenommen zu werden. Das kugelförmige Element kann mittels einer Feder senkrecht zu einer Drehrichtung der Kappe bewegt werden, damit es zwischen den Ausbuchtungen bewegt werden kann.
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Die
US 2017/0175883 A1 zeigt eine Schaltereinrichtung, die runde säulenförmige Indexierbolzen aufweist, die an einem freiliegenden Ende die Form einer Halbkugel aufweisen. Diese Indexierbolzen können auf und ab bewegt werden, eine Rotation des halbkugelförmigen Elements um eine Rotationsachse des Indexierbolzens ist jedoch nicht möglich.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mittels derer ein Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug mit einem drehbaren Bedienelement bereitgestellt werden kann, der besonders langlebig ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Lenkstockschalter für ein Kraftfahrzeug. Der Lenkstockschalter weist einen länglichen Basishebel auf. Dieser kann stabförmig oder stangenartig sein. Er kann geradlinig oder gekrümmt sein. Der Lenkstockschalter weist ein drehbares Bedienelement auf. Dieses ist an dem Basishebel angeordnet ist und um eine Drehachse relativ zum Basishebel drehbar. Der Lenkstockschalter weist eine Drehstellungseinstelleinrichtung auf. Mit dieser sind eine erste diskrete Drehstellung und zumindest eine dazu unterschiedliche zweite Drehstellung des Bedienelements einstellbar. Die Drehstellungseinstelleinrichtung weist in Umlaufrichtung um die Drehachse betrachtet eine erste Ausbuchtung und zumindest eine zweite Ausbuchtung auf. Der Lenkstockschalter weist zumindest ein Schnappelement auf, das abhängig von der Drehstellung des Bedienelements in die erste Ausbuchtung oder in die zumindest eine zweite Ausbuchtung eingeschnappt ist, sodass die Drehstellung diskret eingestellt ist und das Einstellen der Drehstellung haptisch wahrnehmbar ist. Insbesondere weist das Schnappelement ein Kontaktelement auf. Dieses ist insbesondere in einem zum Kontaktelement separaten Aufnahmeteil des Schnappelements bereichsweise, insbesondere nur bereichsweise, aufgenommen. Insbesondere ist das Kontaktelement relativ zum Aufnahmeteil in dem Aufnahmeteil rotierbar angeordnet. Insbesondere ist das Kontaktelement bestimmungsgemäß dazu angeordnet, in Richtung der Drehachse in eine der Ausbuchtungen einzuschnappen und beim axialen Einschnappen in diese Ausbuchtung diese Ausbuchtung an einem Kontaktbereich der Ausbuchtung direkt zu kontaktieren. Die Rotierbarkeit des Kontaktelements in dem Aufnahmeteil ist insbesondere frei. Dies bedeutet, dass es nicht nur um eine feste Drehachse drehbar ist. Insbesondere bedeutet dies, dass es in vielfältigen Rotationsbewegungen selbstständig rotierbar ist. Insbesondere bleibt dabei der Mittelpunkt der Rotationsbewegung gleich. Es ist aber dabei eine gleichzeitige Rotation um mehrere Drehachsen, die insbesondere senkrecht aufeinander stehen, möglich.
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Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass herkömmliche Lenkstockschalter Verschleißerscheinungen im Bereich eines drehbaren Bedienelements zeigen. Das Schnappelement des Lenkstockschalters ist typischerweise als ein zahnförmiges Element geformt, das eine vorgegebene Tiefe aufweist. Die Tiefe des Schnappelements entspricht hierbei typischerweise zumindest einer Tiefe der ersten und der zumindest einen zweiten Ausbuchtung, betrachtet in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Drehachse. Hierdurch ergibt sich ein linienförmiger Kontaktbereich zwischen einer Oberfläche des Schnappelements und der entsprechenden Ausbuchtung. Bei einem derartigen drehbaren Bedienelement wird oftmals ein unerwünschter Abrieb beobachtet, sowohl im Bereich der Ausbuchtung als auch am Schnappelement selbst. Dies ist auf den großflächigen, zumindest linienförmigen Kontaktbereich zwischen dem Schnappelement und der entsprechenden Ausbuchtung während eines Wechsels zwischen den einzelnen Drehstellungen zurückzuführen. Dies führt dazu, dass die haptische Wahrnehmbarkeit der Bedienung des drehbaren Bedienelements mit der Zeit stark abnimmt und das drehbare Bedienelement früher als gewünscht wegen der starken Verschließerscheinungen aufgrund des Abriebs ausgetauscht werden muss.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Abrieb reduziert werden kann, wenn insbesondere der Kontaktbereich verkleinert wird und/oder die Kontaktpartner besser aufeinander abgestimmt sind.
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Der erfindungsgemäße Lenkstockschalter zeichnet sich dadurch aus, dass das Schnappelement ein Kontaktelement aufweist. Das Kontaktelement ist in einem Aufnahmeteil des Schnappelements aufgenommen und relativ dazu in dem Aufnahmeteil rotierbar. Das Schnappelement weist somit eine Komponente auf, die um zumindest eine Rotationsachse des Kontaktelements selbst drehbar ist. Das Kontaktelement ist bestimmungsgemäß dazu angeordnet, in Richtung der Drehachse in eine Ausbuchtung einzuschnappen und beim axialen Einschnappen dieser Ausbuchtung diese Ausbuchtung an einem Kontaktbereich direkt zu kontaktieren. Auf einer Oberfläche des Kontaktelements ist somit der Kontaktbereich angeordnet. Dadurch kann das Kontaktieren zwischen dem Kontaktelement und einer Ausbuchtung gleitender und kontinuierlicher erfolgen. Auch das Aneinandergleiten im kontaktierten Zustand ist dadurch verbessert, insbesondere verschleißärmer ermöglicht.
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Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt während einer Bedienung des Bedienelements, das heißt zum Beispiel während einer Schnappbewegung des Schnappelements von der ersten Ausbuchtung zur benachbarten zweiten Ausbuchtung, ist somit zu keinem Zeitpunkt eine gesamte Oberfläche des Schnappelements mit der ersten beziehungsweise der zweiten Ausbuchtung in Kontakt, sondern stets nur der räumlich begrenzte Kontaktbereich. Bevorzugt umfasst der Kontaktbereich maximal zwei räumlich voneinander getrennte Bereiche der Oberfläche des Kontaktelements, wobei während der Schnappbewegung beispielsweise nur einer der Bereiche als Kontaktbereich tatsächlich die Ausbuchtung kontaktiert und beispielsweise in der eingeschnappten Stellung in einer der Ausbuchtungen zwei Kontaktbereiche ausgebildet sind, die räumlich voneinander getrennt sind und typischerweise an gegenüberliegenden Seiten des Kontaktelements angeordnet sind.
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Das Kontaktelement kann beispielsweise in Form eines Zylinders oder einer Kugel ausgebildet sein, wobei zumindest eine Rotation des Kontaktelements um eine senkrecht zur Umlaufrichtung orientierten Achse ermöglicht ist. Dies bewirkt, dass das Kontaktelement an den Ausbuchtungen abrollt, wodurch der innerhalb des Bedienelements auftretende Verschleiß reduziert werden kann. Bei der Wahl eines kugelförmigen Kontaktelements wird zudem ein im Wesentlichen punktförmiger Kontaktbereich erreicht. Als punktförmiger Kontaktbereich im Sinne der Erfindung wird ein im Vergleich zu einer Gesamtoberfläche des Kontaktelements kleiner Kontaktbereich verstanden, der insbesondere einen runden oder ovalen Umriss auf der Oberfläche des Kontaktelements aufweist.
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Durch die beschriebene Ausführung des Lenkstockschalters wird also erreicht, dass eine Lebensdauer des drehbaren Bedienelements im Vergleich zu einem herkömmlichen Lenkstockschalter mit einem drehbaren Bedienelement verlängert wird, da weniger Abrieb zwischen dem Schnappelement und der ersten sowie der zumindest einen zweiten Ausbuchtung auftritt.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das drehbare Bedienelement ein Federelement umfasst. Das Federelement ist beispielsweise als Druckfeder ausgebildet. Das Federelement ist dazu ausgebildet, die Drehstellungseinstelleinrichtung mit der ersten und der zumindest einen zweiten Ausbuchtung relativ zum Schnappelement beim Einschnappen des Schnappelements in axialer Richtung der Drehachse zu federn. Das Federelement ist also dazu ausgebildet, die Drehstellungseinstelleinrichtung relativ zum Schnappelement beim Einschnappen des Schnappelements in eine der Ausbuchtungen in axialer Richtung der Drehachse zu federn. Das Federelement ist mit der Drehstellungseinstelleinrichtung gekoppelt.
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Die einzelnen Ausbuchtungen sind bevorzugt direkt nebeneinander angeordnet, sodass die Drehstellungseinstelleinrichtung in einer Seitenansicht, also in einer Blickrichtung senkrecht zur Drehachse, ein wellenförmiges Profil aufweist. Mittels des Federelements wird die Drehstellungseinstelleinrichtung mit den Ausbuchtungen relativ zum Schnappelement angehoben und abgesenkt, wodurch letztendlich zusammen mit der Drehung des drehbaren Bedienelements in Umlaufrichtung um die Drehachse das Schnappelement von der ersten Ausbuchtung in die zumindest eine zweite Ausbuchtung schnappt, das heißt von der ersten Ausbuchtung zur benachbarten zweiten Ausbuchtung bewegt wird. Hierbei ist zu beachten, dass eine Richtung der Federung, das heißt eine Bewegungsrichtung des Federelements, parallel zur Drehachse des Bedienelements angeordnet ist. Das Federelement federt also in axialer Richtung. Es wird also erreicht, dass das Bedienelement mit geringem Kraftaufwand von der ersten diskreten Drehstellung in die zweite diskrete Drehstellung eingestellt werden kann.
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Bei einer Drehung des Bedienelements in eine zur Umlaufrichtung entgegengesetzte Drehrichtung erfolgt stets ein Einschnappen des Schnappelements zum Beispiel von der zumindest einen zweiten Ausbuchtung in die erste Ausbuchtung, wobei ebenfalls die Drehstellung haptisch wahrnehmbar ist. Das Bedienelement ist somit bevorzugt in beide Drehrichtungen um die Drehachse drehbar, wobei jeweils eine von der aktuellen Drehstellung abweichende zweite Drehstellung eingestellt werden kann.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Kontaktelement eine freiliegende Oberfläche umfasst, die aus dem Aufnahmeteil hervorsteht. Das Aufnahmeteil ist hierbei als eine Art Halterung anzusehen, in der das Kontaktelement rotierbar gelagert ist. Das Aufnahmeteil bedeckt jedoch das Kontaktelement nicht vollständig, sondern nur einen Teil der Oberfläche des Kontaktelements. Der restliche Teil der Oberfläche wird als freiliegende Oberfläche bezeichnet. Der Kontaktbereich ist ein Teilbereich der freiliegenden Oberfläche. An diesem Teilbereich der freiliegenden Oberfläche kommt es somit zum direkten Kontakt zwischen dem Kontaktelement des Schnappelements und der ersten beziehungsweise zumindest einen zweiten Ausbuchtung.
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Handelt es sich bei dem Kontaktelement beispielsweise um eine Kugel, ist der Aufnahmeteil beispielsweise als Halterung für diese Kugel ausgebildet, wobei sich die Kugel im Aufnahmeteil um beispielsweise alle drei Rotationsachsen der Kugel frei drehen kann. Der Aufnahmeteil könnte beispielsweise zumindest eine untere Hälfte der Kugel bedecken, wohingegen die freiliegende Oberfläche die obere Hälfte der Kugel umfasst. Der Kontaktbereich ist dann ein Teilbereich dieser freiliegenden oberen Hälfte der Kugel, sodass er bei einer Bewegung des Schnappelements relativ zu der die Ausbuchtungen umfassenden Drehstellungseinstelleinrichtung im Wesentlichen punktuell ausgebildet ist. Es kommt in diesem Beispiel somit zu keinem linienförmigen Kontaktbereich. Dies trägt dazu bei, dass eine relativ einfache und kostengünstige Ausführung des Kontaktelements sowie des Aufnahmeteils ermöglicht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Kontaktbereich linienförmig ist. Ein derartiger Kontaktbereich wird beispielsweise erreicht, wenn das Kontaktelement zylinderförmig ausgebildet ist, zum Beispiel in Form einer rotierbaren Rolle. Das Kontaktelement ist dann beispielsweise derart relativ zur Drehachse des Bedienelements angeordnet, dass die Rotationsachse des rollen- beziehungsweise zylinderförmigen Kontaktelements senkrecht zur Drehachse des Basishebels angeordnet ist. Ein Durchmesser eines Querschnitts dieses rollenförmigen Kontaktelements entspricht hierbei bevorzugt einem Durchmesser der Ausbuchtungen. Hierdurch wird eine besonders einfache Ausführung eines rotierbaren Kontaktelements bereitgestellt, die an den Ausbuchtungen abrollt und dadurch zu einer verbesserten Ausführung des Bedienelements beiträgt.
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Bevorzugt ist der Kontaktbereich auf einen annähernd punktförmigen Bereich reduziert. Eine besonders minimierte Kontaktstelle ist dadurch gebildet.
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Ein besonders bevorzugt Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Kontaktelement kugelförmig ausgebildet ist. Das Kontaktelement ist somit als Kugel ausgestaltet, die Drehungen um alle drei Rotationsachsen der Kugel durchführen kann, da sie entsprechend in dem Aufnahmeteil beweglich gelagert und befestigt ist. Ein Durchmesser der Kugel entspricht bevorzugt einem Durchmesser der Ausbuchtungen. Der resultierende Kontaktbereich ist punktförmig, wodurch der Abrieb und somit der Verschleiß des Schnappelements sowie der Drehstellungseinstelleinrichtung im Bereich der Ausbuchtungen im Vergleich zu herkömmlichen drehbaren Bedienelementen von Lenkstockschaltern deutlich reduziert wird. Hierdurch wird der Lenkstockschalter besonders langlebig.
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Es ist ferner vorgesehen, dass das Kontaktelement aus Stahl oder einem Kunststoff hergestellt ist. Das Kontaktelement ist aus einem Material mit einer relativen hohen Festigkeit vorgesehen, sodass das Kontaktelement durch mechanische Belastungen stark beansprucht werden kann, bevor es zu einem Versagen des Materials des Kontaktelements kommt. Hierdurch werden unerwünschte Verformungen, insbesondere plastische Verformungen durch beispielsweise Abrieb zusätzlich reduziert, da besonders langlebige und für eine Verwendung in dem drehbaren Bedienelement geeignete Materialien verwendet werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass das Aufnahmeteil eine Aussparung aufweist, in die das Kontaktelement eingesetzt ist. Das Aufnahmeteil weist also beispielsweise eine Vertiefung auf, die das Kontaktelement derart aufnimmt, dass das Kontaktelement in dem Aufnahmeteil rotierbar ist. Die Aussparung kann beispielsweise einen an die Maße des kugelförmigen Kontaktelements angepassten Öffnungsbereich aufweisen, sich jedoch ansonsten beliebig weit in das Aufnahmeteil hinein erstrecken. Hierdurch wird die Funktionsfähigkeit des Kontaktelements gewährleistet, da sichergestellt wird, dass es rotierbar ist und dennoch eine zuverlässige Fixierung in der Aussparung verhindert, dass das kugelförmige Kontaktelement, zum Beispiel bei einer Krafteinwirkung auf das Bedienelement, relativ zu den Ausbuchtungen verrutscht.
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Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Kontaktelement passgenau in die Aussparung eingesetzt ist. Maße der Aussparung entsprechen somit zumindest im vom Aufnahmeteil bedeckten Oberflächenbereich des Kontaktelements den Maßen des Kontaktelements. Hierdurch wird verhindert, dass das kugelförmige Kontaktelement beispielsweise in einer zu großen Aussparung im Aufnahmeteil hin und her rollen kann, da durch die passgenaue Aussparung eine derartige Kombination von Translations- und Rotationsbewegungen, das heißt eine Rollbewegung, innerhalb des Aufnahmeteils unterbunden wird. Dies reduziert zusätzlich die am Schnappelement, und zwar am Kontaktelement, auftretende Reibung und somit dessen Abnutzung. Es können also unnötige zusätzliche Bewegungen, die nicht zum Schnappen von der ersten Ausbuchtung zur zumindest einen zweiten Ausbuchtung beitragen, unterbunden werden.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Aufnahmeteils sieht vor, dass das Kontaktelement von einer Wand und einem Boden umgeben ist. Die Wand kann beispielsweise einen Zylinder bilden, der beispielsweise um ein kugelförmiges Kontaktelement herum angeordnet ist. Die Wand kann alternativ beispielsweise vier Eckbereiche aufweisen, sodass das Aufnahmeteil eine Art offene Box darstellt. Die Wand zusammen mit dem Boden bildet dann zum Beispiel einen an einer Seite offenen Quader. Die offene Seite des Aufnahmeteils ist den Ausbuchtungen zugewandt, sodass das Kontaktelement aus dieser offenen Seite des Aufnahmeteils herausragt.
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Ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Wandteilen der Wand entspricht einem Kontaktelementdurchmesser des Kontaktelements, sodass das Kontaktelement in das Aufnahmeteil eingeführt werden kann. Alternativ ist es möglich, dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wandteilen der Wand größer als der Kontaktelementdurchmesser ist, sodass das Kontaktelement zwischen den Wandteilen positioniert werden kann, jedoch auch zwischen den Wandteilen hin und her bewegt werden könnte. Eine Höhe der Wand ist stets kleiner als der Kontaktelementdurchmesser, sodass die freiliegende Oberfläche des Kontaktelements bereitgestellt wird, die in Kontakt mit den Ausbuchtungen sein kann.
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Alternativ zu einem Aufnahmeteil in Form einer Aussparung kann also ein Aufnahmeteil in Form eines Behältnisses mit einer quadratischen, rechteckigen oder zylinderförmigen Grundfläche vorgesehen sein, das dazu ausgebildet ist, das Kontaktelement aufzunehmen. Insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wandteilen nur dem Kontaktelementdurchmesser entspricht, wird hierdurch erreicht, dass kein zusätzlicher Abrieb des beispielsweise kugelförmigen Kontaktelements dadurch beobachtet werden kann, dass das Kontaktelement innerhalb des Aufnahmeteils hin und her rollt. Es werden daher bevorzugt die genannten maximalen Maße der Wand hinsichtlich der Abstände der Wandteile zueinander sowie der Höhe der Wand gewählt, um insgesamt möglichst geringe Verschleißerscheinungen am Kontaktelement beobachten zu können.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Aufnahmeteil dazu ausgebildet ist, das Kontaktelement derart aufzunehmen, dass eine Translationsbewegung des Kontaktelements relativ zum Aufnahmeteil in der axialen Richtung der Drehachse unterbunden ist. Es ist also nicht möglich, dass das Kontaktelement parallel zur Drehachse des Bedienelements beweglich ist. Es wird somit jegliche axiale Bewegung bezogen auf die Drehachse des Lenkstockschalters verhindert. Dies bewirkt, dass beispielsweise bei einem Schlag auf den Lenkstockschalter oder beispielsweise aufgrund von Unebenheiten eines Fahrbodens, auf dem das Kraftfahrzeug mit dem Lenkstockschalter fährt, keine unerwünschten Verschiebungen des Kontaktelements zu den Ausbuchtungen und den restlichen Komponenten des Lenkstockschalters erfolgen kann, da das Kontaktelement auch in axialer Richtung von dem Aufnahmeteil festgehalten wird.
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Hierfür kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass ein Durchmesser einer Öffnung der Aussparung kleiner als ein Kontaktelementdurchmesser des Kontaktelements ist. Dies bewirkt, dass beispielsweise die freiliegende Oberfläche des Kontaktelements weniger als die Hälfte des Kontaktelements umfasst, das heißt, dass die Aussparung über 50 Prozent des kugelförmig ausgestalteten Kontaktelements bedeckt, das heißt das kugelförmige Kontaktelement zu mehr als 50 Prozent seiner Oberfläche sowie seines Volumens von der Aussparung aufgenommen ist. Hierfür kann beispielsweise das Kontaktelement in die Aussparung des Aufnahmeteils gepresst werden. Dies bewirkt, dass das Kontaktelement weiterhin beweglich im Aufnahmeteil gelagert ist, aber dennoch jenseits der Rotationsbewegung um die eigene Rotationsachse des Kontaktelements keine weiteren Bewegungen relativ zum Schnappelement oder zu anderen Komponenten des Lenkstockschalters möglich sind.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Öffnung konisch geformt ist. Die Öffnung der Aussparung ist somit an ihrer den Ausbuchtungen zugewandten Seite verjüngt ausgebildet. Dies bewirkt, dass letztendlich ein die Aussparung umgebender Teil des Aufnahmeteils beispielsweise eine halbkugelförmige Oberfläche aufweisen kann, wobei diese halbkugelförmige Oberfläche nicht durchgängig ausgebildet ist, sondern nur einen Ringbereich der Halbkugel umfasst, der bis zur Öffnung der Aussparung reicht. Dies trägt dazu bei, dass das Kontaktelement zuverlässig vom Aufnahmeteil festgehalten wird.
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Außerdem sieht ein Ausführungsbeispiel vor, dass an einem dem Boden des Aufnahmeteils abgewandten Ende der Wand des Aufnahmeteils ein Halteelement angeordnet ist. Das Halteelement ist dazu ausgebildet, das Kontaktelement in der Richtung der Drehachse im Aufnahmeteil festzuhalten. Dieses Halteelement unterbindet, dass es zu einer Translationsbewegung des Kontaktelements relativ zum Aufnahmeteil in der Richtung der Drehachse kommt. Dieses Halteelement kann beispielsweise von der Wand aus in einen das Kontaktelement umfassenden Innenraum des Aufnahmeteils hineinragen, sodass die Bewegung des Kontaktelements in Richtung der Drehachse durch das Halteelement unterbunden wird, da mittels des Halteelements das Kontaktelement innerhalb des Aufnahmeteils gehalten wird.
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In diesem Zusammenhang sieht ein weiteres Ausführungsbeispiel vor, dass das Halteelement als ein Vorsatz der Wand ausgebildet ist. Dieser Vorsatz bewirkt, dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wandteilen in einem Bereich des Vorsatzes derart verkleinert ist, dass der dortige Abstand kleiner als der Kontaktelementdurchmesser ist. Es werden also beispielsweise kegelige, konische oder verjüngende Vorsätze an der Wand ausgebildet, die letztendlich dazu führen, dass eine Öffnung gebildet wird, die bevorzugt kreisförmig ist, aus der die freiliegende Oberfläche des Kontaktelements hervorragt. Dies bewirkt die gewünschte Unterbindung der Translationsbewegung des Kontaktelements relativ zum Aufnahmeteil in der Richtung der Drehachse.
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Es kann zudem vorgesehen sein, dass eine Bodenoberfläche des Bodens des Aufnahmeteils an eine Oberflächenform des Kontaktelements angepasst ist. Handelt es sich bei dem Kontaktelement beispielsweise um das kugelförmige Kontaktelement, kann dessen Oberfläche vom Boden nachgeformt werden, sodass dieser beispielsweise eine Aussparung für das kugelförmige Kontaktelement bildet. Ein Radius der Bodenoberfläche, das heißt des konvex geformten Bodens, kann hierbei größer sein als ein Radius des kugelförmigen Kontaktelements, sodass beispielsweise vom Kontaktelement ungefüllte Volumenbereiche innerhalb des Aufnahmeteils übrig bleiben, die weder von dem Boden noch der Wand noch dem Kontaktelement selbst gefüllt sind. Es bilden sich also Hohlräume im Aufnahmeteil aus. Bevorzugt ist die Oberfläche des Bodens passgenau zum Kontaktelement. Dann kann ein Aufnahmeteil ohne Hohlräume realisiert werden. Hierdurch wird ein an das Kontaktelement angepasstes Aufnahmeteil realisierbar.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Aufnahmeteil aus Kunststoff hergestellt ist. Dieser Kunststoff sollte ebenfalls eine relativ große Festigkeit aufweisen, sodass er für die mechanischen Belastungen während des Bedienens des drehbaren Bedienelements ausgelegt ist.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Lenkstockschalter auf, wie er oben beschrieben wurde. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lenkstockschalter beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiele und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als ein Kraftwagen, insbesondere als ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, als ein Personenbus oder als ein Motorrad ausgestaltet.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Lenkstockschalter,
- 2 eine schematische Zeichnung eines Lenkstockschalters,
- 3 eine Querschnittszeichnung eines drehbaren Bedienelements eines Lenkstockschalters,
- 4 eine schematische Darstellung eines drehbaren Bedienelements eines Lenkstockschalters,
- 5 eine Perspektivansicht eines Schnappelements eines drehbaren Bedienelements mit einer Aussparung,
- 6 eine Querschnittszeichnung eines Schnappelements eines drehbaren Bedienelements mit einer Aussparung,
- 7 eine Querschnittsdarstellung eines Schnappelements eines drehbaren Bedienelements mit einer Wand und einem Boden, und
- 8 eine Querschnittsdarstellung eines Schnappelements eines drehbaren Bedienelements mit einer Wand mit einem Halteelement und einem Boden.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 skizziert, in dessen Innenraum ein Lenkstockschalter 12 in einer Nähe eines Lenkrads 14 angeordnet ist. Der Lenkstockschalter 12, der auch als Lenkstockhebel bezeichnet werden kann, umfasst einen länglichen Basishebel 16 sowie ein drehbares Bedienelement 18, das an einer vom Lenkrad 14 abgewandten Seite des länglichen Basishebels 16 des Lenkstockschalters 12 am dortigen Ende des Lenkstockschalters 12 angeordnet ist. Mittels des Lenkstockschalters 12 können beispielsweise eine Fahrzeugbeleuchtung, ein Fahrtrichtungsanzeiger, eine Umschaltung von Abblend- zu Fernlicht, eine Lichthupe, eine Scheibenwisch- und Scheibenwaschsteuerung, eine Geschwindigkeitsregelautomatik und/oder eine Fernsteuerung von einer Multimediaeinrichtung des Kraftfahrzeugs 10, wie einem Fahrzeugradio, betätigt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann mittels des Lenkstockschalters 12 eine Hupe des Kraftfahrzeugs 10 angesteuert werden. Der Lenkstockschalter 12 ist von einem Fahrersitz 19 des Kraftfahrzeugs 10 aus betrachtet hinter dem Lenkrad 14 angeordnet.
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In 2 ist der Lenkstockschalter 12 schematisch dargestellt. Das drehbare Bedienelement 18 weist eine Kappe 20 mit einer rillenförmigen Struktur auf. An dieser rillenförmigen Kappe 20 kann ein Benutzer des Lenkstockschalters 12 das drehbare Bedienelement 18 um eine Drehachse 22 drehen. Eine beispielhafte Drehrichtung, die als Umlaufrichtung 24 bezeichnet wird, ist in 2 mit einem Pfeil eingezeichnet. Das drehbare Bedienelement 18 ist um die Drehachse 22 relativ zum länglichen Basishebel 16 drehbar.
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In 3 ist ein Querschnitt des drehbaren Bedienelements 18 gezeigt. Aus dem Querschnitt wird deutlich, dass das drehbare Bedienelement 18 eine Drehstellungseinstelleinrichtung 26 umfasst. Mit der Drehstellungseinstelleinrichtung 26 kann eine erste diskrete Drehstellung und zumindest eine dazu unterschiedliche zweite Drehstellung des Bedienelements 18 eingestellt werden. Die Drehstellungseinstelleinrichtung 26 weist mehrere Ausbuchtungen 30a, 30b auf (Bezugszeichen 30a, 30b ist in 4 dargestellt). Der Lenkstockschalter 12 umfasst ein Schnappelement 32. Die Drehstellungseinstelleinrichtung 26 weist ein Federelement 34 auf. Das Federelement 34 ist mit den mehreren Ausbuchtungen 30a, 30b gekoppelt, das heißt mit der Drehstellungseinstelleinrichtung 26.
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4 verdeutlicht die Funktionsweise des drehbaren Bedienelements 18 des Lenkstockschalters 12. Die Drehstellungseinstelleinrichtung 26 weist mehrere Ausbuchtungen 30a, 30b auf, und zwar eine erste Ausbuchtung 30a und zumindest eine zweite Ausbuchtung 30b. Ein Querschnitt der Drehstellungseinstelleinrichtung 26 mit den mehreren Ausbuchtungen 30a, 30b weist ein wellenförmiges Profil der Ausbuchtungen 30a, 30b auf. Die Drehstellungseinstelleinrichtung 26 weist also in Umlaufrichtung 24 zur Drehachse 22 betrachtet die erste Ausbuchtung 30a und die zumindest eine zweite Ausbuchtung 30b auf. Das Schnappelement 32 schnappt abhängig von der Drehstellung des Bedienelements 18 in die erste Ausbuchtung 30a oder in die zumindest eine zweite Ausbuchtung 30b ein, sodass die Drehstellung diskret eingestellt ist. Das Einstellen der Drehstellung ist haptisch wahrnehmbar, und zwar beispielsweise für einen Benutzer des Lenkstockschalters 12, der diesen an der Kappe 20 berührt und betätigt.
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Das Schnappelement 32 weist ein Kontaktelement 36 auf, das in einem Aufnahmeteil 38 des Schnappelements 32 aufgenommen ist. Das Kontaktelement 36 ist bestimmungsgemäß dazu angeordnet, in Richtung der Drehachse 22 in eine der Ausbuchtungen 30a, 30b einzuschnappen, um beim axialen Einschnappen in diese Ausbuchtung 30a, 30b diese Ausbuchtung 30a, 30b an einem Kontaktbereich 42 direkt zu kontaktieren (Bezugszeichen 42 ist in 6 dargestellt).
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Das Federelement 34 ist dazu ausgebildet, die erste Ausbuchtung 30a und die zumindest eine zweite Ausbuchtung 30b, das heißt die Drehstellungseinstelleinrichtung 26, relativ zum Schnappelement 32 beim Einschnappen des Schnappelements 32 in axialer Richtung 35 der Drehachse 22 zu federn. Die axiale Richtung 35 ist in 4 mit einem Pfeils skizziert. Mittels des Federelements 34 wird also die Drehstellungseinstelleinrichtung 26 mit den Ausbuchtungen 30a, 30b während der Drehbewegung der Drehstellungseinstelleinrichtung 26 mit den Ausbuchtungen 30a und 30b um die Drehachse 22 in der axialen Richtung 35 angehoben und anschließend abgesenkt, sodass letztendlich das Schnappelement 32 von der ersten Ausbuchtung 30a in die zumindest eine zweite Ausbuchtung 30b schnappt.
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In 5 ist das Schnappelement 32 in einer perspektivischen Darstellung skizziert. Das Kontaktelement 36 ist relativ zum Aufnahmeteil 38 in dem Aufnahmeteil 38 rotierbar. Es kann um zumindest eine von drei eingezeichneten Rotationsachsen 40a, 40b, 40c rotiert werden. Das Kontaktelement 36 weist eine freiliegende Oberfläche 46 auf, die aus dem Aufnahmeteil 38 hervorsteht. Der Kontaktbereich 42 ist ein Teilbereich der freiliegenden Oberfläche 46. Aus 5 wird zudem deutlich, dass das Kontaktelement 36 kugelförmig ausgebildet ist und in eine Aussparung 48 des Aufnahmeteils 38 eingesetzt ist. Das Kontaktelement 36 ist hier passgenau in die Aussparung 48 eingesetzt. Die Aussparung 48 weist eine Öffnung 50 auf, wobei aus dieser Öffnung 50 die freiliegende Oberfläche 46 des Kontaktelements 36 herausragt.
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In 6 ist ein Querschnitt des in 5 skizzierten Schnappelements 32 dargestellt. Es wird deutlich, dass ein Durchmesser 52 der Öffnung 50 der Aussparung 48 kleiner als ein Kontaktelementdurchmesser 54 des Kontaktelements 36 ist. Zudem werden zwei mögliche Kontaktbereiche 42 skizziert, die hier als punktförmige Kontaktbereiche 42 vorgesehen sind. Zudem ist eine jeweilige Tangente 44 am Kontaktbereich 42 auf der freiliegenden Oberfläche 46 des kugelförmigen Kontaktelements 36 eingezeichnet. Die freiliegende Oberfläche 46 ist als schraffierte Fläche gekennzeichnet. Die Öffnung 50, das heißt das Aufnahmeteil 38 im Bereich der Öffnung 50, ist konisch geformt, das heißt in der eingezeichneten axialen Richtung 35 verjüngend ausgebildet.
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Bei einer alternativen Ausführung des Kontaktelements 36, beispielsweise in Form eines Zylinders beziehungsweise einer Rolle (hier nicht skizziert), sind die Kontaktbereiche 42 linienförmig ausgestaltet, wobei diese Linien senkrecht zur in 6 dargestellten Bildebene verlaufen würden.
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Das Kontaktelement 36 ist dazu ausgebildet, während des Einschnappens stets nur an einem oder an maximal zwei räumlich voneinander getrennten Kontaktbereichen 42 auf der freiliegenden Oberfläche 46 des Kontaktelements 36 eine der Ausbuchtungen 30a, 30b zu berühren, das heißt diese direkt zu kontaktieren.
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In 7 ist das Aufnahmeteil 38 derart skizziert, dass es eine Wand 56 sowie einen Boden 58 umfasst. Die Wand 56 und der Boden 58 umgeben das Kontaktelement 36. Die Wand 56 kann zylinderförmig oder auch in Form eines Quaders ausgebildet sein, sodass die Wand 56 letztendlich vier einzelne Seitenwände aufweisen kann. Ein Abstand 60 zwischen gegenüberliegenden Wandteilen der Wand 56 beträgt mindestens den Kontaktelementdurchmesser 54. Eine Höhe 62 der Wand 56 ist kleiner als der Kontaktelementdurchmesser 54, sodass die freiliegende Oberfläche 46 aus dem Aufnahmeteil 38 hervorragt.
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In 8 ist skizziert, dass die Wand 56 an einem dem Boden 58 abgewandten Ende ein Halteelement 64 aufweist. Das Halteelement 64 ist dazu ausgebildet, das Kontaktelement 36 in der axialen Richtung 35 im Aufnahmeteil 38 festzuhalten. Das Halteelement 64 ist hierbei als ein Vorsatz der Wand 56 ausgebildet, sodass der Abstand 60 zwischen den gegenüberliegenden Wandteilen durch diesen Vorsatz als Halteelement 64 im Bereich des Vorsatzes derart verkleinert ist, dass der dortige Abstand 60 kleiner als der Kontaktelementdurchmesser 54 ist. Hierdurch wird erreicht, dass eine Translationsbewegung des Kontaktelements 36 relativ zum Aufnahmeteil 38 in der axialen Richtung 35 der Drehachse 22 unterbunden ist. Eine derartige Translationsbewegung ist durch die konische Ausgestaltung der Öffnung 50 der Aussparung 48 auch in den in 5 und 6 gezeigten Schnappelementen unterbunden.
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In 8 ist zudem eine Bodenoberfläche 66 des Bodens 58 skizziert, die einer Oberflächenform des Kontaktelements 36 in etwa angepasst wurde, die beispielsweise konvex ausgebildet ist. Ein Radius dieser konvexen Bodenoberfläche 66 kann einem Radius des kugelförmigen Kontaktelements 36 entsprechen, also die Hälfte des Kontaktelementdurchmessers 54 betragen. Der Radius der Bodenoberfläche 66 kann jedoch auch größer als der Radius des Kontaktelements 36 gewählt sein.
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Das Aufnahmeteil 38 und das Kontaktelement 36 können aus Kunststoff hergestellt sein. Das Kontaktelement 36 kann alternativ aus Stahl hergestellt sein.
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Insgesamt zeigen die Beispiele einen Lenkstockhebel und zwar den Lenkstockschalter 12 mit einem drehbaren Eingabemittel in Form des drehbaren Bedienelements 18 zur Betätigung des Lenkstockschalters 12 mit einer passiven Haptikeinrichtung. Die passive Haptikeinrichtung, die hier als Drehstellungseinstelleinrichtung 26 bezeichnet ist, weist eine Rastbahn in Form der Ausbuchtungen 30a, 30b auf, die mit dem drehbaren Bedienelement 18 unter einer mittels des Federelements 34 erreichten Vorspannung über ein Rastelement, das heißt das Schnappelement 32, mit bewegt wird. Hierdurch wird eine haptische Rückmeldung am Lenkstockschalter 12, beispielsweise an der Kappe 20 des drehbaren Bedienelements 18, erzeugt. Das Schnappelement 32 ist hierbei in der axialen Richtung 35 bezogen auf den Lenkstockschalter 12 gegenüber der Drehstellungseinstelleinrichtung 26 mit den Ausbuchtungen 30a, 30b angeordnet und weist eine drehbar gelagerte Kugel in Form des rotierbaren Kontaktelements 36 auf. Hierdurch wird letztendlich die mechanische Abnutzung innerhalb des drehbaren Bedienelements 18 verringert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 203882847 U [0004]
- US 20170175883 A1 [0005]
